$\log_{\frac{1}{2}} 3$, $\log_{\frac{1}{4}} 5$, $\log_2 \frac{1}{4}$ の3つの値を小さい順に並べる問題です。

解析学対数大小比較対数関数
2025/7/26

1. 問題の内容

log123\log_{\frac{1}{2}} 3, log145\log_{\frac{1}{4}} 5, log214\log_2 \frac{1}{4} の3つの値を小さい順に並べる問題です。

2. 解き方の手順

まず、それぞれの対数の値を計算します。
log123\log_{\frac{1}{2}} 3 について、12=21\frac{1}{2} = 2^{-1} より、
log123=log213=log23\log_{\frac{1}{2}} 3 = \log_{2^{-1}} 3 = -\log_2 3
1<3<4=221 < 3 < 4 = 2^2 より、0<log23<20 < \log_2 3 < 2。さらに、2<3<222 < 3 < 2\sqrt{2}, より1<log23<1.51 < \log_2 3 < 1.5であることがわかる。正確にはlog231.585\log_2 3 \approx 1.585なので、log231.585-\log_2 3 \approx -1.585です。
log145\log_{\frac{1}{4}} 5 について、14=41\frac{1}{4} = 4^{-1} より、
log145=log415=log45\log_{\frac{1}{4}} 5 = \log_{4^{-1}} 5 = -\log_4 5
4<5<16=424 < 5 < 16 = 4^2 より、1<log45<21 < \log_4 5 < 2。さらに、5<44=85 < 4\sqrt{4}=8, より1<log45<1.51 < \log_4 5 < 1.5であることがわかる。正確にはlog451.161\log_4 5 \approx 1.161なので、log451.161-\log_4 5 \approx -1.161です。
log214\log_2 \frac{1}{4} について、14=22\frac{1}{4} = 2^{-2} より、
log214=log222=2\log_2 \frac{1}{4} = \log_2 2^{-2} = -2
したがって、3つの値はおよそ 1.585,1.161,2-1.585, -1.161, -2 となります。
これらの値を小さい順に並べると、2<1.585<1.161-2 < -1.585 < -1.161 となります。

3. 最終的な答え

log214,log123,log145\log_2 \frac{1}{4}, \log_{\frac{1}{2}} 3, \log_{\frac{1}{4}} 5

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