Logaritmul unui număr N prin rațiune A se numeste exponent X , la care trebuie să ridici A pentru a obține numărul N

Cu conditia ca
,
,

Din definiţia logaritmului rezultă că
, adică
- această egalitate este identitatea logaritmică de bază.

Logaritmii la baza 10 se numesc logaritmi zecimali. În loc de
scrie
.

logaritmi de bază e sunt numite naturale și notate
.

Proprietățile de bază ale logaritmilor.

Logaritmul unității pentru orice bază este zero

Logaritmul produsului este egal cu suma logaritmilor factorilor.

3) Logaritmul coeficientului este egal cu diferența logaritmilor

Factor
se numește modulul de tranziție de la logaritmi la bază A la logaritmi la bază b .

Folosind proprietățile 2-5, este adesea posibil să se reducă logaritmul unei expresii complexe la rezultatul operațiilor aritmetice simple pe logaritmi.

De exemplu,

Astfel de transformări ale logaritmului se numesc logaritmi. Transformările reciproce ale logaritmilor se numesc potențare.

Capitolul 2. Elemente de matematică superioară.

1. Limite

limita functiei
este un număr finit A dacă, când se străduiește xx 0 pentru fiecare prestabilit
, există un număr
că de îndată ce
, apoi
.

O funcție care are o limită diferă de aceasta printr-o sumă infinitezimală:
, unde - b.m.w., i.e.
.

Exemplu. Luați în considerare funcția
.

Când te străduiești
, funcție y merge la zero:

1.1. Teoreme de bază despre limite.

Limita unei valori constante este egală cu această valoare constantă

.

Limita sumei (diferenței) unui număr finit de funcții este egală cu suma (diferenței) limitelor acestor funcții.

Limita unui produs al unui număr finit de funcții este egală cu produsul limitelor acestor funcții.

Limita câtului a două funcții este egală cu câtul limitelor acestor funcții dacă limita numitorului nu este egală cu zero.

Limite remarcabile

,
, Unde

1.2. Exemple de calcul al limitelor

Cu toate acestea, nu toate limitele sunt calculate atât de simplu. Mai des, calculul limitei se reduce la dezvăluirea incertitudinii de tip: sau .

.

2. Derivata unei functii

Să avem o funcție
, continuu pe segment
.

Argument a primit un impuls
. Apoi funcția va fi incrementată
.

Valoarea argumentului corespunde valorii funcției
.

Valoarea argumentului
corespunde valorii funcției .

Prin urmare, .

Să găsim limita acestei relații la
. Dacă această limită există, atunci se numește derivată a funcției date.

Definiția derivatei 3 a unei funcții date
prin argumentare numită limita raportului dintre incrementul funcției și incrementul argumentului, când incrementul argumentului tinde în mod arbitrar la zero.

Derivată de funcție
poate fi notat astfel:

; ; ; .

Definiția 4 Operația de găsire a derivatei unei funcții se numește diferenţiere.

2.1. Sensul mecanic al derivatului.

Luați în considerare mișcarea rectilinie a unui corp rigid sau punct material.

Lasă la un moment dat punct de mișcare
era la distanta din pozitia de start
.

După o perioadă de timp
ea sa deplasat o distanta
. Atitudine =- viteza medie a unui punct material
. Să găsim limita acestui raport, ținând cont de faptul că
.

În consecință, determinarea vitezei instantanee a unui punct material se reduce la găsirea derivatei traseului în raport cu timpul.

2.2. Valoarea geometrică a derivatei

Să presupunem că avem o anumită funcție definită grafic
.

Orez. 1. Sensul geometric al derivatului

În cazul în care un
, apoi punctul
, se va deplasa de-a lungul curbei, apropiindu-se de punct
.

prin urmare
, adică valoarea derivatei având în vedere valoarea argumentului este egal numeric cu tangenta unghiului format de tangenta intr-un punct dat cu directia pozitiva a axei
.

2.3. Tabelul formulelor de diferențiere de bază.

Funcția de putere

Functie exponentiala

funcţie logaritmică

functie trigonometrica

Funcția trigonometrică inversă

2.4. Reguli de diferențiere.

Derivat din

Derivată a sumei (diferenței) funcțiilor

Derivată a produsului a două funcții

Derivata coeficientului a doua functii

2.5. Derivată a unei funcții complexe.

Lasă funcția
astfel încât să poată fi reprezentat ca

și
, unde variabila este un argument intermediar, atunci

Derivata unei functii complexe este egala cu produsul derivatei functiei date fata de argumentul intermediar cu derivata argumentului intermediar fata de x.

