与えられた数式の値を計算します。数式は $log_7{\sqrt{3}} + \frac{1}{2}log_7{\frac{49}{15}} + \frac{3}{2}log_7{\sqrt[3]{5}}$ です。

代数学対数対数の性質計算
2025/6/29

1. 問題の内容

与えられた数式の値を計算します。数式は
log73+12log74915+32log753log_7{\sqrt{3}} + \frac{1}{2}log_7{\frac{49}{15}} + \frac{3}{2}log_7{\sqrt[3]{5}}
です。

2. 解き方の手順

まず、対数の性質を利用して式を簡略化します。
logaxn=nlogaxlog_a{x^n} = n log_a{x}
3=312\sqrt{3} = 3^{\frac{1}{2}} なので、
log73=log7312=12log73log_7{\sqrt{3}} = log_7{3^{\frac{1}{2}}} = \frac{1}{2}log_7{3}
4915=7215\frac{49}{15} = \frac{7^2}{15} なので、
12log74915=12log77215=12(log772log715)=12(2log715)=112log715\frac{1}{2}log_7{\frac{49}{15}} = \frac{1}{2}log_7{\frac{7^2}{15}} = \frac{1}{2}(log_7{7^2} - log_7{15}) = \frac{1}{2}(2 - log_7{15}) = 1 - \frac{1}{2}log_7{15}
53=513\sqrt[3]{5} = 5^{\frac{1}{3}} なので、
32log753=32log7513=3213log75=12log75\frac{3}{2}log_7{\sqrt[3]{5}} = \frac{3}{2}log_7{5^{\frac{1}{3}}} = \frac{3}{2} \cdot \frac{1}{3}log_7{5} = \frac{1}{2}log_7{5}
与えられた式にこれらを代入すると、
12log73+112log715+12log75=12(log73log715+log75)+1\frac{1}{2}log_7{3} + 1 - \frac{1}{2}log_7{15} + \frac{1}{2}log_7{5} = \frac{1}{2}(log_7{3} - log_7{15} + log_7{5}) + 1
対数の性質 logaxlogay=logaxylog_a{x} - log_a{y} = log_a{\frac{x}{y}} および logax+logay=logaxylog_a{x} + log_a{y} = log_a{xy} を利用すると、
log73log715+log75=log7315+log75=log715+log75=log7(155)=log71=0log_7{3} - log_7{15} + log_7{5} = log_7{\frac{3}{15}} + log_7{5} = log_7{\frac{1}{5}} + log_7{5} = log_7{(\frac{1}{5} \cdot 5)} = log_7{1} = 0
したがって、12(0)+1=1\frac{1}{2}(0) + 1 = 1

3. 最終的な答え

1

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