(1)
(ⅰ)
x>0、y>0であるから、相加平均、相乗平均の関係より、
x+y≧2√xy=2√4=4
等号が成り立つのは、x=y=2の時である。このとき、最小値をとり
log₂(x+y)=log₂4=2
(ⅱ)
y=x^(log₂√y)
両辺の底2の対数をとって、
log₂y=log₂x^(log₂√y)
log₂y=log₂√y×log₂x
log₂y=1/2log₂y×log₂x
log₂y≠0であるから、
2=log₂x
よって、
x=4 このとき、y=1
(ⅲ)
2^log₂x²=x^log₂y
対数の定義によって、2^log₂x²=x² であるから、
x²=x^log₂y
log₂y=2
y=4 このとき、x=1
(ⅳ)
x^log₂y×y^log₂x=1/64
両辺の底2の対数をとって、
log₂(x^log₂y×y^log₂x)=log₂(1/64)
log₂x^log₂y+log₂y^log₂x=log₂2⁻⁶
log₂y×log₂x+log₂x×log₂y=-6
log₂x=X、log₂y=Y とすると
2XY=-6
XY=-3
また、xy=4 であるから、
log₂xy=log₂4
log₂x+log₂y=2
X+Y=2
X+Y=2
XY=-3
は、
t²-2t-3=0 の解であるから、
t=3,-1
すなわち
(X,Y)=(-1,3)、(3,-1)
(x,y)=(1/2,8)、(8,1/2)
(2)
C(√3,0)とすると△OCAは、∠ACO=90°の直角三角形である。
OC:AC=1:√3 であるから、
∠AOC=60°したがって、
∠AOB=120°
(∠OAB は、まだ、できていないので、出来次第お知らせします。)
△ABCは、∠ACB=90°の直角三角形であるから、三平方の定理により
AB=3√6+3√2 (AB²=AC²+BC² 計算省略)
OMは、∠AOBの二等分線であるから、
OA:OB=AM:BM すなわち
OA:(OA+OB)=AM:(AM+BM)=AM:AB
よって、
2√3:(2√3+6+2√3)=AM:(3√6+3√2)
AM=2√3×(3√6+3√2)/(2√3+6+2√3)
AM=6(√3×√6+√3×√2)/2(2√3+3)
=3(3√2+√6)/(2√3+3)
=3√6-3√2