대수 · 지수함수와 로그함수 · 4강

지수함수

지수함수의 그래프와 성질, 지수방정식·지수부등식

4:25 · 한국어 자막 있음(재생기 메뉴) · 연습문제 원문: OpenStax, Intermediate Algebra 2e, 10.5절 연습문제 36 (Lynn Marecek, Andrea Honeycutt Mathis, CC BY-NC-SA 4.0, https://openstax.org/details/books/intermediate-algebra-2e) / OpenStax, Algebra and Trigonometry 2e, 6장 복습 연습문제 1 (Jay Abramson 외, CC BY-NC-SA 4.0, https://openstax.org/details/books/algebra-and-trigonometry-2e). 문제를 우리말로 옮겼으며, 이 영상도 같은 조건(CC BY-NC-SA 4.0)으로 공개합니다.

핵심 정리

y=axy=a^x (a>0a>0, a≠1a\neq1)의 정의역은 실수 전체, 치역은 양의 실수 전체입니다. 그래프는 점 (0,1)(0,1)을 지나고 xx축이 점근선입니다.

a>1a>1이면 xx가 커질 때 yy도 커지고(증가), 0<a<10<a<1이면 yy는 작아집니다(감소). y=axy=a^x와 y=(1a)xy=\left(\frac{1}{a}\right)^x의 그래프는 yy축에 대하여 대칭입니다.

지수방정식·부등식은 밑을 같게 만듭니다. af(x)=ag(x)  ⟺  f(x)=g(x)a^{f(x)}=a^{g(x)}\iff f(x)=g(x). 부등식은 a>1a>1이면 부등호 방향 그대로, 0<a<10<a<1이면 반대로. 예: (12)x>4  ⟺  2−x>22  ⟺  x<−2\left(\frac{1}{2}\right)^x>4 \iff 2^{-x}>2^2 \iff x<-2

연습문제

원문 · OpenStax Intermediate Algebra · OpenStax Algebra and Trigonometry (CC BY-NC-SA 4.0)

1.OpenStax Intermediate Algebra · 10.5절 · 22번우리말 풀이

지수방정식 4x=1124^x=112 의 정확한 해를 구하고, 소수 셋째 자리까지 어림하세요.

영어 원문 보기

Solve Exponential Equations Using Logarithms

In the following exercises, solve each exponential equation. Find the exact answer and then approximate it to three decimal places.

4x=112{4}^{x}=112

답 쓰고 채점
풀이 보기

지수에 있는 미지수는 양변에 로그를 취해서 앞으로 내릴 수 있어요. log⁡(4x)=xlog⁡4\log(4^x)=x\log 4 예요.

  1. 1

    양변에 상용로그를 취해요. log⁡4x=log⁡112\log 4^x=\log 112 예요.

  2. 2

    지수를 앞으로 내려요. xlog⁡4=log⁡112x\log 4=\log112 예요.

  3. 3

    나눠서 xx 를 구해요. x=log⁡112log⁡4x=\dfrac{\log112}{\log4} 가 정확한 해예요.

  4. 4

    어림해요. log⁡112≈2.0492\log112\approx2.0492, log⁡4≈0.6021\log4\approx0.6021 이니까 x≈3.404x\approx3.404 예요.

  5. 5

    확인해요. 43=644^3=64, 44=2564^4=256 이라 112112 는 그 사이이고 xx 가 33 과 44 사이인 것과 맞아요.

답

x=log⁡112log⁡4≈3.404x=\dfrac{\log112}{\log4}\approx3.404

자주 하는 실수

log⁡112log⁡4\dfrac{\log112}{\log4} 를 log⁡1124=log⁡28\log\dfrac{112}{4}=\log28 로 바꾸면 안 돼요. 로그의 나눗셈과 로그끼리의 나눗셈은 달라요.

원본 교재 풀이(영어)

x=log⁡112log⁡4≈3.404x=\frac{\log 112}{\log 4}\approx 3.404

한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax Algebra and Trigonometry · 6.1절 · 19번

두 점 (0,2000)(0,2000) 과 (2,20)(2,20) 을 지나는 지수함수의 식을 구하세요.

다 풀었으면 정답 확인

f(x)=2000 (0.1)xf(x)=2000\,(0.1)^{x}

자세한 풀이 보고 이어서 풀기
# 지수함수계산보통
2.OpenStax Algebra and Trigonometry · 6.1절 · 19번우리말 풀이

두 점 (0,2000)(0,2000) 과 (2,20)(2,20) 을 지나는 지수함수의 식을 구하세요.

영어 원문 보기

For the following exercises, find the formula for an exponential function that passes through the two points given.

