数学II 第5章 対数と対数関数 — 対数の定義

対数の導入

となるを求める

となるを求める

となるを求める

たとえば,指数関数 とすると

となるが, であるから,この式を満たすである.

また, とすると

となるが, であるから,この式を満たすである.

図

となるを求める

となるを求める

となるを求める

このように,の値からすぐにの値が求まることもあるが,たとえば として

となるの値は,下の例題でみるように無理数なので,小数や分数で表すことができない.

しかし,図からわかるように, となるが存在しているのは確かなので,このxを

と表すことにする .

図

は約である.

となるを求める

乗したらになる値」は無理数なので,新たに記号を作りと表した. 同じように「 となる の値」も無理数なので,新たに記号を作りと表す. という記号を何度か使ってみるまでは,少々違和感を感じるかもしれないが, 慣れの問題であると達観し,落ち着いて取り組もう.

問題1が無理数であることの証明

が無理数であることを証明せよ.

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【解答:背理法】

が有理数であると仮定する.は正の数なので,自然数をもちいて ,すなわち

と表せることになる.

しかし,両辺を乗すると

となり,左辺は偶数,右辺は奇数となるので矛盾する.

よって,は無理数である.

対数の定義について

対数の定義について

ここで,対数の定義をしておこう.

指数関数の定義でみたように, 指数関数 のグラフでは,どのような正の実数に対しても

となるの値がただ1つ定まる. この値を,底(base)とする対数(logarithm)といい

で表す. また,こののことを真数(aniti-logarithm)という.

なお,指数関数の定義での という条件は,対数でも同様とする.

図

簡単に「ログ」と読む場合もある.

定義1対数の定義 §

のとき

とする.特に, である.

たとえば,を底とするの対数,すなわちは, だから

である.また,を底とするの対数,すなわちは, だから

である.

対数の定義について

指数と対数は,瞬時に書き換えられるようにしておかなければならない. 「乗は」と唱えながら,図のようなイメージ で変換できるように練習しよう.

図
問題2指数を対数になおす

次の等式を の形に書きなおせ.

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問題3対数を指数になおす

次の等式を の形に書きなおせ.

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問題4定義から対数の値を求める

次の式の値を求めよ.

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元記事: http://www.ftext.org/text/section/121(取得日 2026-08-07)

最終更新: 2026-08-08

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