与えられた対数の式を簡単にせよという問題です。具体的には、 $log_{2}9 \cdot log_{3}5 \cdot log_{25}8$ を計算します。

代数学対数対数の底の変換対数の計算
2025/6/29

1. 問題の内容

与えられた対数の式を簡単にせよという問題です。具体的には、
log29log35log258log_{2}9 \cdot log_{3}5 \cdot log_{25}8
を計算します。

2. 解き方の手順

対数の底の変換公式を用いて、全ての対数の底を揃えます。底の変換公式は、
logab=logcblogcalog_{a}b = \frac{log_{c}b}{log_{c}a}
です。今回は底を10に変換することにします。すると、
log29=log109log102log_{2}9 = \frac{log_{10}9}{log_{10}2}
log35=log105log103log_{3}5 = \frac{log_{10}5}{log_{10}3}
log258=log108log1025log_{25}8 = \frac{log_{10}8}{log_{10}25}
となります。したがって、
log29log35log258=log109log102log105log103log108log1025log_{2}9 \cdot log_{3}5 \cdot log_{25}8 = \frac{log_{10}9}{log_{10}2} \cdot \frac{log_{10}5}{log_{10}3} \cdot \frac{log_{10}8}{log_{10}25}
となります。
ここで、9=329 = 3^2, 8=238 = 2^3, 25=5225 = 5^2 であることを利用すると、
log109=log1032=2log103log_{10}9 = log_{10}3^2 = 2log_{10}3
log108=log1023=3log102log_{10}8 = log_{10}2^3 = 3log_{10}2
log1025=log1052=2log105log_{10}25 = log_{10}5^2 = 2log_{10}5
となるので、
log109log102log105log103log108log1025=2log103log102log105log1033log1022log105\frac{log_{10}9}{log_{10}2} \cdot \frac{log_{10}5}{log_{10}3} \cdot \frac{log_{10}8}{log_{10}25} = \frac{2log_{10}3}{log_{10}2} \cdot \frac{log_{10}5}{log_{10}3} \cdot \frac{3log_{10}2}{2log_{10}5}
となります。
これを整理すると、
2log103log102log105log1033log1022log105=23log103log105log1022log102log103log105\frac{2log_{10}3}{log_{10}2} \cdot \frac{log_{10}5}{log_{10}3} \cdot \frac{3log_{10}2}{2log_{10}5} = \frac{2 \cdot 3 \cdot log_{10}3 \cdot log_{10}5 \cdot log_{10}2}{2 \cdot log_{10}2 \cdot log_{10}3 \cdot log_{10}5}
となり、約分することで、
62=3\frac{6}{2} = 3
となります。

3. 最終的な答え

3

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