(0,2000)(0,2000) and (2,20)(2,20)

풀이 보기

지수함수를 f(x)=a bxf(x)=a\,b^{x} 로 놓고, x=0x=0 인 점에서 aa 를, 다른 점에서 bb 를 구해요.

  1. 1

    식을 놓아요. f(x)=a bxf(x)=a\,b^{x} (b>0b>0) 라 해요.

  2. 2

    x=0x=0 인 점으로 aa 를 구해요. f(0)=a b0=a=2000f(0)=a\,b^{0}=a=2000 이에요.

  3. 3

    x=2x=2 인 점으로 bb 를 구해요. 2000 b2=202000\,b^{2}=20 이므로 b2=202000=0.01b^{2}=\dfrac{20}{2000}=0.01 이고, b>0b>0 이라서 b=0.1b=0.1 이에요.

  4. 4

    식을 완성하고 확인해요. f(x)=2000 (0.1)xf(x)=2000\,(0.1)^{x}. f(2)=2000×0.01=20f(2)=2000\times 0.01=20 으로 맞아요.

답

f(x)=2000 (0.1)xf(x)=2000\,(0.1)^{x}

자주 하는 실수

b2=0.01b^2=0.01 에서 b=±0.1b=\pm0.1 로 두 값을 다 쓰는 실수가 있어요. 지수함수의 밑은 양수여야 해서 b=0.1b=0.1 만 가능해요.

원본 교재 풀이(영어)

f(x)=2000(0.1)xf(x)=2000{(0.1)}^{x}

한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax Intermediate Algebra · 10.2절 · 5번우리말 번역

지수함수의 그래프 그리기

다음 문제에서 각 지수함수의 그래프를 그리세요.

f(x)=(1.5)xf(x)={(1.5)}^{x}

다 풀었으면 정답 확인

이 그림은 점 (-1, 2/3)을 지나고 (0, 1)을 거쳐 (1, 3/2)에 이르는 곡선을 보여 준다.

이 문제로 이어서 풀기
# 지수함수계산보통
3.OpenStax Algebra and Trigonometry · 6.2절 · 13번우리말 번역

다음 문제에서 각 함수를 (참조한 그림)의 그래프 중 하나와 짝지으세요.

여섯 개의 지수함수의 그래프이다.

f(x)=2(0.69)xf(x)=2{(0.69)}^{x}

영어 원문 보기

For the following exercises, match each function with one of the graphs in (the referenced figure).

Graph of six exponential functions.

f(x)=2(0.69)xf(x)=2{(0.69)}^{x}

정답·풀이 보기

B

원본 교재 풀이(영어)

B

한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax Algebra and Trigonometry · 6.7절 · 19번우리말 번역

다음 문제에서, 그래프 계산기와 다음 상황을 이용하세요. 어떤 양어장의 물고기 개체 수는 tt년 후 방정식 P(t)=10001+9e−0.6tP(t)=\frac{1000}{1+9{e}^{-0.6t}} 으로 모델링됩니다.

반올림하여 소수 첫째 자리까지 나타낼 때, 물고기 개체 수가 두 배가 되는 데 걸리는 시간은 얼마인가요?

다 풀었으면 정답 확인

약 1.41.4년

이 문제로 이어서 풀기
# 지수함수그래프·표 해석자동 분류
4.OpenStax Algebra and Trigonometry · 6장 복습 · 1번우리말 번역

함수 y=156(0.825)ty=156{(0.825)}^{t} 이 지수 성장, 지수 감소, 또는 둘 다 아닌 것 중 무엇을 나타내는지 판단하세요. 설명하세요.

영어 원문 보기

Determine whether the function y=156(0.825)ty=156{(0.825)}^{t} represents exponential growth, exponential decay, or neither. Explain

정답·풀이 보기

지수 감소이다. 성장 인수 0.8250.825 는 00 과 11 사이에 있다.

원본 교재 풀이(영어)

exponential decay; The growth factor, 0.825,0.825, is between 00 and 1.1.

한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax Algebra and Trigonometry · 6.7절 · 41번우리말 번역

다음 문제에서는 아래 상황을 이용하세요: 내부 온도가 화씨 100∘100^\circ인 따뜻한 수프 냄비를 불에서 내려 69° F\text{69° F}인 방에서 식혔습니다. 15분 후 수프의 내부 온도는 95° F\text{95° F}였습니다.

반올림하여 분 단위로 나타낼 때, 수프가 80° F?\text{80° F?}까지 식는 데 걸리는 시간은 몇 분인지 구하세요.

다 풀었으면 정답 확인

약 8888분

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# 지수함수계산자동 분류

「지수함수」 문제 더 풀기 (348문제)

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