関数 $y = \log_3(3x+9)$ のグラフが、関数 $y = \log_3 x$ のグラフを $x$ 軸方向にどれだけ、また $y$ 軸方向にどれだけ平行移動したものか、さらに、与えられた関数のグラフと $x$ 軸および $y$ 軸との交点の座標を求める問題です。

解析学対数関数グラフ平行移動交点関数の変形
2025/8/1

1. 問題の内容

関数 y=log3(3x+9)y = \log_3(3x+9) のグラフが、関数 y=log3xy = \log_3 x のグラフを xx 軸方向にどれだけ、また yy 軸方向にどれだけ平行移動したものか、さらに、与えられた関数のグラフと xx 軸および yy 軸との交点の座標を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、y=log3(3x+9)y = \log_3(3x+9) を変形して、平行移動の量を見つけます。
\begin{align*}
y &= \log_3(3x+9) \\
&= \log_3[3(x+3)] \\
&= \log_3 3 + \log_3(x+3) \\
&= 1 + \log_3(x+3)
\end{align*}
これは、y=log3xy = \log_3 x のグラフを xx 軸方向に 3-3yy 軸方向に 11 だけ平行移動したものです。
次に、xx 軸との交点を求めます。xx 軸との交点では y=0y=0 なので、
\begin{align*}
0 &= \log_3(3x+9) \\
3x+9 &= 3^0 \\
3x+9 &= 1 \\
3x &= -8 \\
x &= -\frac{8}{3}
\end{align*}
したがって、xx 軸との交点の座標は (83,0)(-\frac{8}{3}, 0) です。
最後に、yy 軸との交点を求めます。yy 軸との交点では x=0x=0 なので、
\begin{align*}
y &= \log_3(3 \cdot 0 + 9) \\
&= \log_3 9 \\
&= \log_3 3^2 \\
&= 2
\end{align*}
したがって、yy 軸との交点の座標は (0,2)(0, 2) です。

3. 最終的な答え

* xx 軸方向への平行移動: 3-3
* yy 軸方向への平行移動: 11
* xx 軸との交点の座標: (83,0)(-\frac{8}{3}, 0)
* yy 軸との交点の座標: (0,2)(0, 2)

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