与えられた対数方程式を解く問題です。方程式は $log_2(x^2-x-18) - log_2(x-1) = 3$ です。

代数学対数方程式対数の性質二次方程式解の吟味
2025/5/14

1. 問題の内容

与えられた対数方程式を解く問題です。方程式は log2(x2x18)log2(x1)=3log_2(x^2-x-18) - log_2(x-1) = 3 です。

2. 解き方の手順

まず、対数の性質を利用して、左辺をまとめます。対数の引き算は、真数の割り算になるので、
log2(x2x18x1)=3log_2(\frac{x^2-x-18}{x-1}) = 3
次に、対数の定義より、
x2x18x1=23\frac{x^2-x-18}{x-1} = 2^3
x2x18x1=8\frac{x^2-x-18}{x-1} = 8
両辺に (x1)(x-1) を掛けて、
x2x18=8(x1)x^2 - x - 18 = 8(x - 1)
x2x18=8x8x^2 - x - 18 = 8x - 8
x29x10=0x^2 - 9x - 10 = 0
この二次方程式を解きます。因数分解すると、
(x10)(x+1)=0(x - 10)(x + 1) = 0
よって、x=10x = 10 または x=1x = -1 です。
ここで、対数の中身が正である必要があるため、解の吟味を行います。
x2x18>0x^2 - x - 18 > 0 かつ x1>0x - 1 > 0 を満たす必要があります。
x=10x = 10 のとき、1021018=1001018=72>010^2 - 10 - 18 = 100 - 10 - 18 = 72 > 0 かつ 101=9>010 - 1 = 9 > 0 なので、x=10x=10 は解として適切です。
x=1x = -1 のとき、11=2<0-1 - 1 = -2 < 0 なので、log2(x1)log_2(x-1) が定義できません。したがって、x=1x = -1 は不適です。

3. 最終的な答え

x=10x = 10

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