まず、指数部分の log23 を扱います。指数関数 e と対数関数 log2 が組み合わさっているので、対数の底の変換公式を利用して計算を進めます。 elog23 の肩にある対数を自然対数に変換することを考えます。底の変換公式より log23=ln2ln3 となります。ここで ln は自然対数(底が e の対数)を表します。 elog23=eln2ln3=(eln3)ln21=3ln21=3log2e しかし、このままでは計算が難しいので、別の方法を考えます。
指数と対数の関係から、elna=a という性質を利用します。 与えられた式 −7elog23=x を見ると、e を底とする指数関数と、底が2の対数関数があります。 対数の底を e に変換することで計算を進めます。 log23=ln2ln3 より elog23=eln2ln3 ここで、逆数で割ることはその数の掛け算なので、eln21⋅ln3 と書き換えることができます。 指数法則により、(eln3)ln21=3ln21 となります。 しかし、これ以上簡単にするのが難しいので、別の考え方をします。
log23=a とすると 2a=3 となります。 この値を元の式に代入しても、計算が簡単になりそうにありません。
ここで、y=elog23 と置いて、y の自然対数をとると、 lny=ln(elog23)=log23⋅lne=log23 ここで log23=ln2ln3 を代入すると、 lny=ln2ln3 y=eln2ln3 これは先程と同じ結果です。
計算をやり直します。問題は −7elog23=x でした。 log23=ln2ln3 なので、 −7eln2ln3=x です。 この式を変形して、x=−7(eln3)ln21=−7⋅3ln21 ここから先は計算が難しいです。
問題文をよく見ると、log2 ではなく ln (自然対数)の間違いである可能性を考慮します。もしそうなら、 −7eln3=x x=−7⋅3=−21