関数 $y = \log x$ のグラフを $C$ とするとき、$C$ に接し、かつ原点を通る直線 $l$ の方程式を求める問題です。ただし、$l$ の方程式は $y = \frac{\boxed{1}}{e}x$ の形で与えられています。

解析学対数関数微分接線グラフ
2025/8/4

1. 問題の内容

関数 y=logxy = \log x のグラフを CC とするとき、CC に接し、かつ原点を通る直線 ll の方程式を求める問題です。ただし、ll の方程式は y=1exy = \frac{\boxed{1}}{e}x の形で与えられています。

2. 解き方の手順

* 直線 ll の方程式を y=kxy = kx とおく(原点を通るので)。
* 曲線 CC と直線 ll が接すると仮定し、接点の xx 座標を tt とおく。このとき、接点の座標は (t,logt)(t, \log t) である。
* 曲線 y=logxy = \log xx=tx=t における微分係数(接線の傾き)を求める。
dydx=1x\frac{dy}{dx} = \frac{1}{x} より、x=tx=t での微分係数は 1t\frac{1}{t} である。
* 直線 y=kxy = kx は点 (t,logt)(t, \log t) において曲線 y=logxy = \log x に接するので、k=1tk = \frac{1}{t} が成り立つ。
* 接点 (t,logt)(t, \log t) は直線 y=kxy = kx 上にあるので、logt=kt\log t = kt が成り立つ。
* k=1tk = \frac{1}{t}logt=kt\log t = kt に代入すると、logt=1tt=1\log t = \frac{1}{t} \cdot t = 1 となる。
* logt=1\log t = 1 を解くと、t=et = e となる。
* k=1tk = \frac{1}{t}t=et = e を代入すると、k=1ek = \frac{1}{e} となる。
* したがって、直線 ll の方程式は y=1exy = \frac{1}{e}x である。

3. 最終的な答え

y=1exy = \frac{1}{e}x

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