Exemplul 1.

Exemplul 2.

3. Diferenţial de funcţie.

Să fie
, diferentiabil pe un anumit interval
lăsați-l să plece la această funcție are o derivată

,

atunci poti sa scrii

(1),

Unde - o cantitate infinitezimală,

deoarece la

Înmulțirea tuturor termenilor de egalitate (1) cu
avem:

Unde
- b.m.v. de ordin superior.

Valoare
se numește diferența funcției
și notat

.

3.1. Valoarea geometrică a diferenţialului.

Lasă funcția
.

Fig.2. Sensul geometric al diferenţialului.

.

Evident, diferența funcției
este egală cu incrementul ordonatei tangentei în punctul dat.

3.2. Derivate și diferențiale de diverse ordine.

Daca exista
, apoi
se numeste prima derivata.

Derivata primei derivate se numeste derivata de ordinul doi si se scrie
.

Derivată de ordinul al n-lea al funcției
se numește derivată de ordinul (n-1) și se scrie:

.

Diferenţialul diferenţialului unei funcţii se numeşte diferenţial a doua sau diferenţial de ordinul doi.

.

.

3.3 Rezolvarea problemelor biologice folosind diferențierea.

Sarcina 1. Studiile au arătat că creșterea unei colonii de microorganisme respectă legea
, Unde N – numărul de microorganisme (în mii), t – timp (zile).

b) Populația coloniei va crește sau va scădea în această perioadă?

Răspuns. Colonia va crește în dimensiune.

Sarcina 2. Apa din lac este testată periodic pentru a controla conținutul de bacterii patogene. Prin t zile după testare, concentrația de bacterii este determinată de raport

.

Când va veni concentrația minimă de bacterii în lac și se va putea înota în el?

Soluție O funcție atinge max sau min atunci când derivata ei este zero.

,

Să stabilim că max sau min va fi în 6 zile. Pentru a face acest lucru, luăm derivata a doua.

Răspuns: După 6 zile va exista o concentrație minimă de bacterii.

Accentul acestui articol este logaritm. Aici vom da definiția logaritmului, vom arăta notația acceptată, vom da exemple de logaritmi și vom vorbi despre logaritmi naturali și zecimali. După aceea, luați în considerare identitatea logaritmică de bază.

Navigare în pagină.

Definiţia logarithm

Conceptul de logaritm apare atunci când rezolvați o problemă într-un anumit sens invers, când trebuie să găsiți exponentul dintr-o valoare cunoscută a gradului și o bază cunoscută.

Dar destul preambul, este timpul să răspundem la întrebarea „ce este un logaritm”? Să dăm o definiție adecvată.

Definiție.

Logaritmul lui b la baza a, unde a>0 , a≠1 și b>0 este exponentul la care trebuie să creșteți numărul a pentru a obține b ca rezultat.

În această etapă, observăm că cuvântul rostit „logaritm” ar trebui să ridice imediat două întrebări: „ce număr” și „pe ce bază”. Cu alte cuvinte, pur și simplu nu există logaritm, ci există doar logaritmul unui număr într-o bază.

Vă vom prezenta imediat notație logaritmică: logaritmul numărului b la baza a este de obicei notat ca log a b . Logaritmul numărului b la baza e și logaritmul la baza 10 au propriile lor denumiri speciale lnb și, respectiv, lgb, adică nu scriu log e b , ci lnb , și nu log 10 b , ci lgb .

Acum poți aduce: .
Și înregistrările nu au sens, deoarece în primul dintre ele există un număr negativ sub semnul logaritmului, în al doilea - un număr negativ în bază, iar în al treilea - atât un număr negativ sub semnul logaritmului, cât și o unitate în bază.

