不等式 $(\frac{1}{2})^n < 0.01$ を満たす最小の整数 $n$ を求めます。ただし、$\log_{10} 2 = 0.3010$ とします。

代数学不等式対数指数関数常用対数最小値
2025/7/12

1. 問題の内容

不等式 (12)n<0.01(\frac{1}{2})^n < 0.01 を満たす最小の整数 nn を求めます。ただし、log102=0.3010\log_{10} 2 = 0.3010 とします。

2. 解き方の手順

まず、与えられた不等式の両辺の常用対数(底が10の対数)をとります。
log10(12)n<log100.01\log_{10} (\frac{1}{2})^n < \log_{10} 0.01
対数の性質より、
nlog10(12)<log10(102)n \log_{10} (\frac{1}{2}) < \log_{10} (10^{-2})
n(log101log102)<2n (\log_{10} 1 - \log_{10} 2) < -2
n(0log102)<2n (0 - \log_{10} 2) < -2
nlog102<2-n \log_{10} 2 < -2
両辺に 1-1 をかけると、不等号の向きが変わります。
nlog102>2n \log_{10} 2 > 2
与えられた値 log102=0.3010\log_{10} 2 = 0.3010 を代入します。
n(0.3010)>2n (0.3010) > 2
n>20.3010n > \frac{2}{0.3010}
n>2000301n > \frac{2000}{301}
n>6.6445...n > 6.6445...
nn は整数なので、nn の最小値は7です。

3. 最終的な答え

7

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