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Algebra · real student question

求以 3 为底 18 的对数,除以(2 加上以 3 为底 2 的对数)所得的值。

Question

求值:

log⁡3182+log⁡32\frac{\log_3 18}{2+\log_3 2}

Step-by-step solution

  1. 先读懂记号。 原题是用冒号写的,log⁡318:(2+log⁡32)\log_3 18:(2+\log_3 2),在这种写法里「a:ba:b」表示 a÷ba\div b。所以要算的就是那一个分式 log⁡3182+log⁡32\dfrac{\log_3 18}{2+\log_3 2}。

  2. 把 18 分解,让底数的幂显出来。 底数是 33,所以专门去找 33 的因数:

    18=9⋅2=32⋅218=9\cdot 2=3^2\cdot 2

    窍门全在这里——分母里已经现成摆着一个 22 和一个 log⁡32\log_3 2,这就在暗示分子里藏着同样的两块。

  3. 用积的对数法则把它拆开。 由 log⁡b(MN)=log⁡bM+log⁡bN\log_b(MN)=\log_b M+\log_b N,

    log⁡318=log⁡3(32)+log⁡32=2+log⁡32\log_3 18=\log_3(3^2)+\log_3 2=2+\log_3 2

    因为 log⁡3(32)=2\log_3(3^2)=2 是精确成立的。

  4. 代入并约分。 现在分子与分母完全一样:

    log⁡3182+log⁡32=2+log⁡322+log⁡32=1\frac{\log_3 18}{2+\log_3 2}=\frac{2+\log_3 2}{2+\log_3 2}=1

    之所以可以约掉,是因为 log⁡32≈0.6309>0\log_3 2\approx 0.6309>0,分母约为 2.632.63,肯定不是零。

  5. 数值确认。 log⁡318=ln⁡18ln⁡3=2.6309298\log_3 18=\frac{\ln 18}{\ln 3}=2.6309298,而 2+log⁡32=2+0.6309298=2.63092982+\log_3 2=2+0.6309298=2.6309298。两者吻合到小数点后七位,所以这个比值恰好是 11。

Answer

log⁡3182+log⁡32=1\frac{\log_3 18}{2+\log_3 2}=1

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