与えられた20個の対数計算の問題を解き、答えを有理数で求める。

代数学対数対数計算指数法則
2025/5/18

1. 問題の内容

与えられた20個の対数計算の問題を解き、答えを有理数で求める。

2. 解き方の手順

(1) log77=1\log_7 7 = 1 (底と真数が等しいので)
(2) logπ1=0\log_\pi 1 = 0 (どんな底でも、真数が1なら0)
(3) 32log32=3log322=3log34=43^{2\log_3 2} = 3^{\log_3 2^2} = 3^{\log_3 4} = 4
(4) log5x=4\log_{\sqrt{5}} x = 4 より x=(5)4=(51/2)4=52=25x = (\sqrt{5})^4 = (5^{1/2})^4 = 5^2 = 25
(5) log28=log21/223=31/2=6\log_{\sqrt{2}} 8 = \log_{2^{1/2}} 2^3 = \frac{3}{1/2} = 6
(6) log319=log332=2\log_3 \frac{1}{9} = \log_3 3^{-2} = -2
(7) log0.50.25=log1214=log2122=21=2\log_{0.5} 0.25 = \log_{\frac{1}{2}} \frac{1}{4} = \log_{2^{-1}} 2^{-2} = \frac{-2}{-1} = 2
(8) log101010=log10(10101/2)=log10103/2=32\log_{10} 10\sqrt{10} = \log_{10} (10 \cdot 10^{1/2}) = \log_{10} 10^{3/2} = \frac{3}{2}
(9) log62+log618=log6(218)=log636=log662=2\log_6 2 + \log_6 18 = \log_6 (2 \cdot 18) = \log_6 36 = \log_6 6^2 = 2
(10) log248log26=log2486=log28=log223=3\log_2 48 - \log_2 6 = \log_2 \frac{48}{6} = \log_2 8 = \log_2 2^3 = 3
(11) log102log10200=log102200=log101100=log10102=2\log_{10} 2 - \log_{10} 200 = \log_{10} \frac{2}{200} = \log_{10} \frac{1}{100} = \log_{10} 10^{-2} = -2
(12) log3454+log3125=log3(454125)=log3(93)=log327=log333=3\log_3 \frac{45}{4} + \log_3 \frac{12}{5} = \log_3 (\frac{45}{4} \cdot \frac{12}{5}) = \log_3 (9 \cdot 3) = \log_3 27 = \log_3 3^3 = 3
(13) log223log2112=log2(23÷112)=log2(2312)=log28=log223=3\log_2 \frac{2}{3} - \log_2 \frac{1}{12} = \log_2 (\frac{2}{3} \div \frac{1}{12}) = \log_2 (\frac{2}{3} \cdot 12) = \log_2 8 = \log_2 2^3 = 3
(14) 2log525223log51258=log5(252)2log5(1258)2/3=log56254log5(254)=log5(6254÷254)=log525=log552=22\log_5 \frac{25}{2} - \frac{2}{3} \log_5 \frac{125}{8} = \log_5 (\frac{25}{2})^2 - \log_5 (\frac{125}{8})^{2/3} = \log_5 \frac{625}{4} - \log_5 (\frac{25}{4}) = \log_5 (\frac{625}{4} \div \frac{25}{4}) = \log_5 25 = \log_5 5^2 = 2
(15) log102+log101512log1035=log10(215)log10(35)1/2=log1021535=log1021535=log1021553=log10(255)=log10(25)=log1010=1\log_{10} 2 + \log_{10} \sqrt{15} - \frac{1}{2} \log_{10} \frac{3}{5} = \log_{10} (2 \cdot \sqrt{15}) - \log_{10} (\frac{3}{5})^{1/2} = \log_{10} \frac{2\sqrt{15}}{\sqrt{\frac{3}{5}}} = \log_{10} \frac{2\sqrt{15}}{\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{5}}} = \log_{10} \frac{2\sqrt{15}\sqrt{5}}{\sqrt{3}} = \log_{10} (2\sqrt{5}\sqrt{5}) = \log_{10} (2 \cdot 5) = \log_{10} 10 = 1
(16) log26log49=log26log2232=log26log23=log263=log22=1\log_2 6 - \log_4 9 = \log_2 6 - \log_{2^2} 3^2 = \log_2 6 - \log_2 3 = \log_2 \frac{6}{3} = \log_2 2 = 1
(17) log816=log2324=43\log_8 16 = \log_{2^3} 2^4 = \frac{4}{3}
(18) log84+log168=log2322+log2423=23+34=812+912=1712\log_8 4 + \log_{16} 8 = \log_{2^3} 2^2 + \log_{2^4} 2^3 = \frac{2}{3} + \frac{3}{4} = \frac{8}{12} + \frac{9}{12} = \frac{17}{12}
(19) (log25)(log58)=(log25)(log523)=3(log25)(log52)=3(log25)1log25=3(\log_2 5)(\log_5 8) = (\log_2 5)(\log_5 2^3) = 3 (\log_2 5)(\log_5 2) = 3 (\log_2 5) \cdot \frac{1}{\log_2 5} = 3
(20) (log25+log415)(log52+log2512)=(log25+log215log24)(log52+log512log525)=(log25+log252)(log52+log522)=(log2512log25)(log5212log52)=(12log25)(12log52)=14(log25)(log52)=14(log25)(1log25)=14(\log_2 5 + \log_4 \frac{1}{5})(\log_5 2 + \log_{25} \frac{1}{2}) = (\log_2 5 + \frac{\log_2 \frac{1}{5}}{\log_2 4})(\log_5 2 + \frac{\log_5 \frac{1}{2}}{\log_5 25}) = (\log_2 5 + \frac{-\log_2 5}{2})(\log_5 2 + \frac{-\log_5 2}{2}) = (\log_2 5 - \frac{1}{2}\log_2 5)(\log_5 2 - \frac{1}{2}\log_5 2) = (\frac{1}{2}\log_2 5)(\frac{1}{2}\log_5 2) = \frac{1}{4} (\log_2 5) (\log_5 2) = \frac{1}{4} (\log_2 5) (\frac{1}{\log_2 5}) = \frac{1}{4}

3. 最終的な答え

(1) 1
(2) 0
(3) 4
(4) 25
(5) 6
(6) -2
(7) 2
(8) 3/2
(9) 2
(10) 3
(11) -2
(12) 3
(13) 3
(14) 2
(15) 1
(16) 1
(17) 4/3
(18) 17/12
(19) 3
(20) 1/4

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