Acum să vorbim despre reguli de citire a logaritmilor. Log de intrare a b este citit ca „logaritmul lui b la baza a”. De exemplu, log 2 3 este logaritmul de trei la baza 2 și este logaritmul de două numere întregi două treimi de bază ale rădăcinii pătrate a lui cinci. Se numește logaritmul la baza e logaritmul natural, iar notația lnb este citită ca „logaritmul natural al lui b”. De exemplu, ln7 este logaritmul natural al lui șapte și îl vom citi ca logaritmul natural al lui pi. Logaritmul la baza 10 are, de asemenea, un nume special - logaritm zecimal, iar notația lgb este citită ca „logaritm zecimal b”. De exemplu, lg1 este logaritmul zecimal de unu, iar lg2.75 este logaritmul zecimal de două virgulă șaptezeci și cinci de sutimi.

Merită să ne oprim separat asupra condițiilor a>0, a≠1 și b>0, în care este dată definiția logaritmului. Să explicăm de unde provin aceste restricții. Pentru aceasta, ne va ajuta o egalitate a formei, numită , care decurge direct din definiția logaritmului dată mai sus.

Să începem cu a≠1 . Deoarece unu este egal cu unu la orice putere, atunci egalitatea poate fi adevărată numai pentru b=1, dar log 1 1 poate fi orice număr real. Pentru a evita această ambiguitate, a≠1 este acceptat.

Să argumentăm oportunitatea condiției a>0 . Cu a=0, prin definiția logaritmului, am avea egalitate , ceea ce este posibil doar cu b=0 . Dar atunci log 0 0 poate fi orice număr real diferit de zero, deoarece de la zero la orice putere diferită de zero este zero. Această ambiguitate poate fi evitată prin condiția a≠0 . Și pentru a<0 нам бы пришлось отказаться от рассмотрения рациональных и иррациональных значений логарифма, так как степень с рациональным и иррациональным показателем определена лишь для неотрицательных оснований. Поэтому и принимается условие a>0 .

În sfârșit, din inegalitatea a>0 rezultă condiția b>0 , deoarece , iar valoarea gradului cu bază pozitivă a este întotdeauna pozitivă.

În încheierea acestui paragraf, spunem că definiția vocală a logaritmului vă permite să indicați imediat valoarea logaritmului atunci când numărul de sub semnul logaritmului este un anumit grad de bază. Într-adevăr, definiția logaritmului ne permite să afirmăm că dacă b=a p , atunci logaritmul numărului b la baza a este egal cu p . Adică, logul de egalitate a a p =p este adevărat. De exemplu, știm că 2 3 =8 , atunci log 2 8=3 . Vom vorbi mai multe despre asta în articol.

Continuăm să studiem logaritmii. În acest articol vom vorbi despre calculul logaritmilor, acest proces se numește logaritm. În primul rând, ne vom ocupa de calculul logaritmilor prin definiție. Apoi, luați în considerare modul în care sunt găsite valorile logaritmilor folosind proprietățile lor. După aceea, ne vom opri asupra calculului logaritmilor prin valorile date inițial ale altor logaritmi. În cele din urmă, să învățăm cum să folosim tabelele de logaritmi. Întreaga teorie este furnizată cu exemple cu soluții detaliate.

Navigare în pagină.

Calcularea logaritmilor prin definiție

În cele mai simple cazuri, este posibil să efectuați rapid și ușor găsirea logaritmului prin definiție. Să aruncăm o privire mai atentă asupra modului în care are loc acest proces.

Esența sa este de a reprezenta numărul b sub forma a c , de unde, după definiția logaritmului, numărul c este valoarea logaritmului. Adică, prin definiție, găsirea logaritmului corespunde următorului lanț de egalități: log a b=log a a c =c .

Deci, calculul logaritmului, prin definiție, se reduce la găsirea unui astfel de număr c care a c \u003d b, iar numărul c însuși este valoarea dorită a logaritmului.

Având în vedere informațiile din paragrafele anterioare, atunci când numărul de sub semnul logaritmului este dat de un anumit grad al bazei logaritmului, atunci puteți indica imediat cu ce este egal logaritmul - este egal cu exponentul. Să arătăm exemple.

Exemplu.

Găsiți log 2 2 −3 și, de asemenea, calculați logaritmul natural al lui e 5.3 .

Soluţie.

Definiția logaritmului ne permite să spunem imediat că log 2 2 −3 = −3 . Într-adevăr, numărul de sub semnul logaritmului este egal cu baza 2 la puterea −3.

