この問題は、指数関数、対数関数に関する問題であり、以下の内容が含まれています。 (1) 指数と対数の関係 (2) 対数の性質 (3) 関数のグラフの関係(対称性など) (4) 関数の定義域と値域 (5) 対数関数を含む関数の最小値

解析学指数関数対数関数関数のグラフ定義域値域最小値
2025/8/4

1. 問題の内容

この問題は、指数関数、対数関数に関する問題であり、以下の内容が含まれています。
(1) 指数と対数の関係
(2) 対数の性質
(3) 関数のグラフの関係(対称性など)
(4) 関数の定義域と値域
(5) 対数関数を含む関数の最小値

2. 解き方の手順

(1) 指数と対数の関係について、 am=Ma^m = Mm=logaMm = \log_a M なので、アの解答は 0 です。
(2) 対数の性質について、常に成り立つものを考えます。
A. logab=loga1b- \log_a b = \log_a \frac{1}{b} は成立します。
B. logab=log1a1b\log_a b = \log_{\frac{1}{a}} \frac{1}{b} は成立します。
C. logab=logab- \log_a b = \log_a \sqrt{b} は成立しません。logab=logab1- \log_a b = \log_a b^{-1}なので、正しくは logab=loga1b- \log_a b = \log_a \frac{1}{b}です。
D. 2logab=logab22 \log_a b = \log_a b^2 は成立します。
E. (logab)2=2logab(\log_a b)^2 = 2 \log_a b は成立しません。
F. 1logab=logba=logb1a\frac{-1}{\log_a b} = - \log_b a = \log_b \frac{1}{a} は成立します。
したがって、正しい組み合わせは A, B, F なので、イの解答は 0 です。
(3) 5つのグラフについて
y=3xy = 3^xy=(13)xy = (\frac{1}{3})^x のグラフは y軸に関して対称なので、ウの解答は 2 です。
y=(13)xy = (\frac{1}{3})^xy=log13xy = \log_{\frac{1}{3}} x のグラフは y = x に関して対称なので、エの解答は 3 です。
y=log3xy = \log_3 xy=log13xy = \log_{\frac{1}{3}} x のグラフは x軸に関して対称なので、オの解答は 1 です。
y=log31xy = \log_3 \frac{1}{x}y=log13xy = \log_{\frac{1}{3}} x のグラフは 一方を平行移動すると、もう一方に重なるものなので、カの解答は 5 です。
(4) 定義域が実数全体で、a>0a > 0 かつ a1a \ne 1 ならば、y=axy = a^x の値域は y>0y > 0 なので、キの解答は 0 です。
定義域が x>0x > 0 で、a>0a > 0 かつ a1a \ne 1 ならば、y=logaxy = \log_a x の値域は 実数全体 なので、クの解答は 3 です。
(5) t=log3xt = \log_3 x とおくと、y=(log3x)2+2log3x+2y = (\log_3 x)^2 + 2 \log_3 x + 2y=t2+2t+2y = t^2 + 2t + 2 と表されるので、ケの解答は 2 で、コの解答は 2 です。
(6) x が x>0x > 0 の範囲を動くとき、t のとり得る値の範囲は 実数全体 なので、サの解答は 3 です。
(7) y=t2+2t+2=(t+1)2+1y = t^2 + 2t + 2 = (t+1)^2 + 1 なので、t=1t = -1 のとき、すなわち x=31=13x = 3^{-1} = \frac{1}{3} のとき、最小値 1 をとるので、シの解答は -1, スの解答は 1, セの解答は 1, ソの解答は 3, タの解答は 1, チの解答は 1 です。

3. 最終的な答え

ア:0
イ:0
ウ:2
エ:3
オ:1
カ:5
キ:0
ク:3
ケ:2
コ:2
サ:3
シ:-1
ス:1
セ:1
ソ:3
タ:1
チ:1

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## 問題の解答

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