Логарифмы
Предыдущую статью о показательных уравнениях мы начали с уравнения 2x = 8. Там всё было ясно: x = 3.
А теперь рассмотрим уравнение 2x = 7.
По графику функции y = 2x мы видим, что это уравнение имеет корень, и притом единственный.
Ясно, что этот корень — не целое число (так как 22 = 4, 23 = 8). Более того, оказывается, что он не является даже рациональным числом, т. е. не представляется в виде обыкновенной дроби. Интуитивно мы чувствуем лишь, что он меньше 3, но не намного.
Этот корень обозначается log27 (читается: «логарифм семи по основанию два»). Он является иррациональным числом, т. е. бесконечной непериодической десятичной дробью. Калькулятор даёт: log27 = 2,807354922057604107…
Итак, наше число log27 — это показатель степени, в которую надо возвести 2, чтобы получить 7.
Теперь дадим общее определение логарифма. Пусть a > 0 и a ≠ 1 (условия те же, что и для основания показательной функции).
Определение. Логарифм положительного числа b по основанию a (обозначается logab) — это показатель степени, в которую надо возвести a, чтобы получить b.
Иными словами,
Например:
так как
;
, так как
;
так как
;
, так как
.
Логарифм с основанием 10 называется десятичным и обозначается lg. Например, lg 100 = 2, lg 1000 = 3, lg 0,01 = −2.
Логарифм с основанием e называется натуральным и обозначается ln.
Обратите внимание: логарифм определён только для положительных чисел. Причина заключается в том, что показательная функция может принимать лишь положительные значения. Например, число log2(−4) не существует: в какую бы степень мы ни возводили 2, мы никогда не получим −4.
Не забывайте также про ограничения на основание логарифма: 0 < a < 1 или a > 1.
Основные формулы
По определению, logab — это показатель степени, в которую надо возвести число a, чтобы получить число b:
Формула (1) называется основным логарифмическим тождеством.
Вот еще один вариант записи основного логарифмического тождества:
logaax=x.
Перечислим свойства логарифмов. Они являются простыми следствиями правил действия со степенями. Все логарифмы ниже считаются определёнными.
Логарифм произведения — это сумма логарифмов:
loga(bc) = logab + logac. | (2) |
Логарифм частного — это разность логарифмов:
(3) |
Показатель степени логарифмируемого числа «спрыгивает» перед логарифмом:
(4) |
Показатель степени основания логарифма тоже «спрыгивает», но в виде обратного числа:
(5) |
Формулы (4) и (5) вместе дают:
(6) |
В частности, если m = n, мы получаем формулу:
(7) |
Например, .
Наконец, важнейшая формула перехода к новому основанию:
(8) |
В частности, если c = b, то logbb = 1, и тогда:
(9) |
Приведём несколько примеров из банка заданий.
1. (применили формулу (2) суммы логарифмов).
2. (применили основное логарифмическое тождество(1)).
3. (применили формулу (4)).
4. (применили формулу (9), перейдя к новому основанию 0,8).
5. (применили формулу (3) разности логарифмов).
Немного истории
Теперь вы поняли, что такое логарифмы и как ими пользоваться. Но для чего они всё-таки нужны? Или это просто такая математическая игрушка с хитрой инструкцией по применению?
Понятие логарифма и логарифмические таблицы появились в 17 веке, и значение их было огромно.
Это в наши дни вычисления не представляют труда — у каждого есть калькулятор. А как считали в «докомпьютерные» времена?
Складывать и вычитать можно было на счётах, а вот умножать и делить приходилось «в столбик» — медленно и трудно.
В 15–17 веках, в эпоху великих географических открытий, стали бурно развиваться торговля, экономика и наука. Требования к математике росли: расчёты становились более сложными, а точность — например, для решения навигационных задач — нужна была всё более высокая.
Необходим был инструмент, позволяющий упростить и ускорить расчёты, и таким инструментом явились логарифмы.
