К содержанию
SDstroyДом без лишних переделок
Главная→Материал
Практическое руководство

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Содержание статьи
  1. Глава 2. Элементы высшей математики.
  2. 2.1. Механический смысл производной.
  3. Что такое логарифм?
  4. Если Вам нравится этот сайт...
  5. Сложение и вычитание логарифмов
  6. Вынесение показателя степени из логарифма
  7. Переход к новому основанию
  8. Основное логарифмическое тождество
  9. Логарифмическая единица и логарифмический ноль
  10. Аргумент и основание логарифма
  11. Как вычислить логарифм?
  12. Чтобы вычислить логарифм - нужно ответить на вопрос: в какую степень следует возвести основание, чтобы получить аргумент?
  13. Зачем придумали логарифм?
  14. Десятичный и натуральный логарифмы
  15. Натуральный логарифм: логарифм, у которого основание - число Эйлера \(e\) (равное примерно \(2,7182818…\)), и записывается такой логарифм как \(\ln{a}\).
  16. Десятичный логарифм: логарифм, у которого основание равно 10, записывается \(\lg{a}\).
  17. Основное логарифмическое тождество
  18. Как число записать в виде логарифма?
  19. Любое число \(a\) может быть представлено как логарифм с основанием \(b\): \(a=\log_{b}{b^{a}}\)

Логарифмом числа N по основаниюа называется показатель степених , в которую нужно возвестиа , чтобы получить числоN

При условии, что
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры,
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры,
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыЗаконы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Из определения логарифма следует, что
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, т.е.
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры
- это равенство является основным логарифмическим тождеством.

Логарифмы по основанию 10 называются десятичными логарифмами. Вместо
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыпишут
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Логарифмы по основанию e называются натуральными и обозначаются
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Основные свойства логарифмов.

    Логарифм единицы при любом основании равен нулю

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

    Логарифм произведения равен сумме логарифмов сомножителей.

3) Логарифм частного равен разности логарифмов

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры


Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Множитель
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыназывается модулем перехода от логарифмов при основанииa к логарифмам при основанииb .

С помощью свойств 2-5 часто удается свести логарифм сложного выражения к результату простых арифметических действий над логарифмами.

Например,
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Такие преобразования логарифма называются логарифмированием. Преобразования обратные логарифмированию называются потенцированием.

Глава 2. Элементы высшей математики.

1. Пределы

Пределом функции
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры является конечное число А, если при стремлении xx 0 для каждого наперед заданного
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, найдется такое число
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, что как только
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, то
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Функция, имеющая предел, отличается от него на бесконечно малую величину:
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, где- б.м.в., т.е.
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Пример. Рассмотрим функцию
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

При стремлении
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, функцияy стремится к нулю:
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

1.1. Основные теоремы о пределах.

    Предел постоянной величины равен этой постоянной величине

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

    Предел суммы (разности) конечного числа функций равен сумме (разности) пределов этих функций.

    Предел произведения конечного числа функций равен произведению пределов этих функций.

    Предел частного двух функций равен частному пределов этих функций, если предел знаменателя не равен нулю.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Замечательные пределы

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры,
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, где
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

1.2. Примеры вычисления пределов

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Однако, не все пределы вычисляются так просто. Чаще вычисление предела сводится к раскрытию неопределенности типа: Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры или .

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

2. Производная функции

Пусть мы имеем функцию
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, непрерывную на отрезке
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Аргумент Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыполучил некоторое приращение
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры. Тогда и функция получит приращение
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Значению аргумента Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры соответствует значение функции
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Значению аргумента
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерысоответствует значение функции .

Следовательно, .

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Найдем предел этого отношения при
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры. Если этот предел существует, то он называется производной данной функции.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Определение 3Производной данной функции
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыЗаконы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыпо аргументу Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыназывается предел отношения приращения функции к приращению аргумента, когда приращение аргумента произвольным образом стремится к нулю.

