グラフの共有点で対数方程式の解の個数を調べる(A)
★★★☆☆☆☆(共通テスト) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: グラフの共有点で対数方程式の解の個数を調べる(B) (★★★☆☆☆☆(共通テスト))
問題
$x$ の方程式 $\log_2(x+1)=\log_4(2x+a)$ の実数解の個数を,定数 $a$ の値によって調べよ.
真数条件は $x+1>0$ かつ $2x+a>0$.$\log_4(2x+a)=\dfrac{\log_2(2x+a)}{2}$ であるから,方程式は
\[ 2\log_2(x+1)=\log_2(2x+a) \quad\text{すなわち}\quad (x+1)^2=2x+a \]
これを満たす $x$ では $2x+a=(x+1)^2>0$($x>-1$ のとき)となるから,真数条件は $x>-1$ だけを考えればよい.方程式は
\[ x^2+1=a\quad(x>-1) \]
よって,解の個数は $y=x^2+1\ (x>-1)$ のグラフと直線 $y=a$ の共有点の個数に等しい(下図).端点 $(-1,\ 2)$ は含まれない.
$a<1$ のとき 0 個,$a=1$ のとき 1 個,$1<a<2$ のとき 2 個,$a\geqq 2$ のとき 1 個
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