Предположим, что b и c — большие числа, которые надо перемножить. Появление таблиц логарифмов (например, с основанием 10) существенно упростило эту задачу. Теперь вычислителю достаточно было найти по таблицам десятичные логарифмы чисел b и c, сложить их (на счётах) и получить логарифм произведения: lgb + lgc = lg(bc).
А затем по таблице логарифмов найти само произведение чисел b и c.
Недаром французский математик и астроном Лаплас сказал, что изобретение логарифмов удлинило жизнь вычислителей. Логарифмическая линейка (которой инженеры пользовались до 70-х годов двадцатого века) была не менее прогрессивным изобретением, чем современный калькулятор.
Но это еще не всё! Мы не занимались бы логарифмами, если бы они имели лишь историческую, «музейную» ценность. О неожиданных применениях логарифмов мы расскажем в следующей статье, посвящённой логарифмической функции.
Благодарим за то, что пользуйтесь нашими материалами.
Информация на странице «Логарифмы» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.
Публикация обновлена:
09.03.2023
04
Авг 2013
Категория: 06 ВычисленияЛогарифмы
06. Логарифмические выражения
2013-08-04
2022-09-11
Задача 1. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 2. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 3. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 4. Найдите значение выражения
Решение: + показать
Задача 5. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 6. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 7. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 8. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 9. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 10. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 11. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 12. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 13. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 14. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 15. Вычислите значение выражения: .
Решение: + показать
Задача 16. Найдите значение выражения .
Решение: + показать
Задача 17. Найдите значение выражения
Решение: + показать
Задача 18. Найдите , если
.
Решение: + показать
Задача 19. Найдите значение выражения , если
.
Решение: + показать
Вы можете пройти обучающий тест по теме «Преобразование логарифмических выражений».
Автор: egeMax |
комментариев 11
14 января 2018
В закладки
Обсудить
Жалоба
Логарифмы в заданиях ЕГЭ
Большая часть заданий, включенных в ЕГЭ, представляет собой задания на вычисление значений числовых логарифмических выражений.
При подготовке следует обратить внимание на формулу перехода к новому основанию логарифма и следствия из нее. Задачи на использование этих формул в школьных учебниках практически не встречаются.
Материал для проведения самостоятельных работ. 15 вариантов по 28 заданий. Ответы прилагаются.
log-sm.docx
ЗАДАНИЕ В11. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ.
1.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
2.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения:
13. Найдите значение выражения:
14. Найдите значение выражения:
15. Найдите значение выражения:
3.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
4.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
5.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
6.1.Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения
3. Найдите значение выражения
4. Найдите значение выражения
5. Найдите значение выражения
6. Найдите значение выражения
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
7.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
8.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
9.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
10.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
11.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
13.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения
15. Найдите значение выражения .
14.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения
3. Найдите значение выражения
4. Найдите значение выражения
5. Найдите значение выражения
6. Найдите значение выражения
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
15.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
16.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
17.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
18.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
19.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
20.1.Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
21.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
22.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
23.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
24.1.Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения
3. Найдите значение выражения
4. Найдите значение выражения
5. Найдите значение выражения
6. Найдите значение выражения
7. Найдите значение выражения
8. Найдите значение выражения
9. Найдите значение выражения
10. Найдите значение выражения
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
25.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
26.1. Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
27.1.Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
28.1.Найдите значение выражения .
2. Найдите значение выражения .
3. Найдите значение выражения .
4. Найдите значение выражения .
5. Найдите значение выражения .
6. Найдите значение выражения .
7. Найдите значение выражения .
8. Найдите значение выражения .
9. Найдите значение выражения .
10. Найдите значение выражения .
11. Найдите значение выражения .
12. Найдите значение выражения .
13. Найдите значение выражения .
14. Найдите значение выражения .
15. Найдите значение выражения .
29.1. Найдите значение выражения , если
.
2. Найдите значение выражения , если
.
3. Найдите значение выражения , если
.
