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対数について
手書きで申し訳ないです。
見当もつかないので、ご教授願いたいです。
回答
$x^y=y^x \dots$ ①
$\log_x y+\log_y x=\dfrac{13}{6} \dots$ ②
(1)
②の底を10に変える
$\dfrac{\log_{10}y}{\log_{10}x} + \dfrac{\log_{10}x}{\log_{10}y}=\dfrac{13}{6} $
$\dfrac{Y}{X}+\dfrac{X}{Y}=\dfrac{13}{6}$
両辺に $XY$をかける
$Y^2+X^2=\dfrac{13}{6}XY$
$6X^2- 13XY+6Y^2 =0$
∴$(2X-3Y)(3X-2Y)=0 \dots $ ③
(2)
①の両辺で底10 の $\log$ をとる
$y\log_{10}x=x\log_{10}y$
$yX=xY$
∴$\dfrac{y}{x}=\dfrac{Y}{X} \dots$ ④
③より
$Y=\dfrac{2}{3}X$ または $Y=\dfrac{3}{2}X$
i) $Y=\dfrac{2}{3}X \dots$ ⑤ のとき
④より
$y=\dfrac{2}{3}x $
両辺で底10の $\log$ をとって
$\log_{10}y=\log_{10}\Bigl(\dfrac{2}{3}x \Bigr)$
$=\log_{10}\dfrac{2}{3} + \log_{10}x$
∴ $Y=X - \log_{10}\dfrac{3}{2} \dots$ ⑥
⑤⑥より
$\Biggl\{
\begin{array}{l}
X=3 \log_{10}\dfrac{3}{2} \\
\\
Y=2 \log_{10}\dfrac{3}{2}
\end{array}
$
よって
$\Biggl\{
\begin{array}{l}
x=\Bigl(\dfrac{3}{2}\Bigr)^3 \\
\\
y=\Bigl(\dfrac{3}{2}\Bigr)^2
\end{array}
$
ii) $Y=\dfrac{3}{2}X \dots$ のとき
①②は $x, \, y$ について対称だから i) の解より
$\Biggl\{
\begin{array}{l}
x=\Bigl(\dfrac{3}{2}\Bigr)^2 \\
\\
y=\Bigl(\dfrac{3}{2}\Bigr)^3
\end{array}
$