高校数学 公式・解法ノート
必須

対数の定義・性質・底の変換

着眼点定義は「a^p=M \iff p=\log_a M」。底がばらばらなら底の変換公式で1つにそろえる。

a>0,\ a\ne1,\ M>0,\ N>0 のとき

\log_a MN=\log_a M+\log_a N,\quad \log_a\frac{M}{N}=\log_a M-\log_a N,\quad \log_a M^k=k\log_a M \log_a b=\frac{\log_c b}{\log_c a}\ (\text{底の変換}),\qquad \log_a b\cdot\log_b a=1 \log_a 1=0,\quad \log_a a=1,\quad a^{\log_a M}=M
例題
1
2\log_3 6-\log_3 4 を計算せよ。
解答
\log_3 36-\log_3 4=\log_3\frac{36}{4}=\log_3 9
答 2
2
\log_4 9\cdot\log_3 8 を計算せよ。
解答
底を2にそろえる。\log_4 9=\frac{\log_2 9}{\log_2 4}=\frac{2\log_2 3}{2}=\log_2 3、\log_3 8=\frac{3}{\log_2 3}。
積は \log_2 3\cdot\frac{3}{\log_2 3}
答 3
注意\log_a(M+N) は分解できない。(\log_a M)^2 と \log_a M^2 も別物。
確認問題
1
\log_3\sqrt{27}
答え
\log_3 3^{\frac{3}{2}}=\frac{3}{2}
2
\log_8 4
答え
\frac{\log_2 4}{\log_2 8}=\frac{2}{3}

「指数・対数関数」の項目

  1. 指数法則と累乗根必須
  2. 累乗・累乗根の大小比較必須
  3. 指数方程式・不等式(底をそろえる)必須
  4. t=aˣ と置いて2次方程式・不等式に必須
  5. aˣ+a⁻ˣ を置き換える最大・最小差がつく
  6. 底が文字のときは a>1 と 0<a<1 で場合分け差がつく
  7. 対数の定義・性質・底の変換必須
  8. 対数方程式・不等式(真数条件が先)必須
  9. t=logₐ x と置く最大・最小差がつく
  10. aˣ=bʸ=cᶻ 型は全体の対数をとる差がつく
  11. 桁数・最高位の数字・小数第何位必須
  12. 「初めて〜を超える n」を常用対数で差がつく
  13. 常用対数の値そのものを評価する証明不要

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