În mod similar, găsim al doilea logaritm: lne 5.3 =5.3.

Răspuns:

log 2 2 −3 = −3 și lne 5.3 =5.3 .

Dacă numărul b sub semnul logaritmului nu este dat ca putere a bazei logaritmului, atunci trebuie să luați în considerare cu atenție dacă este posibil să veniți cu o reprezentare a numărului b sub forma a c . Adesea, această reprezentare este destul de evidentă, mai ales când numărul de sub semnul logaritmului este egal cu baza puterii lui 1, sau 2, sau 3, ...

Exemplu.

Calculați logaritmii log 5 25 și .

Soluţie.

Este ușor de observat că 25=5 2 , aceasta vă permite să calculați primul logaritm: log 5 25=log 5 5 2 =2 .

Se trece la calculul celui de-al doilea logaritm. Un număr poate fi reprezentat ca o putere a lui 7: (vezi dacă este necesar). Prin urmare, .

Să rescriem al treilea logaritm în forma următoare. Acum poți vedea asta , de unde tragem concluzia că . Prin urmare, prin definiția logaritmului .

Pe scurt, soluția ar putea fi scrisă după cum urmează:

Răspuns:

log 5 25=2 , și .

Când un număr natural suficient de mare se află sub semnul logaritmului, atunci nu strica să-l descompuneți în factori primi. Adesea ajută să reprezentați un astfel de număr ca o putere a bazei logaritmului și, prin urmare, să calculați acest logaritm prin definiție.

Exemplu.

Aflați valoarea logaritmului.

Soluţie.

Unele proprietăți ale logaritmilor vă permit să specificați imediat valoarea logaritmilor. Aceste proprietăți includ proprietatea logaritmului lui unu și proprietatea logaritmului unui număr egal cu baza: log 1 1=log a a 0 =0 și log a a=log a a 1 =1 . Adică, atunci când numărul 1 sau numărul a se află sub semnul logaritmului, egal cu baza logaritmului, atunci în aceste cazuri logaritmii sunt 0 și, respectiv, 1.

Exemplu.

Care sunt logaritmii și lg10?

Soluţie.

Deoarece , rezultă din definiția logaritmului .

În al doilea exemplu, numărul 10 sub semnul logaritmului coincide cu baza sa, deci logaritmul zecimal de zece este egal cu unu, adică lg10=lg10 1 =1 .

Răspuns:

Și lg10=1.

Rețineți că calcularea logaritmilor prin definiție (pe care am discutat în paragraful anterior) implică utilizarea logaritmului de egalitate a a p =p , care este una dintre proprietățile logaritmilor.

În practică, când numărul de sub semnul logaritmului și baza logaritmului sunt ușor de reprezentat ca putere a unui număr, este foarte convenabil să folosiți formula , care corespunde uneia dintre proprietățile logaritmilor. Luați în considerare un exemplu de găsire a logaritmului, ilustrând utilizarea acestei formule.

Exemplu.

Calculați logaritmul lui .

Soluţie.

Răspuns:

.

Proprietățile logaritmilor nemenționați mai sus sunt și ele folosite în calcul, dar despre asta vom vorbi în paragrafele următoare.

Găsirea logaritmilor în termenii altor logaritmi cunoscuți

Informațiile din acest paragraf continuă subiectul utilizării proprietăților logaritmilor în calculul lor. Dar aici principala diferență este că proprietățile logaritmilor sunt folosite pentru a exprima logaritmul original în termenii unui alt logaritm, a cărui valoare este cunoscută. Să luăm un exemplu pentru clarificare. Să presupunem că știm că log 2 3≈1.584963 , atunci putem găsi, de exemplu, log 2 6 făcând o mică transformare folosind proprietățile logaritmului: log 2 6=log 2 (2 3)=log 2 2+log 2 3≈ 1+1,584963=2,584963 .

În exemplul de mai sus, a fost suficient să folosim proprietatea logaritmului produsului. Cu toate acestea, mult mai des trebuie să utilizați un arsenal mai larg de proprietăți ale logaritmilor pentru a calcula logaritmul inițial în ceea ce privește cele date.

Exemplu.

Calculați logaritmul de la 27 la baza 60 dacă se știe că log 60 2=a și log 60 5=b .

