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数学II / 指数関数・対数関数 / 対数法則

まず、この問題から。問題文方程式 log₂(x−1)+log₂(x−3)=3 を解きなさい。

対数法則

底と真数の条件を保ち、単調性で大小を扱う型。 最初の一手は「底>0・底≠1・真数>0を書く」。答えを出したら、「底が1未満のときの不等号と真数条件」という間違いがないかを確認します。

見抜き方
底と真数の条件を保ち、単調性で大小を扱う型。
最初の一手
底>0・底≠1・真数>0を書く
求めるもの
条件を満たす値・範囲・グラフ
典型的な罠
底が1未満のときの不等号と真数条件
到達レベル
基礎〜教科書標準
記事状態
要点・例題・演習 公開済み
01 / QUICK ANSWER

30秒でわかる答え

底>0・底≠1・真数>0を書く

底と真数の条件を保ち、単調性で大小を扱う型。 最初の一手は「底>0・底≠1・真数>0を書く」。答えを出したら、「底が1未満のときの不等号と真数条件」という間違いがないかを確認します。

「対数法則」または同じ条件が現れる表・式・グラフが与えられる変化・交点・変域を読む
02 / WHY?

なぜそうなる?

WHY

対数法則では、なぜこの手順から始めるの?

表・式・グラフは、同じ二つの数量の関係を別の見方で表したものです。三つを往復すると、計算だけでは見落とす変化や範囲を確かめられます。

03 / CORE POINTS

ここだけは押さえる4点

  1. 01

    底と真数の条件を保ち、単調性で大小を扱う型。

  2. 02

    最初にすること:底>0・底≠1・真数>0を書く。

  3. 03

    目標:条件を満たす値・範囲・グラフまで、根拠をつないで示す。

  4. 04

    見直し:「底が1未満のときの不等号と真数条件」という間違いがないか、元の条件へ戻って確かめる。

04 / WORKED EXAMPLES

考え方がつながる例題3

例題 1 / まず解く

指数関数・対数関数の入口問題

方程式 log₂(x−1)+log₂(x−3)=3 を解きなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント真数条件はx>3です。

  1. 真数条件よりx>3。
  2. log₂{(x−1)(x−3)}=3なので(x−1)(x−3)=8。
  3. x²−4x−5=0よりx=5,−1だが、条件を満たすのはx=5。

答えx=5

確かめx=5ならlog₂4+log₂2=2+1=3で、真数も正です。

例題 2 / 定義へ戻る

同じ問題を、定義から考える

【問題文をもう一度】方程式 log₂(x−1)+log₂(x−3)=3 を解きなさい。 この問題で使った「対数法則」の定義・性質を説明しなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント答えの計算ではなく、なぜその手順を使えるかを言葉にします。

  1. 最初に真数条件を定める。
  2. 対数の和を積の対数にまとめる。
  3. 候補解を真数条件で絞る。

答えlogₐM+logₐN=logₐ(MN)で、対数の真数は正でなければなりません。

確かめ定義と最初の一手「底>0・底≠1・真数>0を書く」がつながっているか確認します。

例題 3 / 検算する

問題文の条件へ答えを戻す

【問題文をもう一度】方程式 log₂(x−1)+log₂(x−3)=3 を解きなさい。 得た答えが、問題文のすべての条件を満たすことを確かめなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント「底が1未満のときの不等号と真数条件」が起きていないか、元の数・式・図へ戻します。

  1. 底>0・底≠1・真数>0を書く
  2. log₂{(x−1)(x−3)}=3なので(x−1)(x−3)=8。
  3. x²−4x−5=0よりx=5,−1だが、条件を満たすのはx=5。
  4. 答えを問題文の条件へ戻す

答えx=5

確かめx=5ならlog₂4+log₂2=2+1=3で、真数も正です。

05 / PRACTICE

基礎→標準→発展の3段階演習

Q1基礎

【問題文】方程式 log₂(x−1)+log₂(x−3)=3 を解きなさい。

答えと解説
x=5

真数条件はx>3です。 x=5ならlog₂4+log₂2=2+1=3で、真数も正です。

Q2標準

【同じ問題を説明する】方程式 log₂(x−1)+log₂(x−3)=3 を解きなさい。 計算前の判断を三つ、順番に書きなさい。

答えと解説
最初に真数条件を定める。 → 対数の和を積の対数にまとめる。 → 候補解を真数条件で絞る。

logₐM+logₐN=logₐ(MN)で、対数の真数は正でなければなりません。

Q3発展

【同じ問題を検算する】方程式 log₂(x−1)+log₂(x−3)=3 を解きなさい。 「対数法則」の定義と問題文の条件を使って、答えが正しい理由を説明しなさい。

答えと解説
x=5。x=5ならlog₂4+log₂2=2+1=3で、真数も正です。

「底が1未満のときの不等号と真数条件」を避け、答えを元の条件へ戻すところまでが解答です。

06 / ERROR CLINIC

間違いを、理由から直す

底が1未満のときの不等号と真数条件

答えだけを消してやり直すのではなく、最初の一手「底>0・底≠1・真数>0を書く」へ戻ります。条件を図・表・式へ書き直し、どの行で条件が失われたかを特定してください。

見直しの合言葉

入力の条件、途中の根拠、出力「条件を満たす値・範囲・グラフ」の三つがつながっているかを確認します。

07 / QUESTIONS

よくある「なぜ?」

対数法則は何を覚えればよい?

答えの形だけでなく、「底>0・底≠1・真数>0を書く」という最初の判断と、その理由をセットで覚えます。

途中で分からなくなったら、どこへ戻る?

問題文の条件と、求めるものを分けて書きます。その後「「対数法則」または同じ条件が現れる」があるかを確認してください。

できたかどうかは、どう判断する?

初見の類題で初手を自分で選び、「底が1未満のときの不等号と真数条件」を避けて理由まで説明できれば合格です。