与えられた式を計算する問題です。式は以下の通りです。 $\frac{\log(a+1) - \log(a)}{\log(2) - 1}$

代数学対数対数の性質対数関数底の変換
2025/5/10

1. 問題の内容

与えられた式を計算する問題です。式は以下の通りです。
log(a+1)log(a)log(2)1\frac{\log(a+1) - \log(a)}{\log(2) - 1}

2. 解き方の手順

まず、対数の性質を利用して式を簡略化します。
対数の引き算は、真数の割り算に変換できます。つまり、log(x)log(y)=log(xy)\log(x) - \log(y) = \log(\frac{x}{y})です。
分子にこの性質を適用すると、
log(a+1)log(a)=log(a+1a)\log(a+1) - \log(a) = \log(\frac{a+1}{a})
となります。
次に、分母を考えます。log(2)1\log(2) - 1 ですが、1=log(10)1 = \log(10) (常用対数) なので、
log(2)1=log(2)log(10)=log(210)=log(15)\log(2) - 1 = \log(2) - \log(10) = \log(\frac{2}{10}) = \log(\frac{1}{5})
与えられた式は、次のようになります。
log(a+1a)log(15)\frac{\log(\frac{a+1}{a})}{\log(\frac{1}{5})}
対数の底の変換公式を使うと、logb(x)logb(y)=logy(x)\frac{\log_b(x)}{\log_b(y)} = \log_y(x)なので、
log(a+1a)log(15)=log15(a+1a)\frac{\log(\frac{a+1}{a})}{\log(\frac{1}{5})} = \log_{\frac{1}{5}}(\frac{a+1}{a})

3. 最終的な答え

log15(a+1a)\log_{\frac{1}{5}}(\frac{a+1}{a})

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