4. Найдите значение выражения , если
.
5. Найдите значение выражения , если
.
6. Найдите значение выражения , если
.
7. Найдите значение выражения , если
.
8. Найдите значение выражения , если
.
9. Найдите значение выражения , если
.
10. Найдите значение выражения , если
.
11. Найдите значение выражения , если
.
12. Найдите значение выражения , если
.
13. Найдите значение выражения , если
.
14. Найдите значение выражения , если
.
15. Найдите значение выражения , если
.
30.1. Найдите , если
.
2. Найдите , если
.
3. Найдите , если
.
4. Найдите , если
.
5. Найдите , если
.
6. Найдите , если
.
7. Найдите , если
.
8. Найдите , если
.
9. Найдите , если
.
10. Найдите , если
.
11. Найдите , если
.
12. Найдите , если
.
13. Найдите , если
.
14. Найдите , если
.
15. Найдите , если
.
31.1. Найдите , если
.
2. Найдите , если
.
3. Найдите , если
.
4. Найдите , если
.
5. Найдите , если
.
6. Найдите , если
.
7. Найдите , если
.
8. Найдите , если
.
9. Найдите , если
.
10. Найдите , если
.
11. Найдите , если
.
12. Найдите , если
.
13. Найдите , если
.
14. Найдите , если
.
15. Найдите , если
.
32.1. Вычислите значение выражения: .
2. Вычислите значение выражения: .
3. Вычислите значение выражения: .
4 Вычислите значение выражения: .
5. Вычислите значение выражения: .
6. Вычислите значение выражения: .
7. Вычислите значение выражения: .
8. Вычислите значение выражения: .
9. Вычислите значение выражения: .
10. Вычислите значение выражения: .
11. Вычислите значение выражения: .
12. Вычислите значение выражения: .
13. Вычислите значение выражения: .
14. Вычислите значение выражения: .
15. Вычислите значение выражения: .
В11. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ВЫРАЖЕНИЯ. ОТВЕТЫ.
Логарифмом положительного числа $b$ по основанию $а$, где $a>0, a ≠ 1$, называется показатель степени, в которую надо возвести число $а$, чтобы получить $b$.
$log_{2}8 = 3$, т.к. $2^3 = 8;$
$log_3{1}/{27}=-3$, т.к $3^{-3} = {1}/{27}$.
Особенно можно выделить три формулы:
$log_{a}a=1;$
$log_{a}1=0;$
$log_{a}a^b=b.$
Основное логарифмическое тождество:
$a^{log_{a}b}=b$
Это равенство справедливо при $b> 0, a> 0, a≠ 1$
$4^{log_{4}5}=5$;
$3^{-2log_{3}5}=(3^{log_{3}5})^{-2}=5^{-2}={1}/{25}$
Некоторые свойства логарифмов
Все свойства логарифмов мы будем рассматривать для $a> 0, a≠ 1, b> 0, c> 0, m$ – любое действительное число.
1. Для любого действительного числа $m$ справедливы равенства:
$log_{а}b^m=mlog_{a}b;$
$log_{a^m}b={1}/{m}log_{a}b.$
$log_{3}3^10=10log_{3}3=10;$
$log_{5^3}7={1}/{3}log_{5}7;$
$log_{3^7}4^5={5}/{7}log_{3}4;$
2. Для решения задач иногда полезно следующее свойство: Если числа $а$ и $b$ на числовой оси расположены по одну сторону от единицы, то $log_{a}b>0$, а если по разные, то $log_{a}b<0$.
Десятичным логарифмом числа называют логарифм этого числа по основанию $10$ и пишут $lgb$ вместо $log_{10}b$.
Натуральным логарифмом числа называют логарифм этого числа по основанию $е$, где $е$ – иррациональное число, приближенно равное $2,7$. При этом пишут $ln b$, вместо $log_{e}b$
Логарифмические уравнения
Логарифмическими уравнениями называют уравнения вида
$log_{a}f(x)=log_{a}g(x)$, где $а$ – положительное число, отличное от $1$, и уравнения, сводящиеся к этому виду.
