対数不等式の問題

■問題

次の対数不等式を解け

log 3 9 log 1 3 4 log 9 x log 1 3 4+ log 3 2

■答

1 256 x 1 4

■解説

log 3 9 log 1 3 4 log 9 x log 1 3 4+ log 3 2

底の変換公式を用いて,底を3 にそろえる.その後,対数計算の基本を利用して式を簡単にする.

ここで

log 3 9 = log 3 3 2 =2 log 3 3 =2

log 1 3 4 = log 3 4 log 3 1 3 = log 3 4 = log 3 1 4

log 9 x = log 3 x log 3 9 = 1 2 log 3 x

よって

2 log 3 4 log 3 1 3 log 3 x log 3 9 log 3 4 log 3 1 3 + log 3 2

2( log 3 4 ) 1 2 log 3 x log 3 4+ log 3 2

さらに,ここで

2( log 3 4 ) = 2 log 3 1 4 = log 3 ( 1 4 ) 2 = log 3 1 16

log 3 4+ log 3 2 = log 3 1 4 + log 3 2 = log 3 1 2

= 1 2 log 3 x = log 3 x 1 2 = log 3 x

よって

2 log 3 1 4 log 3 x 1 2 log 3 1 4 + log 3 2

log 3 1 16 log 3 x log 3 1 2

底が31 より大きい.よって,真数の大小関係は以下のようになる.

1 16 x 1 2

1 256 x 1 4

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作成:学生スタッフ

最終更新日: 2023年11月28日