[출처: 대수 Ⅰ-2. 지수함수와 로그함수 (DB: ALG_Ch01_02) PDF p.8 문제 4 변형 | 성취기준: 12대수01-06, 12대수01-07]
세 실수 \(A = 2\log_{\frac{1}{3}} 2,\; B = \log_{\frac{1}{3}} 5,\; C = -\log_{3} 3\sqrt{3}\)에 대하여 다음을 구하시오.
[3-1] (5점) 세 수 \(A, B, C\)를 모두 밑이 \(\dfrac{1}{3}\)인 로그 \(\log_{\frac{1}{3}} N\)의 꼴로 나타내시오.
[3-2] (5점) 밑이 \(\dfrac{1}{3}\)인 로그함수의 감소 성질을 이용하여 \(A, B, C\)의 대소 관계를 부등호로 나타내시오.
🎯 정답 : [3-1] \(A = \log_{\frac{1}{3}} 4,\; B = \log_{\frac{1}{3}} 5,\; C = \log_{\frac{1}{3}} \sqrt{27}\) | [3-2] \(C \lt B \lt A\)
[1줄: 공식선언 (30%)] \(0 \lt a \lt 1\)일 때 로그함수 \(y = \log_a x\)는 감소함수이므로 \(p \lt q \iff \log_a p \gt \log_a q\)임을 선언한다.
[2줄: 핵심계산 (40%)] \(A = \log_{\frac{1}{3}} 2^2 = \log_{\frac{1}{3}} 4\), \(B = \log_{\frac{1}{3}} 5\), \(C = \log_{\frac{1}{3}} (3\sqrt{3}) = \log_{\frac{1}{3}} \sqrt{27}\)이다.
[3줄: 최종결론 (30%)] 진수를 비교하면 \(\sqrt{16} \lt \sqrt{25} \lt \sqrt{27}\), 즉 \(4 \lt 5 \lt 3\sqrt{3}\)이고 밑이 \(\dfrac{1}{3} \lt 1\)이므로 \(C \lt B \lt A\)이다.
| 배점 단계 | 동덕여자대학교 약술형 공식 2열 부분점수 채점 기준 |
| 소문항 [3-1] (5점) | • \(A = \log_{1/3} 4,\; C = \log_{1/3} \sqrt{27}\) 밑 통일 +5점 |
| 소문항 [3-2] (5점) | • 진수 대소 \(4 \lt 5 \lt \sqrt{27}\) 비교 +2점 / 부등호 반전 \(C \lt B \lt A\) 결론 +3점 |
💡 감점 방어 클리닉: 밑이 \(\dfrac{1}{3}\)로 \(1\)보다 작으므로 진수가 클수록 로그의 값은 오히려 작아집니다.