$\log_{10} 2 = a$ のとき、$\log_{10} \sqrt[3]{50}$ を $a$ の式で表す問題です。

代数学対数指数対数の性質計算
2025/5/22

1. 問題の内容

log102=a\log_{10} 2 = a のとき、log10503\log_{10} \sqrt[3]{50}aa の式で表す問題です。

2. 解き方の手順

まず、503\sqrt[3]{50} を指数で表すと 501/350^{1/3} です。
対数の性質 logaMk=klogaM\log_a M^k = k \log_a M を用いると、
log10503=log10501/3=13log1050\log_{10} \sqrt[3]{50} = \log_{10} 50^{1/3} = \frac{1}{3} \log_{10} 50 となります。
次に、5050 を素因数分解すると 50=2×5250 = 2 \times 5^2 です。よって、
log1050=log10(2×52)=log102+log1052=log102+2log105\log_{10} 50 = \log_{10} (2 \times 5^2) = \log_{10} 2 + \log_{10} 5^2 = \log_{10} 2 + 2 \log_{10} 5
となります。
ここで、a=log102a = \log_{10} 2 なので、log102\log_{10} 2aa で表すことができます。
また、log105=log10(102)=log1010log102=1log102=1a\log_{10} 5 = \log_{10} (\frac{10}{2}) = \log_{10} 10 - \log_{10} 2 = 1 - \log_{10} 2 = 1 - a となります。
したがって、
log1050=log102+2log105=a+2(1a)=a+22a=2a\log_{10} 50 = \log_{10} 2 + 2 \log_{10} 5 = a + 2(1 - a) = a + 2 - 2a = 2 - a
となります。
最後に、
log10503=13log1050=13(2a)=2a3\log_{10} \sqrt[3]{50} = \frac{1}{3} \log_{10} 50 = \frac{1}{3} (2 - a) = \frac{2-a}{3}
となります。

3. 最終的な答え

2a3\frac{2-a}{3}

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