共通テスト(数学) 過去問
令和6年度(2024年度)追・試験
問56 (数学Ⅱ・数学B(第1問) 問2)

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問題

共通テスト(数学)試験 令和6年度(2024年度)追・試験 問56(数学Ⅱ・数学B(第1問) 問2) (訂正依頼・報告はこちら)

(1)x>Oとする。log3xを、2を底とする対数を用いて表そう。

t=log3xとおくと、( ア )が成り立つ。これにより、log2x=( イ )となるので、t=( ウ )が得られる。すなわち、log3x=( ウ )である。

( イ )にあてはまるものを1つ選べ。
  • 2log3t
  • 3log2t
  • tlog23
  • tlog32
  • log23/t
  • log32/t

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この過去問の解説 (3件)

01

底の変換公式の途中経過を考えます。
前問(ア)より、x = 3t です。これを2u の形に直すには、
「2 を何乗すると 3 になるか」の値が必要となります。
すなわち log23 の値が必要となります。


x = 3t = {2(log23)}t= 2t・(log23) と表せます。
この関係式は、
log2x = t・(log23) と表せます。

 

「t log23」の選択肢が設問(イ)の解答となります。

 

 

前問(ア)

t = log3x の意味は「3をt乗するとxになる」という事なので、
3t = x となります。

「x = 3t」の選択肢が設問(ア)の解答となります。

選択肢3. tlog23

2(log23) のlog23 は「2をu乗すると3 になる」という意味なので、
2(log23) = 2u = 3 になります。


次に、x = 3t より、x = 2t・(log23) という事は、
「2をt・(log23) 乗すると x になる」という事なので、
log2x = t・(log23) と表せます。

 

さらにこの式はlog2x = log2(3t) となり、

設問(ア)の x = 3t の式に戻せます。

まとめ

ややこしいかもしれませんが、冷静に考えましょう。

 

対数を使って 3 を 2 に変換するにはどうしたらよいかという問題になります。
2u = 3 の式を考えると、u = log23 となります。

 

そのあとで、ベキ乗(累乗)に関する公式(ab)c = abc を使っています。

 

log2x = t・(log23) 
⇔ log2x = log2(3t) のようにできる事については、 
loga(bc)= c・(logab) の公式を使っています。
この公式が分かっていれば、
log2x = log2(3t)により、
x = 3t を導けます。

これを逆算すると、

最初の式から解答を得る事もできます。

 

前問(ア)のまとめより

t = log3x の 3 を「底(てい)」、x を「真数」(> 0)、
t を「(3を底とする x の) 対数」とそれぞれ呼びます。
上記解説のように、底を何乗すると真数になるかが対数の値となります。
例えば「3を3乗するとxになる」のであれば log3x = 3 であり、x = 27 です。
慣れないうちは具体的な値で考えて対数の式に慣れましょう。

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02

t=log3xとおいているのでx=3tが成り立ちます。

 

x=3tの両辺の2を底とする対数をとると、log2xlog23tとなります。

また、対数の性質により、logaMkklogaMとなります。

よって、log23t=tlog23となります。

 

上記より、log2x=tlog23となります。

選択肢3. tlog23

正解の選択肢です。

参考になった数0

03

t=log3x

3t=x

となります。

 

両辺2が底の対数を取ると

log23t=log2x

tlog23=log2x

となります。

選択肢3. tlog23

正解です。

まとめ

対数の復習しておくことが大切です。

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