Soluţie.

Deci trebuie să găsim log 60 27 . Este ușor de observat că 27=3 3 , iar logaritmul original, datorită proprietății logaritmului gradului, poate fi rescris ca 3·log 60 3 .

Acum să vedem cum log 60 3 poate fi exprimat în termeni de logaritmi cunoscuți. Proprietatea logaritmului unui număr egal cu baza vă permite să scrieți logaritmul de egalitate 60 60=1 . Pe de altă parte, log 60 60=log60(2 2 3 5)= log 60 2 2 +log 60 3+log 60 5= 2 log 60 2+log 60 3+log 60 5 . În acest fel, 2 log 60 2+log 60 3+log 60 5=1. Prin urmare, log 60 3=1−2 log 60 2−log 60 5=1−2 a−b.

În cele din urmă, calculăm logaritmul original: log 60 27=3 log 60 3= 3 (1−2 a−b)=3−6 a−3 b.

Răspuns:

log 60 27=3 (1−2 a−b)=3−6 a−3 b.

Separat, merită menționat sensul formulei pentru trecerea la o nouă bază a logaritmului formei . Vă permite să treceți de la logaritmi cu orice bază la logaritmi cu o anumită bază, ale căror valori sunt cunoscute sau este posibil să le găsiți. De obicei, de la logaritmul inițial, conform formulei de tranziție, aceștia trec la logaritmi într-una dintre bazele 2, e sau 10, deoarece pentru aceste baze există tabele de logaritmi care le permit să fie calculate cu un anumit grad de precizie. În secțiunea următoare, vom arăta cum se face acest lucru.

Tabele de logaritmi, utilizarea lor

Pentru un calcul aproximativ al valorilor logaritmilor, se poate folosi tabele logaritmice. Cele mai utilizate sunt tabelul cu logaritmi de bază 2, tabelul cu logaritmi naturali și tabelul cu logaritmi zecimal. Când lucrați în sistemul numeric zecimal, este convenabil să utilizați un tabel de logaritmi la baza zece. Cu ajutorul lui, vom învăța să găsim valorile logaritmilor.

Tabelul prezentat permite, cu o precizie de o zecemiime, să se găsească valorile logaritmilor zecimali ale numerelor de la 1.000 la 9.999 (cu trei zecimale). Vom analiza principiul găsirii valorii logaritmului folosind un tabel de logaritmi zecimali folosind un exemplu specific - este mai clar. Să găsim lg1,256 .

În coloana din stânga a tabelului de logaritmi zecimal găsim primele două cifre ale numărului 1,256, adică găsim 1,2 (acest număr este încercuit cu albastru pentru claritate). A treia cifră a numărului 1.256 (numărul 5) se găsește în prima sau ultima linie din stânga liniei duble (acest număr este încercuit cu roșu). A patra cifră a numărului original 1.256 (numărul 6) se găsește în prima sau ultima linie din dreapta liniei duble (acest număr este încercuit cu verde). Acum găsim numerele în celulele tabelului de logaritmi la intersecția rândului marcat cu coloanele marcate (aceste numere sunt evidențiate în portocaliu). Suma numerelor marcate dă valoarea dorită a logaritmului zecimal până la a patra zecimală, adică log1,236≈0,0969+0,0021=0,0990.

Este posibil, folosind tabelul de mai sus, să găsiți valorile logaritmilor zecimali ale numerelor care au mai mult de trei cifre după virgulă zecimală și să depășească, de asemenea, limitele de la 1 la 9.999? Da, poti. Să arătăm cum se face acest lucru cu un exemplu.

Să calculăm lg102.76332 . Mai întâi trebuie să scrii număr în formă standard: 102,76332=1,0276332 10 2 . După aceea, mantisa ar trebui să fie rotunjită la a treia zecimală, avem 1,0276332 10 2 ≈1,028 10 2, în timp ce logaritmul zecimal inițial este aproximativ egal cu logaritmul numărului rezultat, adică luăm lg102.76332≈lg1.028·10 2 . Acum aplicați proprietățile logaritmului: lg1.028 10 2 =lg1.028+lg10 2 =lg1.028+2. În final, găsim valoarea logaritmului lg1.028 conform tabelului de logaritmi zecimali lg1.028≈0.0086+0.0034=0.012. Ca rezultat, întregul proces de calculare a logaritmului arată astfel: lg102.76332=lg1.0276332 10 2 ≈lg1.028 10 2 = lg1.028+lg10 2 =lg1.028+2≈0.012+2=2.012.