Производная функции
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыможет быть обозначена следующим образом:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры; Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры; Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры; Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Определение 4Операция нахождения производной от функции называетсядифференцированием.

2.1. Механический смысл производной.

Рассмотрим прямолинейное движение некоторого твердого тела или материальной точки.

Пусть в некоторый момент времени Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыЗаконы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыдвижущаяся точка
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерынаходилась на расстоянии Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыот начального положения
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Через некоторый промежуток времени
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыона переместилась на расстояние
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры. Отношение Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры=Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры- средняя скорость материальной точки
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры. Найдем предел этого отношения, учитывая что
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Следовательно, определение мгновенной скорости движения материальной точки сводится к нахождению производной от пути по времени.

2.2. Геометрическое значение производной

Пусть у нас есть графически заданная некоторая функция
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Рис. 1. Геометрический смысл производной

Если
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, то точка
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, будет перемещаться по кривой, приближаясь к точке
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Следовательно
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, т.е. значение производной при данном значении аргумента Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерычисленно равняется тангенсу угла образованного касательной в данной точке с положительным направлением оси
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

2.3. Таблица основных формул дифференцирования.

Степенная функция

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Показательная функция

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Логарифмическая функция

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Тригонометрическая функция

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Обратная тригонометрическая функция

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

2.4. Правила дифференцирования.

Производная от
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Производная суммы (разности) функций

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Производная произведения двух функций

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Производная частного двух функций

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

2.5. Производная от сложной функции.

Пусть дана функция
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерытакая, что ее можно представить в виде

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыи
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, где переменнаяЗаконы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыявляется промежуточным аргументом, тогда
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Производная сложной функции равна произведению производной данной функции по промежуточному аргументу на производную промежуточного аргумента по x.

Пример1.
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Пример2.
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

3. Дифференциал функции.

Пусть есть
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, дифференцируемая на некотором отрезке
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыи пустьу этой функции есть производная

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры,

тогда можно записать

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры(1),

где Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры- бесконечно малая величина,

так как при
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Умножая все члены равенства (1) на
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыимеем:

Где
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры- б.м.в. высшего порядка.

Величина
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыназывается дифференциалом функции
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыи обозначаетсяЗаконы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

3.1. Геометрическое значение дифференциала.

Пусть дана функция
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Рис.2. Геометрический смысл дифференциала.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Очевидно, что дифференциал функции
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыравен приращению ординаты касательной в данной точке.

3.2. Производные и дифференциалы различных порядков.

Если есть
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, тогда
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыназывается первой производной.

Производная от первой производной называется производной второго порядка и записывается
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Производной n-го порядка от функции
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примерыназывается производная (n-1)-го порядка и записывается:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Дифференциал от дифференциала функции называется вторым дифференциалом или дифференциалом второго порядка.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

3.3 Решение биологических задач с применением дифференцирования.

Задача1. Исследования показали, что рост колонии микроорганизмов подчиняется закону
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры, гдеN – численность микроорганизмов (в тыс.),t –время (дни).

б) Будет ли в этот период численность колонии увеличиваться или уменьшаться?

Ответ. Численность колонии будет увеличиваться.

Задача 2. Вода в озере периодически тестируется для контроля содержания болезнетворных бактерий. Черезt дней после тестирования концентрация бактерий определяется соотношением

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры.

Когда в озере наступит минимальная концентрация бактерий и можно будет в нем купаться?

РешениеФункция достигает max или min, когда ее производная равна нулю.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры,
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Определим max или min будет через 6 дней. Для этого возьмем вторую производную.

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры
Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Ответ: Через 6 дней будет минимальная концентрация бактерий.

Что такое логарифм?

Внимание!
К этой теме имеются дополнительные
материалы в Особом разделе 555.
Для тех, кто сильно "не очень..."
И для тех, кто "очень даже...")

Что такое логарифм? Как решать логарифмы? Эти вопросы многих выпускников вводят в ступор. Традиционно тема логарифмов считается сложной, непонятной и страшной. Особенно - уравнения с логарифмами.

