不等式 $2^n < 1000$ を満たす最大の整数 $n$ を求める問題です。ただし、$\log_{10}2 = 0.3010$ と $\log_{10}3 = 0.4771$ が与えられています。

代数学不等式対数常用対数指数最大値
2025/7/30

1. 問題の内容

不等式 2n<10002^n < 1000 を満たす最大の整数 nn 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 が与えられています。

2. 解き方の手順

まず、与えられた不等式 2n<10002^n < 1000 の両辺の常用対数(底が10の対数)を取ります。
log102n<log101000\log_{10}2^n < \log_{10}1000
対数の性質 logabc=clogab \log_a b^c = c \log_a b を使うと、
nlog102<log101000n \log_{10}2 < \log_{10}1000
log101000=log10103=3\log_{10}1000 = \log_{10}10^3 = 3 なので、
nlog102<3n \log_{10}2 < 3
log102=0.3010\log_{10}2 = 0.3010 を代入すると、
0.3010n<30.3010 n < 3
両辺を 0.3010 で割ると、
n<30.3010=3000301n < \frac{3}{0.3010} = \frac{3000}{301}
30003019.96677...\frac{3000}{301} \approx 9.96677... となるので、n<9.96677...n < 9.96677... を満たす最大の整数 nn は 9 です。

3. 最終的な答え

9

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