În concluzie, este de remarcat faptul că folosind tabelul de logaritmi zecimali, puteți calcula valoarea aproximativă a oricărui logaritm. Pentru a face acest lucru, este suficient să utilizați formula de tranziție pentru a merge la logaritmi zecimali, pentru a găsi valorile acestora în tabel și pentru a efectua calculele rămase.

De exemplu, să calculăm log 2 3 . Conform formulei pentru trecerea la o nouă bază a logaritmului, avem . Din tabelul logaritmilor zecimali găsim lg3≈0,4771 și lg2≈0,3010. În acest fel, .

Bibliografie.

• Kolmogorov A.N., Abramov A.M., Dudnitsyn Yu.P. şi alţii.Algebra şi începuturile analizei: un manual pentru clasele 10-11 ale instituţiilor de învăţământ general.
• Gusev V.A., Mordkovich A.G. Matematică (un manual pentru solicitanții la școlile tehnice).

Confidențialitatea dumneavoastră este importantă pentru noi. Din acest motiv, am dezvoltat o Politică de confidențialitate care descrie modul în care folosim și stocăm informațiile dumneavoastră. Vă rugăm să citiți politica noastră de confidențialitate și să ne spuneți dacă aveți întrebări.

Colectarea și utilizarea informațiilor personale

Informațiile personale se referă la date care pot fi folosite pentru a identifica sau contacta o anumită persoană.

Vi se poate cere să furnizați informațiile dumneavoastră personale în orice moment când ne contactați.

Următoarele sunt câteva exemple de tipuri de informații personale pe care le putem colecta și modul în care putem folosi aceste informații.

Ce informații personale colectăm:

• Când trimiteți o cerere pe site, este posibil să colectăm diverse informații, inclusiv numele, numărul de telefon, adresa dvs E-mail etc.

Cum folosim informațiile dumneavoastră personale:

• Informațiile personale pe care le colectăm ne permit să vă contactăm și să vă informăm despre oferte unice, promoții și alte evenimente și evenimente viitoare.
• Din când în când, putem folosi informațiile dumneavoastră personale pentru a vă trimite notificări și mesaje importante.
• De asemenea, putem folosi informații personale în scopuri interne, cum ar fi efectuarea de audituri, analize de date și diverse cercetări pentru a îmbunătăți serviciile pe care le oferim și pentru a vă oferi recomandări cu privire la serviciile noastre.
• Dacă participați la o extragere cu premii, un concurs sau un stimulent similar, este posibil să folosim informațiile pe care le furnizați pentru a administra astfel de programe.

Dezvăluirea către terți

Nu dezvăluim informațiile primite de la dumneavoastră către terți.

Excepții:

• În cazul în care este necesar - în conformitate cu legea, ordinea judiciară, în cadrul procedurilor judiciare și/sau în baza cererilor publice sau a solicitărilor din partea organelor de stat de pe teritoriul Federației Ruse - dezvăluiți informațiile dumneavoastră personale. De asemenea, putem dezvălui informații despre dumneavoastră dacă stabilim că o astfel de dezvăluire este necesară sau adecvată pentru securitate, aplicarea legii sau alte scopuri de interes public.
• În cazul unei reorganizări, fuziuni sau vânzări, putem transfera informațiile personale pe care le colectăm către succesorul terț relevant.

Protecția informațiilor personale

Luăm măsuri de precauție - inclusiv administrative, tehnice și fizice - pentru a vă proteja informațiile personale împotriva pierderii, furtului și utilizării greșite, precum și împotriva accesului, dezvăluirii, modificării și distrugerii neautorizate.

Menținerea confidențialității la nivel de companie

Pentru a ne asigura că informațiile dumneavoastră personale sunt în siguranță, comunicăm angajaților noștri practicile de confidențialitate și securitate și aplicăm strict practicile de confidențialitate.

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

Să explicăm mai ușor. De exemplu, \(\log_(2)(8)\) este egal cu puterea \(2\) care trebuie ridicată pentru a obține \(8\). Din aceasta rezultă clar că \(\log_(2)(8)=3\).