Это абсолютно не так. Абсолютно! Не верите? Хорошо. Сейчас, за какие-то 10 - 20 минут вы:

1. Поймете, что такое логарифм .

2. Научитесь решать целый класс показательных уравнений. Даже если ничего о них не слышали.

3. Научитесь вычислять простые логарифмы.

Причём для этого вам нужно будет знать только таблицу умножения, да как возводится число в степень...

Чувствую, сомневаетесь вы... Ну ладно, засекайте время! Поехали!

Для начала решите в уме вот такое уравнение:

Если Вам нравится этот сайт...

Кстати, у меня есть ещё парочка интересных сайтов для Вас.)

Можно потренироваться в решении примеров и узнать свой уровень. Тестирование с мгновенной проверкой. Учимся - с интересом!)

можно познакомиться с функциями и производными.

Логарифмы, как и любые числа, можно складывать, вычитать и всячески преобразовывать. Но поскольку логарифмы — это не совсем обычные числа, здесь есть свои правила, которые называются основными свойствами .

Эти правила обязательно надо знать — без них не решается ни одна серьезная логарифмическая задача. К тому же, их совсем немного — все можно выучить за один день. Итак, приступим.

Сложение и вычитание логарифмов

Рассмотрим два логарифма с одинаковыми основаниями: log a x и log a y . Тогда их можно складывать и вычитать, причем:

  1. log a x + log a y = log a (x · y );
  2. log a x − log a y = log a (x : y ).

Итак, сумма логарифмов равна логарифму произведения, а разность — логарифму частного. Обратите внимание: ключевой момент здесь — одинаковые основания . Если основания разные, эти правила не работают!

Эти формулы помогут вычислить логарифмическое выражение даже тогда, когда отдельные его части не считаются (см. урок «Что такое логарифм »). Взгляните на примеры — и убедитесь:

Log 6 4 + log 6 9.

Поскольку основания у логарифмов одинаковые, используем формулу суммы:
log 6 4 + log 6 9 = log 6 (4 · 9) = log 6 36 = 2.

Задача. Найдите значение выражения: log 2 48 − log 2 3.

Основания одинаковые, используем формулу разности:
log 2 48 − log 2 3 = log 2 (48: 3) = log 2 16 = 4.

Задача. Найдите значение выражения: log 3 135 − log 3 5.

Снова основания одинаковые, поэтому имеем:
log 3 135 − log 3 5 = log 3 (135: 5) = log 3 27 = 3.

Как видите, исходные выражения составлены из «плохих» логарифмов, которые отдельно не считаются. Но после преобразований получаются вполне нормальные числа. На этом факте построены многие контрольные работы. Да что контрольные — подобные выражения на полном серьезе (иногда — практически без изменений) предлагаются на ЕГЭ.

Вынесение показателя степени из логарифма

Теперь немного усложним задачу. Что, если в основании или аргументе логарифма стоит степень? Тогда показатель этой степени можно вынести за знак логарифма по следующим правилам:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Несложно заметить, что последнее правило следует их первых двух. Но лучше его все-таки помнить — в некоторых случаях это значительно сократит объем вычислений.

Разумеется, все эти правила имеют смысл при соблюдении ОДЗ логарифма: a > 0, a ≠ 1, x > 0. И еще: учитесь применять все формулы не только слева направо, но и наоборот, т.е. можно вносить числа, стоящие перед знаком логарифма, в сам логарифм. Именно это чаще всего и требуется.

Задача. Найдите значение выражения: log 7 49 6 .

Избавимся от степени в аргументе по первой формуле:
log 7 49 6 = 6 · log 7 49 = 6 · 2 = 12

Задача. Найдите значение выражения:

[Подпись к рисунку]

Заметим, что в знаменателе стоит логарифм, основание и аргумент которого являются точными степенями: 16 = 2 4 ; 49 = 7 2 . Имеем:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры [Подпись к рисунку]

Думаю, к последнему примеру требуются пояснения. Куда исчезли логарифмы? До самого последнего момента мы работаем только со знаменателем. Представили основание и аргумент стоящего там логарифма в виде степеней и вынесли показатели — получили «трехэтажную» дробь.

