$\log_{\frac{1}{9}} \frac{1}{9}$, $\log_{\frac{1}{4}} \frac{1}{3}$, $\log_{\frac{1}{8}} 3$ の値を小さい順に並べる問題です。

解析学対数対数関数底の変換公式計算
2025/7/27

1. 問題の内容

log1919\log_{\frac{1}{9}} \frac{1}{9}, log1413\log_{\frac{1}{4}} \frac{1}{3}, log183\log_{\frac{1}{8}} 3 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。
* log1919\log_{\frac{1}{9}} \frac{1}{9}
19\frac{1}{9} を底とする 19\frac{1}{9} の対数は、19\frac{1}{9} を何乗すると 19\frac{1}{9} になるかを表します。
これは1乗なので、log1919=1\log_{\frac{1}{9}} \frac{1}{9} = 1 です。
* log1413\log_{\frac{1}{4}} \frac{1}{3}
14\frac{1}{4} を底とする 13\frac{1}{3} の対数を求めます。これは直接的な計算が難しいので、底の変換公式を使います。常用対数を使うと、
log1413=log13log14=log31log41=log3log4=log3log4=log32log2\log_{\frac{1}{4}} \frac{1}{3} = \frac{\log \frac{1}{3}}{\log \frac{1}{4}} = \frac{\log 3^{-1}}{\log 4^{-1}} = \frac{-\log 3}{-\log 4} = \frac{\log 3}{\log 4} = \frac{\log 3}{2\log 2}
log30.4771\log 3 \approx 0.4771, log20.3010\log 2 \approx 0.3010 なので、
log32log20.47712×0.30100.47710.60200.7925\frac{\log 3}{2\log 2} \approx \frac{0.4771}{2 \times 0.3010} \approx \frac{0.4771}{0.6020} \approx 0.7925
* log183\log_{\frac{1}{8}} 3
18\frac{1}{8} を底とする 3 の対数を求めます。これも底の変換公式を使います。常用対数を使うと、
log183=log3log18=log3log81=log3log8=log33log2\log_{\frac{1}{8}} 3 = \frac{\log 3}{\log \frac{1}{8}} = \frac{\log 3}{\log 8^{-1}} = \frac{\log 3}{-\log 8} = \frac{\log 3}{-3\log 2}
log30.4771\log 3 \approx 0.4771, log20.3010\log 2 \approx 0.3010 なので、
log33log20.47713×0.30100.47710.90300.5283\frac{\log 3}{-3\log 2} \approx \frac{0.4771}{-3 \times 0.3010} \approx \frac{0.4771}{-0.9030} \approx -0.5283
それぞれの値を比較すると、
log1830.5283\log_{\frac{1}{8}} 3 \approx -0.5283
log14130.7925\log_{\frac{1}{4}} \frac{1}{3} \approx 0.7925
log1919=1\log_{\frac{1}{9}} \frac{1}{9} = 1
したがって、小さい順に並べると log183<log1413<log1919\log_{\frac{1}{8}} 3 < \log_{\frac{1}{4}} \frac{1}{3} < \log_{\frac{1}{9}} \frac{1}{9} となります。

3. 最終的な答え

log183,log1413,log1919\log_{\frac{1}{8}} 3, \log_{\frac{1}{4}} \frac{1}{3}, \log_{\frac{1}{9}} \frac{1}{9}

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