§4 指数関数と対数関数
8.対数の応用
では,最後に対数を用いて,応用問題に取り組むことにしましょう。今まで学習してきたことを用いれば,簡単に解けます。つまり,
という関係と,整数の性質を用います。
| ワンポイント 指数と桁数には,次のよ うな関係が成立していま す。 1000<1999<10000 すなわち 103<1999<104 となっています。 |
本題に入る前に,少し準備しておきましょう。みなさん,1,999は何桁の数であるか分かりますか? そうですね。なんか当たり前のことを聞いて,すみません。4桁ですね。これは,左の図のような関係になっています。つまり,103<1,999<104 となっています。すなわち,指数の範囲ではさみますと,104の指数4が桁数となっています。他の例で,考えてみましょう。985,642は何桁の数でしょうか。このとき,105<985,642<106 となります。したがって,106の指数6が桁数となっています。
それでは,逆を考えてみます。ある数 a について,1026<a<1027 となったとしますと,a は27桁であるということが分かります。この性質を用いると,次の例題に適応できます。
| ワンポイント 底が,10である対数を 常用対数 といいます。 この数は,教科書の最 後に表としてまとめら れていますから,見て おきましょう。 |
| ワンポイント 「A=Bの両辺の常用対数 をとる」とは, とすることです。とると 言いながら,対数をつけ るって,変ですが・・。 |
例題1
は何桁の数か。ただし,
とする。
[解答]まず,
=X とおき,両辺の常用対数をとることにしましょう(常用対数,対数をとるについては,右のワンポイントを見て下さい)。すると,
となります。ここからは流れ作業です。
ここで,X を指数の形で表現します。すると,
となります。ゆえに,
は,16桁の数であることが分かります。
いかがですか? 何桁になるか,簡単に求めることができますね。右に,この形を利用した,練習問題があります。気楽に,チャレンジしてみて下さい。
次に,同じ考え方を,小数に適応しましょう。0.00058
は小数第何位で 0 でない数がでてくるのか考えてみましょう。これも,すぐに分かりますね。第4位ですね。このようなことから,次の例題が生まれます。
例題2
を小数で表すと,小数第何位に初めて 0 でない数字が現れるか。ただし,
とする。
| ワンポイント 0.00058 を指数で表す ことを考えましょう。 そこで, であることを考えますと, なので, という関係が成り立ち ます。 |
そこで,もう一度,0.00058 が第4位で 0 でない数が現れることを考え,0.00058
を 10 を底とする指数ではさむことにします。すると,10-4<0.00058<10-3 となります。ここで,逆を考えましょう。今,ある数
a があります。その時,10-16<a<10-15 となったとします。ことのとき,a は小数第何16位で 0 でない数が出てくるでしょうか? そうですね。第位だということが分かります。この仕組みを用いて,上の例題2をもう一度考えてみることにしましょう。
[解答] これも,最初は例題1と同じようにして考えます。まず,
=X とおき,両辺の常用対数をとることにしましょう。すると,
となります。ここからは,今回も流れ作業です。
ここで,X を指数の形で表現します。すると,
となります。ゆえに,
は,小数第6位で初めて 0 でない数が現れることになります。
いかがですか? 前の例題と異なるところは,真数が小数になっているところです。これも分数の形にしておけば,対数の公式(§6.対数とその性質(2)←リンクしていますので,押して下さい)を用いて,簡単に計算することができますね。それでは,ここで,練習問題を行なうことにしましょう。
| 練習問題1 次の問いに答えよ。ただし,log102=0.3010,log103 =0.4771 とする。 ![]() |
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いかがでしたか? 内容は異なっていても,解く方針に変化はないことがお分かりでしょうか。指数より続きました対数も,これで終わることに致します。