Теперь посмотрим на основную дробь. В числителе и знаменателе стоит одно и то же число: log 2 7. Поскольку log 2 7 ≠ 0, можем сократить дробь — в знаменателе останется 2/4. По правилам арифметики, четверку можно перенести в числитель, что и было сделано. В результате получился ответ: 2.

Переход к новому основанию

Говоря о правилах сложения и вычитания логарифмов, я специально подчеркивал, что они работают только при одинаковых основаниях. А что, если основания разные? Что, если они не являются точными степенями одного и того же числа?

На помощь приходят формулы перехода к новому основанию. Сформулируем их в виде теоремы:

Пусть дан логарифм log a x . Тогда для любого числа c такого, что c > 0 и c ≠ 1, верно равенство:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры [Подпись к рисунку]

В частности, если положить c = x , получим:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры [Подпись к рисунку]

Из второй формулы следует, что можно менять местами основание и аргумент логарифма, но при этом все выражение «переворачивается», т.е. логарифм оказывается в знаменателе.

Эти формулы редко встречается в обычных числовых выражениях. Оценить, насколько они удобны, можно только при решении логарифмических уравнений и неравенств.

Впрочем, существуют задачи, которые вообще не решаются иначе как переходом к новому основанию. Рассмотрим парочку таких:

Задача. Найдите значение выражения: log 5 16 · log 2 25.

Заметим, что в аргументах обоих логарифмов стоят точные степени. Вынесем показатели: log 5 16 = log 5 2 4 = 4log 5 2; log 2 25 = log 2 5 2 = 2log 2 5;

А теперь «перевернем» второй логарифм:

[Подпись к рисунку]

Поскольку от перестановки множителей произведение не меняется, мы спокойно перемножили четверку и двойку, а затем разобрались с логарифмами.

Задача. Найдите значение выражения: log 9 100 · lg 3.

Основание и аргумент первого логарифма — точные степени. Запишем это и избавимся от показателей:

[Подпись к рисунку]

Теперь избавимся от десятичного логарифма, перейдя к новому основанию:

[Подпись к рисунку]

Основное логарифмическое тождество

Часто в процессе решения требуется представить число как логарифм по заданному основанию. В этом случае нам помогут формулы:

В первом случае число n становится показателем степени, стоящей в аргументе. Число n может быть абсолютно любым, ведь это просто значение логарифма.

Вторая формула — это фактически перефразированное определение. Она так и называется: основное логарифмическое тождество.

В самом деле, что будет, если число b возвести в такую степень, что число b в этой степени дает число a ? Правильно: получится это самое число a . Внимательно прочитайте этот абзац еще раз — многие на нем «зависают».

Подобно формулам перехода к новому основанию, основное логарифмическое тождество иногда бывает единственно возможным решением.

Задача. Найдите значение выражения:

[Подпись к рисунку]

Заметим, что log 25 64 = log 5 8 — просто вынесли квадрат из основания и аргумента логарифма. Учитывая правила умножения степеней с одинаковым основанием, получаем:

[Подпись к рисунку]

Если кто-то не в курсе, это была настоящая задача из ЕГЭ:)

Логарифмическая единица и логарифмический ноль

В заключение приведу два тождества, которые сложно назвать свойствами — скорее, это следствия из определения логарифма. Они постоянно встречаются в задачах и, что удивительно, создают проблемы даже для «продвинутых» учеников.

  1. log a a = 1 — это логарифмическая единица. Запомните раз и навсегда: логарифм по любому основанию a от самого этого основания равен единице.
  2. log a 1 = 0 — это логарифмический ноль. Основание a может быть каким угодно, но если в аргументе стоит единица — логарифм равен нулю! Потому что a 0 = 1 — это прямое следствие из определения.

