$\log_{10}2 = a$、$\log_{10}3 = b$のとき、以下の対数を$a$と$b$で表す問題です。 (1) $\log_{10}\sqrt{216}$ (2) $\log_2 0.15$ (3) $\log_2 \sqrt[3]{108}$ (4) $\log_5 0.03125$

代数学対数指数対数の性質数式変形
2025/6/27

1. 問題の内容

log102=a\log_{10}2 = alog103=b\log_{10}3 = bのとき、以下の対数をaabbで表す問題です。
(1) log10216\log_{10}\sqrt{216}
(2) log20.15\log_2 0.15
(3) log21083\log_2 \sqrt[3]{108}
(4) log50.03125\log_5 0.03125

2. 解き方の手順

(1) log10216\log_{10}\sqrt{216}
216=(216)12=(2333)12=232332\sqrt{216} = (216)^{\frac{1}{2}} = (2^3 \cdot 3^3)^{\frac{1}{2}} = 2^{\frac{3}{2}} \cdot 3^{\frac{3}{2}}
log10216=log10(232332)=32log102+32log103=32a+32b=32(a+b)\log_{10}\sqrt{216} = \log_{10}(2^{\frac{3}{2}} \cdot 3^{\frac{3}{2}}) = \frac{3}{2}\log_{10}2 + \frac{3}{2}\log_{10}3 = \frac{3}{2}a + \frac{3}{2}b = \frac{3}{2}(a+b)
(2) log20.15\log_2 0.15
0.15=15100=320=32250.15 = \frac{15}{100} = \frac{3}{20} = \frac{3}{2^2 \cdot 5}
log20.15=log23225=log23log2(225)=log23(2+log25)\log_2 0.15 = \log_2 \frac{3}{2^2 \cdot 5} = \log_2 3 - \log_2 (2^2 \cdot 5) = \log_2 3 - (2 + \log_2 5)
ここで、log23=log103log102=ba\log_2 3 = \frac{\log_{10} 3}{\log_{10} 2} = \frac{b}{a}
log25=log105log102=log10(10/2)log102=log1010log102log102=1aa\log_2 5 = \frac{\log_{10} 5}{\log_{10} 2} = \frac{\log_{10} (10/2)}{\log_{10} 2} = \frac{\log_{10} 10 - \log_{10} 2}{\log_{10} 2} = \frac{1 - a}{a}
log20.15=ba(2+1aa)=ba21a+1=ba1a1=b1a1=b1aa\log_2 0.15 = \frac{b}{a} - (2 + \frac{1 - a}{a}) = \frac{b}{a} - 2 - \frac{1}{a} + 1 = \frac{b}{a} - \frac{1}{a} - 1 = \frac{b-1}{a} - 1 = \frac{b-1-a}{a}
(3) log21083\log_2 \sqrt[3]{108}
1083=(108)13=(2233)13=2233\sqrt[3]{108} = (108)^{\frac{1}{3}} = (2^2 \cdot 3^3)^{\frac{1}{3}} = 2^{\frac{2}{3}} \cdot 3
log21083=log2(2233)=23+log23=23+log103log102=23+ba=2a+3b3a\log_2 \sqrt[3]{108} = \log_2 (2^{\frac{2}{3}} \cdot 3) = \frac{2}{3} + \log_2 3 = \frac{2}{3} + \frac{\log_{10} 3}{\log_{10} 2} = \frac{2}{3} + \frac{b}{a} = \frac{2a + 3b}{3a}
(4) log50.03125\log_5 0.03125
0.03125=3125100000=55105=55(25)5=552555=125=250.03125 = \frac{3125}{100000} = \frac{5^5}{10^5} = \frac{5^5}{(2 \cdot 5)^5} = \frac{5^5}{2^5 \cdot 5^5} = \frac{1}{2^5} = 2^{-5}
log50.03125=log525=5log52=5log102log105=5alog10(10/2)=5a1a\log_5 0.03125 = \log_5 2^{-5} = -5 \log_5 2 = -5 \frac{\log_{10} 2}{\log_{10} 5} = -5 \frac{a}{\log_{10} (10/2)} = -5 \frac{a}{1 - a}

3. 最終的な答え

(1) log10216=32(a+b)\log_{10}\sqrt{216} = \frac{3}{2}(a+b)
(2) log20.15=ba1a\log_2 0.15 = \frac{b-a-1}{a}
(3) log21083=2a+3b3a\log_2 \sqrt[3]{108} = \frac{2a+3b}{3a}
(4) log50.03125=5a1a\log_5 0.03125 = -\frac{5a}{1-a}

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