与えられた連立方程式の解 $x$ と $y$ を求める問題です。 連立方程式は以下の通りです。 $\begin{cases} 2^{x-1} + 3^{y+1} = 29 \\ 2^{x+1} - 3^{y-1} = 5 \end{cases}$

代数学連立方程式指数方程式の解
2025/6/11

1. 問題の内容

与えられた連立方程式の解 xxyy を求める問題です。
連立方程式は以下の通りです。
{2x1+3y+1=292x+13y1=5\begin{cases} 2^{x-1} + 3^{y+1} = 29 \\ 2^{x+1} - 3^{y-1} = 5 \end{cases}

2. 解き方の手順

まず、与えられた連立方程式を整理します。
A=2xA = 2^x , B=3yB = 3^y とおくと、連立方程式は以下のように書き換えられます。
{A2+3B=292AB3=5\begin{cases} \frac{A}{2} + 3B = 29 \\ 2A - \frac{B}{3} = 5 \end{cases}
それぞれの式に2と3をかけると:
{A+6B=586AB=15\begin{cases} A + 6B = 58 \\ 6A - B = 15 \end{cases}
2番目の式より B=6A15B = 6A - 15 となります。
これを1番目の式に代入すると:
A+6(6A15)=58A + 6(6A - 15) = 58
A+36A90=58A + 36A - 90 = 58
37A=14837A = 148
A=14837=4A = \frac{148}{37} = 4
B=6A15=6(4)15=2415=9B = 6A - 15 = 6(4) - 15 = 24 - 15 = 9
2x=42^x = 4 より x=2x = 2
3y=93^y = 9 より y=2y = 2

3. 最終的な答え

x=2x = 2
y=2y = 2

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