Вот и все свойства. Обязательно потренируйтесь применять их на практике! Скачайте шпаргалку в начале урока, распечатайте ее — и решайте задачи.

\(a^{b}=c\) \(\Leftrightarrow\) \(\log_{a}{c}=b\)

Объясним проще. Например, \(\log_{2}{8}\) равен степени, в которую надо возвести \(2\), чтоб получить \(8\). Отсюда понятно, что \(\log_{2}{8}=3\).

Примеры:

\(\log_{5}{25}=2\)

т.к. \(5^{2}=25\)

\(\log_{3}{81}=4\)

т.к. \(3^{4}=81\)

\(\log_{2}\)\(\frac{1}{32}\) \(=-5\)

т.к. \(2^{-5}=\)\(\frac{1}{32}\)

Аргумент и основание логарифма

Любой логарифм имеет следующую «анатомию»:

Аргумент логарифма обычно пишется на его уровне, а основание - подстрочным шрифтом ближе к знаку логарифма. А читается эта запись так: «логарифм двадцати пяти по основанию пять».

Как вычислить логарифм?

Чтобы вычислить логарифм - нужно ответить на вопрос: в какую степень следует возвести основание, чтобы получить аргумент?

Например , вычислите логарифм: а) \(\log_{4}{16}\) б) \(\log_{3}\)\(\frac{1}{3}\) в) \(\log_{\sqrt{5}}{1}\) г) \(\log_{\sqrt{7}}{\sqrt{7}}\) д) \(\log_{3}{\sqrt{3}}\)

а) В какую степень надо возвести \(4\), чтобы получить \(16\)? Очевидно во вторую. Поэтому:

\(\log_{4}{16}=2\)

\(\log_{3}\)\(\frac{1}{3}\) \(=-1\)

в) В какую степень надо возвести \(\sqrt{5}\), чтобы получить \(1\)? А какая степень делает любое число единицей? Ноль, конечно!

\(\log_{\sqrt{5}}{1}=0\)

г) В какую степень надо возвести \(\sqrt{7}\), чтобы получить \(\sqrt{7}\)? В первую – любое число в первой степени равно самому себе.

\(\log_{\sqrt{7}}{\sqrt{7}}=1\)

д) В какую степень надо возвести \(3\), чтобы получить \(\sqrt{3}\)? Из мы знаем, что – это дробная степень, и значит квадратный корень - это степень \(\frac{1}{2}\) .

\(\log_{3}{\sqrt{3}}=\)\(\frac{1}{2}\)

Пример : Вычислить логарифм \(\log_{4\sqrt{2}}{8}\)

Решение :

\(\log_{4\sqrt{2}}{8}=x\)

Нам надо найти значение логарифма, обозначим его за икс. Теперь воспользуемся определением логарифма:
\(\log_{a}{c}=b\) \(\Leftrightarrow\) \(a^{b}=c\)

\((4\sqrt{2})^{x}=8\)

Что связывает \(4\sqrt{2}\) и \(8\)? Двойка, потому что и то, и другое число можно представить двойки:
\(4=2^{2}\) \(\sqrt{2}=2^{\frac{1}{2}}\) \(8=2^{3}\)

\({(2^{2}\cdot2^{\frac{1}{2}})}^{x}=2^{3}\)

Слева воспользуемся свойствами степени: \(a^{m}\cdot a^{n}=a^{m+n}\) и \((a^{m})^{n}=a^{m\cdot n}\)

\(2^{\frac{5}{2}x}=2^{3}\)

Основания равны, переходим к равенству показателей

\(\frac{5x}{2}\) \(=3\)


Умножим обе части уравнения на \(\frac{2}{5}\)


Получившийся корень и есть значение логарифма

Ответ : \(\log_{4\sqrt{2}}{8}=1,2\)

Зачем придумали логарифм?

Чтобы это понять, давайте решим уравнение: \(3^{x}=9\). Просто подберите \(x\), чтобы равенство сработало. Конечно, \(x=2\).

