$5.4^n$ の整数部分が3桁となるような整数 $n$ の個数を求める問題です。ただし、$\log_{10} 2 = 0.3010$、$\log_{10} 3 = 0.4771$ とします。

代数学対数不等式指数関数整数
2025/7/20

1. 問題の内容

5.4n5.4^n の整数部分が3桁となるような整数 nn の個数を求める問題です。ただし、log102=0.3010\log_{10} 2 = 0.3010log103=0.4771\log_{10} 3 = 0.4771 とします。

2. 解き方の手順

5.4n5.4^n の整数部分が3桁であるということは、5.4n5.4^n100100 以上 10001000 未満であることを意味します。したがって、次の不等式が成り立ちます。
1005.4n<1000100 \le 5.4^n < 1000
この不等式の各辺の常用対数を取ります。
log10100log105.4n<log101000\log_{10} 100 \le \log_{10} 5.4^n < \log_{10} 1000
2nlog105.4<32 \le n \log_{10} 5.4 < 3
ここで、log105.4\log_{10} 5.4 を計算します。
log105.4=log10(54/10)=log10(233/10)=log102+3log103log1010\log_{10} 5.4 = \log_{10} (54/10) = \log_{10} (2 \cdot 3^3 / 10) = \log_{10} 2 + 3\log_{10} 3 - \log_{10} 10
log105.4=0.3010+3(0.4771)1=0.3010+1.43131=0.7323\log_{10} 5.4 = 0.3010 + 3(0.4771) - 1 = 0.3010 + 1.4313 - 1 = 0.7323
したがって、
20.7323n<32 \le 0.7323n < 3
各辺を 0.73230.7323 で割ると、
20.7323n<30.7323\frac{2}{0.7323} \le n < \frac{3}{0.7323}
2.73n<4.092.73 \le n < 4.09
nn は整数なので、n=3,4n = 3, 4 となります。
したがって、nn の個数は2個です。

3. 最終的な答え

2個

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