指数関数と対数関数の問題
, とする。 を小数で表したとき、小数第何位に初めて でない数字が現れるか求めよ。
この問題で使うもの
- 常用対数と小数第何位(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(21 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
常用対数 の値を求め、 を満たす整数 を見つけると、 が小数第 位に初めて でない数字をもつことがわかる、という技能を使う。
ヒント 2
と変形する。
ヒント 3
となる。この値がどの連続する 2 つの整数の間にあるかを調べる。
答えと解説
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解説を読む
とおき、常用対数 を計算する。
対数の性質(べき・商)を使うと
となる。与えられた値を代入すると
したがって
すなわち
が成り立つ。
(小数第 位が )、(小数第 位が )であるから、 以上 未満の数は、小数第 位までがすべて で、小数第 位に初めて でない数字が現れる。
一般に のとき は小数第 位に初めて でない数字が現れる。ここでは である。
よって、答えは小数第 位である。
別解
。
より 。
したがって で、 なので、 は ()の形になる。
のとき、初めて 0 でない数字が現れるのは小数第 7 位である。
検算: は小数第 6 位に 1 が現れ、 は小数第 7 位に 1 が現れる。 は 以上 未満なので小数第 7 位である。