После нахождения корней логарифмического уравнения необходимо проверить условие: подлогарифмическое выражение должно быть больше $0$.
Можно выделить несколько основных видов логарифмических уравнений:
1. Простейшие логарифмические уравнения: $log_{a}x=b$. Решение данного вида уравнений следует из определения логарифма, т.е. $x=a^b$ и $х > 0$
$log_{2}x=3$
Представим обе части уравнения в виде логарифма по основанию 2
$log_{2}x=log_{2}2^3$
Если логарифмы по одинаковому основанию равны, то подлогарифмические выражения тоже равны.
$x = 8$
Ответ: $х = 8$
2. Уравнения вида: $log_{a}f(x)=log_{a}g(x)$. Т.к. основания одинаковые, то приравниваем подлогарифмические выражения:
${table f(x)=g(x); f(x)>0; g(x)>0;$
$log_3(x^2-3x-5)=log_3(7-2x)$
Т.к. основания одинаковые, то приравниваем подлогарифмические выражения
$x^2-3x-5=7-2x$
Перенесем все слагаемые в левую часть уравнения и приводим подобные слагаемые
$x^2-x-12=0$
$x_1=4,x_2= -3$
Проверим найденные корни по условиям: ${table x^2-3x-5>0; 7-2x>0;$
При подстановке во второе неравенство корень $х=4$ не удовлетворяет условию, следовательно, он посторонний корень
Ответ: $х= -3$
3. Уравнения квадратного вида ${log_a^2}x+log_{a}x+c=0$. Такие уравнения решаются способом введения новой переменной и переходом к обычному квадратному уравнению.
4. Уравнения вида $a^x=b$. Решаются логарифмированием обеих частей по основанию $а$.
Решить уравнение $log_5log_2(x+1)=1$
Решение:
Сделаем в обеих частях уравнения логарифмы по основанию $5$
$log_5(log_2(x+1))=log_{5}5$
Т.к. основания одинаковые, то приравниваем подлогарифмические выражения
$log_2(x+1)=5$
Далее представим обе части уравнения в виде логарифма по основанию $2$
$log_2(x+1)=log_{2}2^5$
$x+1=32$
$x=31$
ОДЗ данного уравнения $x+1>0$
Подставим вместо х в неравенство $31$ и проверим, получиться ли верное условие $32>0$, следовательно, $31$ корень уравнения.
Ответ: $31$
Все знакомы, что такое степень числа (если нет, то вам сюда). В таблице приведены различные степени числа 2. Глядя на таблицу, ясно, что, например, число 32 – это 2 в пятой степени, то есть двойка, умноженная на саму себя пять раз.
Теперь при помощи этой таблицы введем понятие логарифма.
Логарифм от числа 32 по основанию 2 ((log_{2}(32))) – это в какую степень нужно возвести двойку, чтобы получить 32. Из таблицы видно, что 2 нужно возвести в пятую степень. Значит наш логарифм равен 5:
$$ log_{2}(32)=5;$$
Аналогично, глядя в таблицу получим, что:
$$log_{2}(4)=2;$$
$$log_{2}(8)=3;$$
$$log_{2}(16)=4;$$
$$log_{2}(64)=6;$$
$$log_{2}(128)=7.$$
Естественно, логарифм бывает не только по основанию 2, а по любым основаниям больших 0 и неравных 1. Можете так же создавать таблицы для разных чисел. Но, конечно, со временем вы это будете делать в уме.
Теперь дадим определение логарифма в общем виде:
Логарифмом положительного числа (b) по основанию положительно числа (a) называется степень (c), в которую нужно возвести число (a), чтобы получить (b)
$$log_{a}(b)=c;$$
$$a^{c}=b.$$
Будьте внимательны! В первое время обычно путают, что такое основание и то, что стоит под логарифмом (аргумент). Логарифм — это всегда функция, зависящая от двух переменных. Чтобы их не путать, помните определение логарифма – это степень, в которую нужно возвести основание, чтобы получить аргумент.