А теперь решите уравнение: \(3^{x}=8\).Чему равен икс? Вот в том-то и дело.

Самые догадливые скажут: «икс чуть меньше двух». А как точно записать это число? Для ответа на этот вопрос и придумали логарифм. Благодаря ему, ответ здесь можно записать как \(x=\log_{3}{8}\).

Хочу подчеркнуть, что \(\log_{3}{8}\), как и любой логарифм - это просто число . Да, выглядит непривычно, но зато коротко. Потому что, если бы мы захотели записать его в виде десятичной дроби, то оно выглядело бы вот так: \(1,892789260714.....\)

Пример : Решите уравнение \(4^{5x-4}=10\)

Решение :

\(4^{5x-4}=10\)

\(4^{5x-4}\) и \(10\) никак к одному основанию не привести. Значит тут не обойтись без логарифма.

Воспользуемся определением логарифма:
\(a^{b}=c\) \(\Leftrightarrow\) \(\log_{a}{c}=b\)

\(\log_{4}{10}=5x-4\)

Зеркально перевернем уравнение, чтобы икс был слева

\(5x-4=\log_{4}{10}\)

Перед нами . Перенесем \(4\) вправо.

И не пугайтесь логарифма, относитесь к нему как к обычному числу.

\(5x=\log_{4}{10}+4\)

Поделим уравнение на 5

\(x=\)\(\frac{\log_{4}{10}+4}{5}\)


Вот наш корень. Да, выглядит непривычно, но ответ не выбирают.

Ответ : \(\frac{\log_{4}{10}+4}{5}\)

Десятичный и натуральный логарифмы

Как указано в определении логарифма, его основанием может быть любое положительное число, кроме единицы \((a>0, a\neq1)\). И среди всех возможных оснований есть два встречающихся настолько часто, что для логарифмов с ними придумали особую короткую запись:

Натуральный логарифм: логарифм, у которого основание - число Эйлера \(e\) (равное примерно \(2,7182818…\)), и записывается такой логарифм как \(\ln{a}\).

То есть, \(\ln{a}\) это то же самое, что и \(\log_{e}{a}\)

Десятичный логарифм: логарифм, у которого основание равно 10, записывается \(\lg{a}\).

То есть, \(\lg{a}\) это то же самое, что и \(\log_{10}{a}\) , где \(a\) - некоторое число.

Основное логарифмическое тождество

У логарифмов есть множество свойств. Одно из них носит название «Основное логарифмическое тождество» и выглядит вот так:

\(a^{\log_{a}{c}}=c\)

Это свойство вытекает напрямую из определения. Посмотрим как именно эта формула появилась.

Вспомним краткую запись определения логарифма:

если \(a^{b}=c\), то \(\log_{a}{c}=b\)

То есть, \(b\) – это тоже самое, что \(\log_{a}{c}\). Тогда мы можем в формуле \(a^{b}=c\) написать \(\log_{a}{c}\) вместо \(b\). Получилось \(a^{\log_{a}{c}}=c\) – основное логарифмическое тождество.

Остальные свойства логарифмов вы можете найти . С их помощью можно упрощать и вычислять значения выражений с логарифмами, которые «в лоб» посчитать сложно.

Пример : Найдите значение выражения \(36^{\log_{6}{5}}\)

Решение :

Ответ : \(25\)

Как число записать в виде логарифма?

Как уже было сказано выше – любой логарифм это просто число. Верно и обратное: любое число может быть записано как логарифм. Например, мы знаем, что \(\log_{2}{4}\) равен двум. Тогда можно вместо двойки писать \(\log_{2}{4}\).

Но \(\log_{3}{9}\) тоже равен \(2\), значит, также можно записать \(2=\log_{3}{9}\) . Аналогично и с \(\log_{5}{25}\), и с \(\log_{9}{81}\), и т.д. То есть, получается

\(2=\log_{2}{4}=\log_{3}{9}=\log_{4}{16}=\log_{5}{25}=\log_{6}{36}=\log_{7}{49}...\)

Таким образом, если нам нужно, мы можем где угодно (хоть в уравнении, хоть в выражении, хоть в неравенстве) записывать двойку как логарифм с любым основанием – просто в качестве аргумента пишем основание в квадрате.

