大学入試センター試験 2013年(平成25年) 本試 数学ⅡB 第1問 [2] 解説

解説

*に
X=2x,Y=2y,Z=2z式A
を代入するのだけれど、一番上の式だけは代入しにくい。
式Aを、それぞれ
x=log2X, y=log2Y, z=log2Z
と変形して代入してもいいけれど、面倒。
なので、結果から逆算しよう。

*の一番上の式が
XYZ=
に変形できると考えられるので、これに式Aを代入して、
2x×2y×2z=
2(x+y+z)=
*よりx+y+z=3なので、
=23

解答ソ:8

*の真ん中の式は、問題文で計算済み。

*の一番下の式は、式Aを代入すると、
1X+1Y+1Z=4916
左辺を通分して、
XY+YZ+ZXXYZ=4916
ソよりXYZ=8なので、
XY+YZ+ZX8=4916
XY+YZ+ZX=492

解答タ:4, チ:9 , ツ:2

以上より、
{XYZ=8X+Y+Z=352XY+YZ+ZX=492式B


以下、問題文の説明を補足するけど、流れを理解しなくても、上の行を下の行に機械的に変形するだけで答は出せる。

f(t)=(tX)(tY)(tZ)とおくと、
X,Y,Zは、f(t)=0の解。
f(t)を展開して、
f(t)=t3(X+Y+Z)t2+(XY+YZ+ZX)tXYZ
これに式Bを代入して、
f(t)=t3352t2+492t8式C

問題文より、式Cは(t12)で割り切れるので、組み立て除法をしよう。

1 352 492 8 12
12 172 162
1 342 322 0

よって、式Cは
f(t)=(t12)(t2342t+322)
f(t)=(t12)(t217t+16)
f(t)=(t12)(t1)(t16)
と因数分解できる。

解答テ:1, ト:1, ナ:6

このことから、f(t)=0の解は
t=12, 1, 16
であることが分かった。
この3解がX,Y,Zで、XYZなので、
X=12, Y=1, Z=16式D
である。

式AよりX=2x,Y=2y,Z=2zだった。
これをそれぞれ底が2の対数をとって、 log22x=log2X
xlog22=log2X
x=log2X
log22y=log2Y
ylog22=log2Y
y=log2Y
log22z=log2Z
zlog22=log2Z
z=log2Z

解答ニ:2

これに式Dを代入して、 x=log212
x=log221
x=log22
x=1
y=log21
y=log220
y=0log22
y=0
z=log216
z=log224
z=4log22
z=4
である。

解答ヌ:-, ネ:1, ノ:0, ハ:4