Но, конечно, вы часто будете сталкиваться не с такими простыми логарифмами, как в примерах с двойкой, а очень часто будет, что логарифм нельзя в уме посчитать. Действительно, что скажете про логарифм пяти по основанию два:
$$log_{2}(5)=???$$
Как его посчитать? При помощи калькулятора. Он нам покажет, что такой логарифм равен иррациональному числу:
$$log_{2}(5)=2,32192809…$$
Или логарифм шести по основанию 4:
$$log_{4}(6)= 1.2924812…$$
На уроках математики пользоваться калькулятором нельзя, поэтому на экзаменах и контрольных принято оставлять такие логарифмы в виде логарифма – не считая его, это не будет ошибкой!
Но иногда можно столкнуться с заданием, где нужно примерно оценить значение логарифма – это очень просто! Давайте для примера оценим логарифм (log_{4}(6)). Необходимо подобрать слева и справа от 6 такие ближайшие числа, логарифм от которых мы сможем посчитать, другими словами, надо найти степени 4-ки ближайшие к 6-ке:
$$ log_{4}(4) lt log_{4}(6) lt log_{4}(16);$$
$$ 1 lt log_{4}(6) lt 2. $$
Значит (log_{4}(6)) принадлежите промежутку от 1 до 2:
$$ log_{4}(6) in (1;2). $$
Как посчитать логарифм
Перед тем, как научиться считать логарифмы, нужно ввести несколько ограничений. Дело в том, что функция логарифма (log_{a}(b)) существует только при положительных значениях основания (a) и аргумента (b). И кроме этого на основание накладывается условие, что оно не должно быть равно (1).
$$ log_{a}(b) quad существует,;при quad a gt 0; ;b gt 0 ;a neq 1.$$
Почему так? Это следует из определения показательной функций. Показательная функция не может быть (0). А основание не равно (1), потому что тогда логарифм теряет смысл – ведь (1) в любой степени это будет (1).
При этих ограничениях логарифм существует.
В дальнейшем при решении различных логарифмических уравнений и неравенств вам это пригодится для ОДЗ.
Обратите внимание, что само значение логарифма может быть любым. Это же степень, а степень может быть любой – отрицательной, рациональной, иррациональной и т.д.
$$log_{3}(frac{1}{3})=-1;$$
Так как (вспоминайте определение отрицательной степени)
$$3^{-1}=frac{1}{3};$$
Теперь давайте разберем общий алгоритм вычисления логарифмов:
- Во-первых, постарайтесь представить основание и аргумент (то, что стоит под логарифмом) в виде степеней с одинаковым основанием. Параллельно с этим избавляемся от всех десятичных дробей – переводим их в обыкновенные.
- Разобраться в какую степень (x) нужно возвести основание, чтобы получить аргумент. Когда у вас там и там степени с одинаковым основанием, это сделать довольно просто.
- (x) и будет искомым значением логарифма.
Давайте разберем на примерах.