Exemple:		\(\log_(5)(25)=2\)		deoarece \(5^(2)=25\)
		\(\log_(3)(81)=4\)		deoarece \(3^(4)=81\)
		\(\log_(2)\)\(\frac(1)(32)\) \(=-5\)		deoarece \(2^(-5)=\)\(\frac(1)(32)\)

Argumentul și baza logaritmului

Orice logaritm are următoarea „anatomie”:

Argumentul logaritmului este scris de obicei la nivelul său, iar baza este scrisă în indice mai aproape de semnul logaritmului. Și această intrare se citește astfel: „logaritmul lui douăzeci și cinci la baza lui cinci”.

Cum se calculează logaritmul?

Pentru a calcula logaritmul, trebuie să răspundeți la întrebarea: în ce măsură ar trebui ridicată baza pentru a obține argumentul?

De exemplu, calculați logaritmul: a) \(\log_(4)(16)\) b) \(\log_(3)\)\(\frac(1)(3)\) c) \(\log_(\ sqrt (5))(1)\) d) \(\log_(\sqrt(7))(\sqrt(7))\) e) \(\log_(3)(\sqrt(3))\)

a) La ce putere trebuie ridicat \(4\) pentru a obține \(16\)? Evident, al doilea. De aceea:

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

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

c) La ce putere trebuie ridicată \(\sqrt(5)\) pentru a obține \(1\)? Și ce grad face orice număr o unitate? Zero, desigur!

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

d) La ce putere trebuie ridicată \(\sqrt(7)\) pentru a obține \(\sqrt(7)\)? În primul - orice număr din primul grad este egal cu el însuși.

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

e) La ce putere trebuie ridicată \(3\) pentru a obține \(\sqrt(3)\)? Din știm că este o putere fracțională și, prin urmare, rădăcina pătrată este puterea lui \(\frac(1)(2)\) .

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

Exemplu : Calculați logaritmul \(\log_(4\sqrt(2))(8)\)

Soluţie :

\(\log_(4\sqrt(2))(8)=x\)		Trebuie să găsim valoarea logaritmului, să o notăm cu x. Acum să folosim definiția logaritmului: \(\log_(a)(c)=b\) \(\Leftrightarrow\) \(a^(b)=c\)
\((4\sqrt(2))^(x)=8\)		Ce legături leagă \(4\sqrt(2)\) și \(8\)? Doi, deoarece ambele numere pot fi reprezentate prin doi: \(4=2^(2)\) \(\sqrt(2)=2^(\frac(1)(2))\) \(8=2^(3)\)
\(((2^(2)\cdot2^(\frac(1)(2))))^(x)=2^(3)\)		În stânga, folosim proprietățile gradului: \(a^(m)\cdot a^(n)=a^(m+n)\) și \((a^(m))^(n)=a ^(m\cdot n)\)
\(2^(\frac(5)(2)x)=2^(3)\)		Bazele sunt egale, trecem la egalitatea indicatorilor
\(\frac(5x)(2)\) \(=3\)		Înmulțiți ambele părți ale ecuației cu \(\frac(2)(5)\)
		Rădăcina rezultată este valoarea logaritmului

Răspuns : \(\log_(4\sqrt(2))(8)=1,2\)

De ce a fost inventat logaritmul?

Pentru a înțelege acest lucru, să rezolvăm ecuația: \(3^(x)=9\). Doar potriviți \(x\) pentru ca egalitatea să funcționeze. Desigur, \(x=2\).

Acum rezolvați ecuația: \(3^(x)=8\). Cu ce ​​este x egal? Acesta este ideea.

Cel mai ingenios va spune: „X este puțin mai puțin de doi”. Cum anume trebuie scris acest număr? Pentru a răspunde la această întrebare, au venit cu logaritmul. Datorită lui, răspunsul de aici poate fi scris ca \(x=\log_(3)(8)\).

