수학/수1

1.지수

라이프니츠 1050 2021. 3. 17. 20:54

 

실수 $x$와 $2$이상의 자연수 $n$에 대하여

$x$의 $n$제곱근 중에서 실수인 것의 개수를 $f(n,~x)$라 할 때,

옳은 것만을 다음에서 있는 대로 고르시오.

 

먼저 기본개념을 정리하자.

“$a$의 $n$제곱근이 $x$.”라고 하면

$n$제곱해서 $a$가 되는 수가 $x$라는 뜻이므로 $x^n =a$이다.

 

$x^n =a$의 근의 개수는 일반적으로 $n$개이다.

그렇지만 $x^n =a$의 모든 근을 구할 수는 없으므로

대개의 경우 실근의 개수만 생각을 한다.

 

만약,

$x^2 =3$이면 실근은 $x=\pm \sqrt3$으로 두 개

$x^4 =3$이면 실근은 $x= \pm \sqrt[4]{3} $으로 두 개

$x^6 =3$이면 실근은 $x= \pm \sqrt[6]{3} $ 으로 두 개

$\cdots$

 

$x^2 =0$이면 실근은 $x=0$으로 한 개

$x^4 =0$이면 실근은 $x=0$으로 한 개

$\cdots$

 

$x^2 =-3$이면 근은 $x= \pm \sqrt{-3}$으로 실근은  $0$개

 

따라서

$x^n =a$에서 $n$이 짝수 일 때,

$a>0$이면 실근 $2$

$a=0$이면 실근 $1$

$a<0$이면 실근 $0$

 

$x^3 =3$이면 실근은 $x= \sqrt[3]3$으로 한 개

$x^5 =3$이면 실근은 $x= \sqrt[5]{3} $으로 한 개

$x^5 =0$이면 실근은 $x= 0$ 으로 한 개

$x^7 =-3$이면 실근은

$x= \sqrt[7]{-3} = \sqrt[7]{-1} \times \sqrt[7]{3} =- \sqrt[7]{3}$으로 한 개

$\cdots$

 

따라서

$x^n =a$에서 $n$이 홀수 일 때,

$a>0$,  $a=0$,  $a<0$ 관계없이

실근의 개수는 무조건 $1$

 

정리하면 $x^n =a$의 실근의 개수는

 

 

자 이제 본 문제에 들어가서

$x$의 $n$제곱근 중에서 실수인 것의 개수가 $f(n,~x)$

 

$x$의 $n$제곱근을 $p$라고 하면

$n$제곱해서 $x$가 되는 수가 $p$이므로 $p^n =x$

 

$p$의 값 중에서 실수인 것의 개수가 $f(n,~x)$

 

따라서

 

. 실수 $a$에 대하여 $f(5,~a)=f(5,~a^2 )$이다.

$n=5$, $n$은 홀수이므로

$f(5,~a)=f(5,~a^2 )=1$   $\therefore$참

 

. $2$이상의 자연수 $a$, $b$에 대하여 $a<b$이면 $f(a,~4) \le f(b,~4)$이다.

$a$가 짝수,  $b$가 홀수 이면 $f(a,~4)=2,~f(b,~4)=1$

 

따라서 $f(a,~4) \le f(b,~4)$  $\therefore$ 거짓

 

. $2$이상의 자연수 $a$,  $b$에 대하여 $f(a,~b) \not= f(b,~a)$이면

$~~~~f(a+b,~ab)<f(ab,~a+b)$이다.

 

① $a$가 홀수, $b$가 홀수 이면  $f(a,~b)=f(b,~a)=1$

$a$가 홀수, $b$가 짝수 이면  $f(a,~b)=1,~f(b,~a)=2$

$a$가 짝수, $b$가 홀수 이면  $f(a,~b)=2,~f(b,~a)=1$

$a$가 짝수, $b$가 짝수 이면  $f(a,~b)=f(b,~a)=2$

 

따라서

$f(a,~b) \not= f(b,~a)$이면

$a$,  $b$중 하나는 홀수고, 하나는 짝수이다.

 

그러면 $a+b=$홀수,  $ab=$짝수

따라서 $b$에 관계없이  $f(a+b,~ab)=1$

,  $b>0$이므로  $f(ab,~a+b)=2$

 

따라서 $f(a+b,~ab)<f(ab,~a+b)$  $\therefore$

 

 

아래 연습문제를 남기니 익혀보기 바란다.

 

1.지수-연습문제.pdf
0.04MB

 

 

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