Точно также и с тройкой – ее можно записать как \(\log_{2}{8}\), или как \(\log_{3}{27}\), или как \(\log_{4}{64}\)… Здесь мы как аргумент пишем основание в кубе:

\(3=\log_{2}{8}=\log_{3}{27}=\log_{4}{64}=\log_{5}{125}=\log_{6}{216}=\log_{7}{343}...\)

И с четверкой:

\(4=\log_{2}{16}=\log_{3}{81}=\log_{4}{256}=\log_{5}{625}=\log_{6}{1296}=\log_{7}{2401}...\)

И с минус единицей:

\(-1=\) \(\log_{2}\)\(\frac{1}{2}\) \(=\) \(\log_{3}\)\(\frac{1}{3}\) \(=\) \(\log_{4}\)\(\frac{1}{4}\) \(=\) \(\log_{5}\)\(\frac{1}{5}\) \(=\) \(\log_{6}\)\(\frac{1}{6}\) \(=\) \(\log_{7}\)\(\frac{1}{7}\) \(...\)

И с одной третьей:

\(\frac{1}{3}\) \(=\log_{2}{\sqrt{2}}=\log_{3}{\sqrt{3}}=\log_{4}{\sqrt{4}}=\log_{5}{\sqrt{5}}=\log_{6}{\sqrt{6}}=\log_{7}{\sqrt{7}}...\)

Любое число \(a\) может быть представлено как логарифм с основанием \(b\): \(a=\log_{b}{b^{a}}\)

Пример : Найдите значение выражения \(\frac{\log_{2}{14}}{1+\log_{2}{7}}\)

Решение :

Ответ : \(1\)

Логарифмические выражения, решение примеров. В этой статье мы рассмотрим задачи связанные с решением логарифмов. В заданиях ставится вопрос о нахождении значения выражения. Нужно отметить, что понятие логарифма используется во многих заданиях и понимать его смысл крайне важно. Что касается ЕГЭ, то логарифм используется при решении уравнений, в прикладных задачах, также в заданиях связанных с исследованием функций.

Приведём примеры для понимания самого смысла логарифма:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры


Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Основное логарифмическое тождество:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Свойства логарифмов, которые необходимо всегда помнить:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

*Логарифм произведения равен сумме логарифмов сомножителей.

* * *

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

*Логарифм частного (дроби) равен разности логарифмов сомножителей.

* * *

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

*Логарифм степени равен произведению показателя степени на логарифм ее основания.

* * *

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

*Переход к новому основанию

* * *

Ещё свойства:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

* * *

Вычисление логарифмов тесно связано с использованием свойств показателей степени.

Перечислим некоторые из них:

Суть данного свойства заключается в том, что при переносе числителя в знаменатель и наоборот, знак показателя степени меняется на противоположный. Например:

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

Следствие из данного свойства:

* * *

Законы логарифмов. Логарифмические выражения. примеры

При возведении степени в степень основание остаётся прежним, а показатели перемножаются.

* * *

Как вы убедились само понятие логарифма несложное. Главное то, что необходима хорошая практика, которая даёт определённый навык. Разумеется знание формул обязательно. Если навык в преобразовании элементарных логарифмов не сформирован, то при решении простых заданий можно легко допустить ошибку.

Практикуйтесь, решайте сначала простейшие примеры из курса математики, затем переходите к более сложным. В будущем обязательно покажу, как решаются «страшненькие» логарифмы, таких на ЕГЭ не будет, но они представляют интерес, не пропустите!

На этом всё! Успеха Вам!

С уважением, Александр Крутицких

P.S: Буду благодарен Вам, если расскажете о сайте в социальных сетях.

Просмотров