関数 $y = \log_{\frac{1}{3}}x$ について、$\frac{1}{81} < x \le 9$ の範囲における $y$ の値域を求める問題です。

解析学対数関数値域単調減少
2025/7/26

1. 問題の内容

関数 y=log13xy = \log_{\frac{1}{3}}x について、181<x9\frac{1}{81} < x \le 9 の範囲における yy の値域を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、xx の範囲の端点の yy の値を計算します。
次に、底が1より小さい(13\frac{1}{3})ため、関数 y=log13xy = \log_{\frac{1}{3}}x が単調減少であることを考慮して、値域を求めます。
x=181x = \frac{1}{81} のとき、
y=log13181=log13(13)4=4y = \log_{\frac{1}{3}}\frac{1}{81} = \log_{\frac{1}{3}}(\frac{1}{3})^4 = 4
x=9x = 9 のとき、
y=log139=log13(13)2=2y = \log_{\frac{1}{3}}9 = \log_{\frac{1}{3}}(\frac{1}{3})^{-2} = -2
関数 y=log13xy = \log_{\frac{1}{3}}x は単調減少関数であり、xx の値が大きくなるほど yy の値は小さくなります。
xx の範囲は 181<x9\frac{1}{81} < x \le 9 であるため、yy の範囲は 2y<4-2 \le y < 4 となります。

3. 最終的な答え

2y<4-2 \le y < 4

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