Vreau să subliniez faptul că \(\log_(3)(8)\), precum și orice logaritm este doar un număr. Da, pare neobișnuit, dar este scurt. Pentru că dacă am vrea să-l scriem ca zecimală, ar arăta astfel: \(1.892789260714.....\)

Exemplu : Rezolvați ecuația \(4^(5x-4)=10\)

Soluţie :

\(4^(5x-4)=10\)		\(4^(5x-4)\) și \(10\) nu pot fi reduse la aceeași bază. Așa că aici nu puteți face fără logaritm. Să folosim definiția logaritmului: \(a^(b)=c\) \(\Leftrightarrow\) \(\log_(a)(c)=b\)
\(\log_(4)(10)=5x-4\)		Întoarceți ecuația astfel încât x să fie în stânga
\(5x-4=\log_(4)(10)\)		Înaintea noastră. Deplasați \(4\) la dreapta. Și nu vă fie teamă de logaritm, tratați-l ca pe un număr normal.
\(5x=\log_(4)(10)+4\)		Împărțiți ecuația la 5
\(x=\)\(\frac(\log_(4)(10)+4)(5)\)		Aici este rădăcina noastră. Da, pare neobișnuit, dar răspunsul nu este ales.

Răspuns : \(\frac(\log_(4)(10)+4)(5)\)

Logaritmi zecimali și naturali

După cum se precizează în definiția logaritmului, baza acestuia poate fi orice număr pozitiv, cu excepția unuia \((a>0, a\neq1)\). Și dintre toate bazele posibile, există două care apar atât de des încât a fost inventată o notație scurtă specială pentru logaritmi cu ele:

Logaritm natural: un logaritm a cărui bază este numărul Euler \(e\) (egal cu aproximativ \(2,7182818…\)), iar logaritmul se scrie ca \(\ln(a)\).

Acesta este, \(\ln(a)\) este același cu \(\log_(e)(a)\)

Logaritm zecimal: Un logaritm a cărui bază este 10 se scrie \(\lg(a)\).

Acesta este, \(\lg(a)\) este același cu \(\log_(10)(a)\), unde \(a\) este un număr.

Identitatea logaritmică de bază

Logaritmii au multe proprietăți. Una dintre ele se numește „Identitatea logaritmică de bază” și arată astfel:

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

Această proprietate decurge direct din definiție. Să vedem cum a apărut exact această formulă.

Reamintim scurta definiție a logaritmului:

dacă \(a^(b)=c\), atunci \(\log_(a)(c)=b\)

Adică, \(b\) este același cu \(\log_(a)(c)\). Apoi putem scrie \(\log_(a)(c)\) în loc de \(b\) în formula \(a^(b)=c\) . S-a dovedit \(a^(\log_(a)(c))=c\) - principala identitate logaritmică.

Puteți găsi restul proprietăților logaritmilor. Cu ajutorul lor, puteți simplifica și calcula valorile expresiilor cu logaritmi, care sunt dificil de calculat direct.

Exemplu : Găsiți valoarea expresiei \(36^(\log_(6)(5))\)

Soluţie :

Răspuns : \(25\)

Cum se scrie un număr ca logaritm?

După cum am menționat mai sus, orice logaritm este doar un număr. Este adevărat și invers: orice număr poate fi scris ca logaritm. De exemplu, știm că \(\log_(2)(4)\) este egal cu doi. Apoi puteți scrie \(\log_(2)(4)\) în loc de două.

Dar \(\log_(3)(9)\) este, de asemenea, egal cu \(2\), deci puteți scrie și \(2=\log_(3)(9)\) . În mod similar cu \(\log_(5)(25)\), și cu \(\log_(9)(81)\), etc. Adică se dovedește

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

Astfel, dacă avem nevoie, le putem scrie pe cele două ca logaritm cu orice bază oriunde (chiar și într-o ecuație, chiar și într-o expresie, chiar și într-o inegalitate) - scriem doar baza pătrată ca argument.

Este același lucru cu un triplu - poate fi scris ca \(\log_(2)(8)\), sau ca \(\log_(3)(27)\), sau ca \(\log_(4)( 64) \) ... Aici scriem baza în cub ca argument:

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

Și cu patru:

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

Și cu minus unu:

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

Și cu o treime:

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

Orice număr \(a\) poate fi reprezentat ca un logaritm cu baza \(b\): \(a=\log_(b)(b^(a))\)

Exemplu : Găsiți valoarea unei expresii \(\frac(\log_(2)(14))(1+\log_(2)(7))\)

Soluţie :

Răspuns : \(1\)