Пример 1. Посчитать логарифм (9) по основанию (3): (log_{3}(9))
- Сначала представим аргумент и основание в виде степени тройки:
$$ 3=3^1, qquad 9=3^2;$$ - Теперь надо разобраться в какую степень (x) нужно возвести (3^1), чтобы получить (3^2)
$$ (3^1)^x=3^2, $$
$$ 3^{1*x}=3^2, $$
$$ 1*x=2,$$
$$ x=2.$$ - Вот мы и решили:
$$log_{3}(9)=2.$$
Пример 2. Вычислить логарифм (frac{1}{125}) по основанию (5): (log_{5}(frac{1}{125}))
- Представим аргумент и основание в виде степени пятерки:
$$ 5=5^1, qquad frac{1}{125}=frac{1}{5^3}=5^{-3};$$ - В какую степень (x) надо возвести (5^1), чтобы получить (5^{-3}):
$$ (5^1)^x=5^{-3}, $$
$$ 5^{1*x}=5^{-3},$$
$$1*x=-3,$$
$$x=-3.$$ - Получили ответ:
$$ log_{5}(frac{1}{125})=-3.$$
Пример 3. Вычислить логарифм (4) по основанию (64): (log_{64}(4))
- Представим аргумент и основание в виде степени двойки:
$$ 64=2^6, qquad 4=2^2;$$ - В какую степень (x) надо возвести (2^6), чтобы получить (2^{2}):
$$ (2^6)^x=2^{2}, $$
$$ 2^{6*x}=2^{2},$$
$$6*x=2,$$
$$x=frac{2}{6}=frac{1}{3}.$$ - Получили ответ:
$$ log_{64}(4)=frac{1}{3}.$$
Пример 4. Вычислить логарифм (1) по основанию (8): (log_{8}(1))
- Представим аргумент и основание в виде степени двойки:
$$ 8=2^3 qquad 1=2^0;$$ - В какую степень (x) надо возвести (2^3), чтобы получить (2^{0}):
$$ (2^3)^x=2^{0}, $$
$$ 2^{3*x}=2^{0},$$
$$3*x=0,$$
$$x=frac{0}{3}=0.$$ - Получили ответ:
$$ log_{8}(1)=0.$$
Пример 5. Вычислить логарифм (15) по основанию (5): (log_{5}(15))
- Представим аргумент и основание в виде степени пятерки:
$$ 5=5^1 qquad 15= ???;$$
(15) в виде степени пятерки не представляется, поэтому этот логарифм мы не можем посчитать. У него значение будет иррациональное. Оставляем так, как есть:
$$ log_{5}(15).$$
Внимание!
Как понять, что некоторое число (a) не будет являться степенью другого числа (b). Это довольно просто – нужно разложить (a) на простые множители.
$$16=2*2*2*2=2^4,$$
(16) разложили, как произведение четырех двоек, значит (16) будет степенью двойки.
$$ 48=6*8=3*2*2*2*2,$$
Разложив (48) на простые множители, видно, что у нас есть два множителя (2) и (3), значит (48) не будет степенью.
Теперь поговорим о наиболее часто встречающихся логарифмах. Для них даже придумали специально названия – десятичный логарифм и натуральный логарифм. Давайте разбираться.
Десятичный логарифм
На самом деле, все просто. Десятичный логарифм – это любой обыкновенный логарифм, но с основанием 10. Обозначается — (lg(a)).
Пример 6
$$ log_{10}(100)= lg(100)=2;$$
$$log_{10}(1000)=lg(1000)=3;$$
$$log_{10}(10)=lg(10)=1.$$
Натуральный логарифм
Натуральным логарифмом называется логарифм по основанию (e). Обозначение — (ln(x)). Что такое (e)? Так обозначают экспоненту, число-константу, равную, примерно, (2,718281828459…). Это число известно тем, что используется в многих математических законах. Просто запомните, что логарифмы с основанием (e) часто встречаются, и поэтому им придумали специальное название – натуральный логарифм.
Пример 7
$$ log_{e}(e^2)=ln(e^2)=2;$$
$$ log_{e}(e)=ln(e)=1;$$
$$ log_{e}(e^5)=ln(e^5)=5.$$
Натуральные и десятичные логарифмы подчиняются тем же самым свойствам и правилам, что и обыкновенные логарифмы.
У логарифмов есть несколько свойств, по которым можно проводить преобразования и вычисления. Кроме этих свойств, никаких операций с логарифмами делать нельзя.
