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

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

Question

關係式

y px=qy\,p^{x}=q

對 xx 和 yy 而言不是直線型。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. 判斷這個式子需要哪一種變換。 未知數 xx 坐在指數上,所以無論怎麼在 xx 和 yy 之間搬動都拉不直這條曲線。能把變數從指數上拉下來的工具就是對數——整個策略就在這裡。

  2. 先把 yy 孤立出來。 兩邊同除以 pxp^{x}:

    y=qpx=q p−xy=\frac{q}{p^{x}}=q\,p^{-x}

  3. 兩邊同取對數。 只要前後一致,用哪個底都行:

    log⁡y=log⁡ ⁣(q p−x)\log y=\log\!\left(q\,p^{-x}\right)

  4. 拆開乘積並把指數拉下來。 利用 log⁡(AB)=log⁡A+log⁡B\log(AB)=\log A+\log B 與 log⁡(p−x)=−xlog⁡p\log(p^{-x})=-x\log p:

    log⁡y=log⁡q−xlog⁡p\log y=\log q-x\log p

  5. 對照 Y=mX+cY=mX+c。 把含 xx 的項寫在前面:

    log⁡y⏟Y=(−log⁡p)⏟mx⏟X+log⁡q⏟c\underbrace{\log y}_{Y}=\underbrace{(-\log p)}_{m}\underbrace{x}_{X}+\underbrace{\log q}_{c}

    所以要把 log⁡y\log y 對 xx 本身作圖——不是對 log⁡x\log x,這是最常見的閃失。

  6. 檢查怎麼從圖上讀值。 斜率是 −log⁡p-\log p,所以取常用對數時 p=10−mp=10^{-m};截距是 log⁡q\log q,所以 q=10cq=10^{c}。用 p=2,q=5,x=3p=2,q=5,x=3 做數值檢驗:y=5/8=0.625y=5/8=0.625,log⁡100.625=−0.2041\log_{10}0.625=-0.2041,而 −3log⁡102+log⁡105=−0.9031+0.6990=−0.2041-3\log_{10}2+\log_{10}5=-0.9031+0.6990=-0.2041 ✓。

Answer

log⁡y=(−log⁡p) x+log⁡q,Y=log⁡y, X=x, m=−log⁡p, c=log⁡q\log y=(-\log p)\,x+\log q,\qquad Y=\log y,\ X=x,\ m=-\log p,\ c=\log q

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