香川大学/2025年度/前期

1香川大学 2025年 数学 第1問解答・解説

指数関数・対数関数

1問題

香川大学2025年度第1問
次の問に答えよ。

(1) α=log⁡102, β=log⁡103\alpha=\log_{10}2,\ \beta=\log_{10}3 とおくとき、log⁡104, log⁡105, log⁡106\log_{10}4,\ \log_{10}5,\ \log_{10}6 をそれぞれ α,β\alpha,\beta を用いて表せ。

(2) 48<72<5048<7^{2}<50 であることを利用して、0.84<log⁡107<0.850.84<\log_{10}7<0.85 が成り立つことを示せ。ただし、log⁡102=0.3010, log⁡103=0.4771\log_{10}2=0.3010,\ \log_{10}3=0.4771 とする。

(3) 1.03<log⁡1011<1.051.03<\log_{10}11<1.05 が成り立つことを示せ。ただし、log⁡102, log⁡103\log_{10}2,\ \log_{10}3 は(2)と同じ値とする。

まずは自分で解いてみましょう。解けたら「答え」、詰まったら「解答」で確かめられます。

タイマー

15:00

2答え

答えを見る自分の答えと照らし合わせる

3解答

解答を見る途中式つきの解答

考え方

対数の積・商・べきの性質と常用対数の単調増加性を用いる。(3)では11211^{2}を120と125の間にはさみ、境界の常用対数を既知のlog⁡102\log_{10}2、log⁡103\log_{10}3で求める。

解答

(1)

対数の性質より、log⁡104=log⁡1022=2α\log_{10}4=\log_{10}2^{2}=2\alpha、log⁡105=log⁡10102=1−α\log_{10}5=\log_{10}\dfrac{10}{2}=1-\alpha、log⁡106=log⁡10(2⋅3)=α+β\log_{10}6=\log_{10}(2\cdot3)=\alpha+\beta である。

(2)

48<72=49<5048<7^{2}=49<50 であり、log⁡10x\log_{10}x は増加するから
log⁡1048<2log⁡107<log⁡1050.\log_{10}48<2\log_{10}7<\log_{10}50.
ここで
log⁡1048=4α+β=4(0.3010)+0.4771=1.6811,log⁡1050=2−α=2−0.3010=1.6990.\log_{10}48=4\alpha+\beta=4(0.3010)+0.4771=1.6811,\qquad \log_{10}50=2-\alpha=2-0.3010=1.6990.
したがって 1.68<1.6811<2log⁡107<1.6990<1.701.68<1.6811<2\log_{10}7<1.6990<1.70 より、0.84<log⁡107<0.850.84<\log_{10}7<0.85 である。

(3)

120<112=121<125120<11^{2}=121<125 であり、log⁡10x\log_{10}x は増加するから
log⁡10120<2log⁡1011<log⁡10125.\log_{10}120<2\log_{10}11<\log_{10}125.
ここで
log⁡10120=log⁡10(10⋅3⋅4)=1+β+2α=1+0.4771+2(0.3010)=2.0791,\log_{10}120=\log_{10}(10\cdot3\cdot4)=1+\beta+2\alpha=1+0.4771+2(0.3010)=2.0791,
log⁡10125=3log⁡105=3(1−α)=3(1−0.3010)=2.0970.\log_{10}125=3\log_{10}5=3(1-\alpha)=3(1-0.3010)=2.0970.
したがって 2.06<2.0791<2log⁡1011<2.0970<2.102.06<2.0791<2\log_{10}11<2.0970<2.10 より、1.03<log⁡1011<1.051.03<\log_{10}11<1.05 である。

読み終えたら解答を閉じて、もう一度自分の手で解いてみましょう。

この問題で使う考え方

  • 対数とその性質
  • 対数関数のグラフ・増減
  • 常用対数

答えと解答は AI で作成したものです。誤りに気づいたらお問い合わせから教えてください。

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