Свойства логарифмов
$$1. ; log_{a}(1)=0;$$
$$2. ; log_{a}(a)=1;$$
$$3. ; log_{a}(b*c)=log_{a}(b)+ log_{a}(c);$$
$$4. ; log_{a}(frac{b}{c})= log_{a}(b)- log_{a}(c);$$
$$5. ; log_{a}(b^m)= m*log_{a}(b);$$
$$6. ; log_{a^m}(b)=frac{1}{m}* log_{a}(b);$$
$$ 7. ; log_{a}(b)=frac{ log_{c}(b)}{ log_{c}(a)}, ; b gt 0; ; c gt 0; ; c neq 1; $$
$$ 8. ; log_{a}(b)=frac{1}{log_{b}(a)};$$
$$ 9. ; a^{ log_{a}(b)}=b.$$
Давайте разберем несколько примеров на свойства логарифмов.
Пример 8. Воспользоваться формулой (3). Логарифм от произведения – это сумма логарифмов.
$$log_{a}(b*c)=log_{a}(b)+ log_{a}(c);$$
$$ log_{3}(12)=log_{3}(3*4)=log_{3}(3)+log_{3}(4)=1+log_{3}(4);$$
$$ log_{3}(2.7)+log_{3}(10)=log_{3}(2.7*10)=log_{3}(27)=3;$$
Пример 9. Воспользоваться формулой (4). Логарифм от частного – это разность логарифмов.
$$ log_{a}(frac{b}{c})= log_{a}(b)- log_{a}(c);$$
$$ log_{7}(98)-log_{7}(2)=log_{7}(frac{98}{2})=log_{7}(49)=2;$$
Пример 10. Формула (5,6). Свойства степени.
$$log_{a}(b^m)= m*log_{a}(b);$$
$$log_{a^m}(b)=frac{1}{m}* log_{a}(b);$$
Логично, что будет выполняться и такое соотношение:
$$log_{a^m}(b^n)=frac{n}{m}* log_{a}(b);$$
И если (m=n), то:
$$log_{a^m}(b^m)=frac{m}{m}* log_{a}(b);=log_{a}(b)$$
$$log_{4}(9)=log_{2^2}(3^2)=log_{2}(3);$$
Пример 11. Формулы (7,8). Переход к другому основанию.
$$ log_{a}(b)=frac{ log_{c}(b)}{ log_{c}(a)}, ; b gt 0;c gt 0;c neq 1; $$
$$ log_{a}(b)=frac{1}{log_{b}(a)};$$
$$log_{4}(5)=frac{1}{log_{5}(4)};$$
$$log_{4}(5)=frac{log_{7}(5)}{log_{7}(4)};$$
Логарифмы в заданиях ЕГЭ
Логарифмы в заданиях ЕГЭ
Борисова Елена Леонидовна,
учитель математики
высшей квалификационной категории
МОУ Левобережная средняя школа
г.Тутаева ярославской области.
Большая часть заданий, включенных в ЕГЭ, представляет собой задания на вычисление
значений числовых логарифмических выражений. При подготовке следует обратить внимание на
формулу перехода к новому основанию логарифма и следствия из нее. Задачи на использование
этих формул в школьных учебниках практически не встречаются.
Проверяемые элементы:
Владение понятием логарифм
Знание основных свойств логарифмов
Умение выполнять тождественные преобразования логарифмических выражений.
Вариант 1.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 2.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 3.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 4.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 5.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 6.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 7.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 8.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 9.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 10.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 11.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 12.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 13.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант 14.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Вариант15.
Найдите значение выражения:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Используемые источники:
1. ЕГЭ: 4000 задач с ответами по математике. Все задания «Закрытый сегмент». Базовый и
профильный уровни /И.В.Ященко, И.Р.Высоцкий, А.В.Забелин и др.; под редакцией И.В.Ященко. –
М.: Издательство «Экзамен», 2016. – 640 с. (Серия «Банк заданий ЕГЭ»)
2. http://reshuege.ru/
3. http://www.yaklass.ru/materiali?mode=lsntheme&themeid=10
4. http://nsportal.ru/shkola/algebra/library/2012/01/09/svoystva-logarifmov-trenirovochnye-zadaniya