卡在這題?用 AI 解開它
Algebra · real student question

關係式 y = a x^b 不是直線型。把它化成 Y = mX + c 的形式,並寫出 Y、X、m 與 c。

Question

冪次律

y=a xby=a\,x^{b}

不是直線型。把它化成直線型 Y=mX+cY=mX+c,並指出 YY、XX、斜率 mm 與截距 cc。

Step-by-step solution

  1. 先看清楚未知常數的位置。 這裡 bb 是變數 xx 的指數,不是常數的指數。這個差別決定了要做什麼變換:冪次律需要對兩邊取對數,而且兩個變數都要取;相對地,指數律 y=abxy=ab^{x} 只需要對 yy 取對數。

  2. 兩邊同取對數。

    log⁡y=log⁡ ⁣(a xb)\log y=\log\!\left(a\,x^{b}\right)

  3. 把乘積拆開。 由 log⁡(MN)=log⁡M+log⁡N\log(MN)=\log M+\log N:

    log⁡y=log⁡a+log⁡ ⁣(xb)\log y=\log a+\log\!\left(x^{b}\right)

  4. 把指數拉下來。 由 log⁡(xb)=blog⁡x\log(x^{b})=b\log x:

    log⁡y=blog⁡x+log⁡a\log y=b\log x+\log a

  5. 對照 Y=mX+cY=mX+c。

    log⁡y⏟Y=b⏟mlog⁡x⏟X+log⁡a⏟c\underbrace{\log y}_{Y}=\underbrace{b}_{m}\underbrace{\log x}_{X}+\underbrace{\log a}_{c}

    把 log⁡y\log y 對 log⁡x\log x 作圖——也就是雙對數圖——會得到一條直線,它的斜率就是指數 bb,截距則是 log⁡a\log a。

  6. 用數字驗算。 取 a=3,b=2,x=4a=3,b=2,x=4,則 y=3⋅16=48y=3\cdot 16=48。於是 log⁡1048=1.6812\log_{10}48=1.6812,而 blog⁡104+log⁡103=2(0.6021)+0.4771=1.6812b\log_{10}4+\log_{10}3=2(0.6021)+0.4771=1.6812 ✓。反推常數:b=mb=m,a=10ca=10^{c}。

Answer

log⁡y=blog⁡x+log⁡a,Y=log⁡y, X=log⁡x, m=b, c=log⁡a\log y=b\log x+\log a,\qquad Y=\log y,\ X=\log x,\ m=b,\ c=\log a

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