$4.32^n$ の整数部分が4桁であるような整数 $n$ の個数を求める問題です。ただし、$\log_{10} 2 = 0.3010$ および $\log_{10} 3 = 0.4771$ を使用します。

応用数学対数常用対数不等式桁数
2025/7/26

1. 問題の内容

4.32n4.32^n の整数部分が4桁であるような整数 nn の個数を求める問題です。ただし、log102=0.3010\log_{10} 2 = 0.3010 および log103=0.4771\log_{10} 3 = 0.4771 を使用します。

2. 解き方の手順

4.32n4.32^n の整数部分が4桁であるとは、10004.32n<100001000 \le 4.32^n < 10000 が成り立つということです。両辺の常用対数を取ると、
log101000log10(4.32n)<log1010000\log_{10} 1000 \le \log_{10} (4.32^n) < \log_{10} 10000
3nlog104.32<43 \le n \log_{10} 4.32 < 4
となります。したがって、
3log104.32n<4log104.32\frac{3}{\log_{10} 4.32} \le n < \frac{4}{\log_{10} 4.32}
を満たす整数 nn の個数を求めることになります。ここで、
log104.32=log10(432/100)=log10(2433/102)=log1024+log1033log10102=4log102+3log1032=4(0.3010)+3(0.4771)2=1.2040+1.43132=0.6353\log_{10} 4.32 = \log_{10} (432/100) = \log_{10} (2^4 \cdot 3^3 / 10^2) = \log_{10} 2^4 + \log_{10} 3^3 - \log_{10} 10^2 = 4 \log_{10} 2 + 3 \log_{10} 3 - 2 = 4(0.3010) + 3(0.4771) - 2 = 1.2040 + 1.4313 - 2 = 0.6353
30.6353n<40.6353\frac{3}{0.6353} \le n < \frac{4}{0.6353}
30.63534.722n<40.63536.297\frac{3}{0.6353} \approx 4.722 \le n < \frac{4}{0.6353} \approx 6.297
したがって、整数 nn5,65, 6 の2つです。

3. 最終的な答え

2

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