与えられた関数 $y = \log_e(\log_e x)$ ($x > 1$) について考えます。問題文には、この関数に対して何を求めるか、具体的な指示がありません。ここでは、定義域を求めることとします。

解析学対数関数定義域関数の解析
2025/6/2

1. 問題の内容

与えられた関数 y=loge(logex)y = \log_e(\log_e x) (x>1x > 1) について考えます。問題文には、この関数に対して何を求めるか、具体的な指示がありません。ここでは、定義域を求めることとします。

2. 解き方の手順

関数 y=loge(logex)y = \log_e(\log_e x) の定義域を求めるには、まず内側の対数 logex\log_e x が定義される条件を考え、次に外側の対数 loge(logex)\log_e(\log_e x) が定義される条件を考えます。
(1) logex\log_e x が定義されるためには、x>0x > 0 が必要です。また、問題文より x>1x>1です。
(2) loge(logex)\log_e(\log_e x) が定義されるためには、logex>0\log_e x > 0 が必要です。logex>0\log_e x > 0 は、x>e0x > e^0 と同値です。つまり、x>1x > 1 となります。
(3) 総合すると、x>1x > 1logex>0\log_e x > 0が両方満たされる必要があります。
logex>0\log_e x > 0となるのはx>1x>1の時です。
さらに、logex>0\log_e x > 0となるためには、x>e0=1x > e^0 = 1 である必要があります。
loge(logex)\log_e(\log_e x) が定義されるためには、logex>0\log_e x > 0 でなければなりません。
logex>0\log_e x > 0 となるのは、x>e0=1x > e^0 = 1 のときです。
しかし、loge(logex)\log_e(\log_e x) の真数 logex\log_e x は正である必要があるので、logex>0\log_e x > 0 となり、これは x>e0=1x > e^0 = 1 を意味します。さらに、外側の対数が定義されるためには、logex>0\log_e x > 0 である必要があるので、x>e0=1x > e^0 = 1 を意味します。
ここで、問題文で、x>1x > 1と定義されているので、x>1x > 1を満たす必要があります。
また、loge(logex)\log_e (\log_e x)を考える時、logex\log_e xは正の値をとる必要があります。つまり、logex>0\log_e x > 0である必要があり、x>1x>1である必要があります。
ここで、yyが定義されるためには、logex>0\log_e x > 0である必要があります。したがって、x>e0=1x > e^0 = 1が成り立つ必要があります。
さらに、y=loge(logex)y = \log_e(\log_e x) が定義されるためには、logex>0\log_e x > 0 である必要があるため、x>e0=1x > e^0 = 1 となります。
また、y=loge(logex)y = \log_e (\log_e x) を定義するためには、logex>0\log_e x > 0 である必要があります。これは、x>e0=1x > e^0 = 1 を意味します。また、問題文より、x>1x > 1 です。

3. 最終的な答え

定義域: x>1x > 1

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