常用対数を利用して、桁数を求める問題の解法ポイント:対数関数

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常用対数を利用して、桁数を求める問題の解法ポイント

  • 常用対数を利用して、自然数の累乗の桁数を求める問題です。
  • 桁数を求める数の常用対数をとり、その値を挟む2つの自然数を利用して桁数を求めます。

桁数を求める問題

log_{10}2=0.3010とする。5^{10}は何桁の数になるか求めよ。

常用対数を利用しての解法の手順

  1. 常用対数log_{10}5^{10}の値を求めます。
  2. n-1 \leqq桁数を求める数の常用対数<nを満たす自然数nを求めます。
  3. 求められたnが桁数となります。

桁数を求める問題の解説

5^{10}を直接計算するのは難しいので、常用対数log_{10}5^{10}の値を求めます。

この問題では5の常用対数の値が与えられていないので、
底である{10}と常用対数の値が与えられている2を使って
5=\dfrac{10}{2}と表せることを利用します。

\[log_{10}5^{10}\]

\[={10} log_{10}5\]

\[={10} log_{10}\dfrac{10}{2}\]

\[={10}(log_{10}{10}-log_{10}2 )\]

\[={10}(1-0.3010)\]

\[=6.99\]

次に、得られた値を挟む2つの自然数を求めると

\[6 \leqq 6.99<7\]

となります。よって、

\[6 \leqq log_{10}5^{10} <7\]

\[log_{10}{10}^6 \leqq log_{10}5^{10} <log_{10}{10}^7\]

\[{10}^6 \leqq 5^{10}<{10}^7\]

となります。 {10}^67桁の数であり、{10}^78桁で最小の数なので、
その間に存在する5^{10}は7桁の数であることになります。

参考 数学2教科書 数研出版
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