มาเริ่มกันที่ คุณสมบัติของลอการิทึมของความสามัคคี. สูตรของมันมีดังนี้: ลอการิทึมของความสามัคคีเท่ากับศูนย์นั่นคือ บันทึก 1=0สำหรับ a>0 , a≠1 ใดๆ การพิสูจน์ตรงไปตรงมา: เนื่องจาก a 0 =1 สำหรับ a ใดๆ ที่ตรงตามเงื่อนไขข้างต้น a>0 และ a≠1 จากนั้นบันทึกความเท่าเทียมกันที่พิสูจน์แล้ว a 1=0 จะตามมาทันทีจากคำจำกัดความของลอการิทึม
มายกตัวอย่างการใช้คุณสมบัติที่พิจารณา: log 3 1=0 , lg1=0 และ .
ไปที่คุณสมบัติถัดไป: ลอการิทึมของจำนวนเท่ากับฐานเท่ากับหนึ่ง, เช่น, ล็อก a=1สำหรับ a>0 , a≠1 อันที่จริงตั้งแต่ 1 =a สำหรับ a ดังนั้นโดยคำจำกัดความของลอการิทึมล็อก a=1
ตัวอย่างของการใช้คุณสมบัติของลอการิทึมคือ log 5 5=1 , log 5.6 5.6 และ lne=1
ตัวอย่างเช่น บันทึก 2 2 7 =7 , log10 -4 =-4 และ .
ลอการิทึมของผลคูณของจำนวนบวกสองตัว x และ y เท่ากับผลคูณของลอการิทึมของตัวเลขเหล่านี้: บันทึก a (x y)=บันทึก a x+บันทึก a y, a>0 , a≠1 . ให้เราพิสูจน์คุณสมบัติของลอการิทึมของผลิตภัณฑ์ เนื่องจากคุณสมบัติของปริญญา บันทึก a x+บันทึก a y = บันทึก a x บันทึก a yและเนื่องจากเอกลักษณ์ลอการิทึมหลัก บันทึก a x =x และบันทึก a y =y จากนั้นบันทึก a x a บันทึก a y =x y ดังนั้น บันทึก a x+log a y =x y ดังนั้น ความเท่าเทียมกันที่ต้องการจึงตามด้วยคำจำกัดความของลอการิทึม
มาดูตัวอย่างการใช้คุณสมบัติของลอการิทึมของผลิตภัณฑ์กัน: log 5 (2 3)=log 5 2+log 5 3 and .
คุณสมบัติลอการิทึมของผลิตภัณฑ์สามารถสรุปผลคูณของจำนวนจำกัด n ของจำนวนบวก x 1 , x 2 , …, x n เป็น บันทึก a (x 1 x 2 ... x n)= บันทึก a x 1 + บันทึก a x 2 +…+ บันทึก a x n . ความเท่าเทียมกันนี้พิสูจน์ได้ง่าย
ตัวอย่างเช่น ลอการิทึมธรรมชาติของผลิตภัณฑ์สามารถแทนที่ด้วยผลรวมของลอการิทึมธรรมชาติสามตัวของตัวเลข 4 , e และ .
ลอการิทึมของผลหารของจำนวนบวกสองตัว x และ y เท่ากับผลต่างระหว่างลอการิทึมของตัวเลขเหล่านี้ คุณสมบัติลอการิทึมเชาวน์สอดคล้องกับสูตรของแบบฟอร์ม โดยที่ a>0 , a≠1 , x และ y เป็นจำนวนบวก ความถูกต้องของสูตรนี้ได้รับการพิสูจน์เหมือนสูตรสำหรับลอการิทึมของผลิตภัณฑ์: ตั้งแต่ แล้วโดยนิยามของลอการิทึม
นี่คือตัวอย่างการใช้คุณสมบัติของลอการิทึม: .
มาต่อกันที่ คุณสมบัติของลอการิทึมของดีกรี. ลอการิทึมของดีกรีเท่ากับผลคูณของเลขชี้กำลังและลอการิทึมของโมดูลัสของฐานของดีกรีนี้ เราเขียนคุณสมบัติของลอการิทึมของดีกรีในรูปแบบของสูตร: บันทึก a b p =p บันทึก a |b|โดยที่ a>0 , a≠1 , b และ p เป็นตัวเลขที่ระดับของ b p สมเหตุสมผลและ b p >0
ก่อนอื่นเราพิสูจน์คุณสมบัตินี้ว่าเป็นค่าบวก b เอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐานช่วยให้เราสามารถแสดงตัวเลข b เป็นบันทึก a b จากนั้น b p =(a log a b) p และนิพจน์ผลลัพธ์เนื่องจากคุณสมบัติกำลังเท่ากับ a p log a b ดังนั้นเราจึงมาถึงความเท่าเทียมกัน b p =a p log a b จากคำจำกัดความของลอการิทึมเราสรุปได้ว่า log a b p =p log a b
มันยังคงพิสูจน์คุณสมบัตินี้สำหรับลบ b ที่นี่เราสังเกตว่าบันทึกนิพจน์ a b p สำหรับค่าลบ b เหมาะสมสำหรับเลขชี้กำลังคู่เท่านั้น (เนื่องจากค่าของดีกรี b p ต้องมากกว่าศูนย์ มิฉะนั้น ลอการิทึมจะไม่สมเหตุสมผล) และในกรณีนี้ b p =|b| พี แล้ว b p =|b| p =(บันทึก a |b|) p =a p บันทึก a |b|โดยที่ล็อก a b p =p บันทึก a |b| .
ตัวอย่างเช่น, และ ln(-3) 4 =4 ln|-3|=4 ln3
สืบเนื่องมาจากทรัพย์สินครั้งก่อน คุณสมบัติของลอการิทึมจากรูท: ลอการิทึมของรูทของดีกรีที่ n เท่ากับผลคูณของเศษส่วน 1/n และลอการิทึมของนิพจน์รูท นั่นคือ โดยที่ a>0 , a≠1 , n คือจำนวนธรรมชาติที่มากกว่า 1 b>0 .
การพิสูจน์ขึ้นอยู่กับความเท่าเทียมกัน (ดู ) ซึ่งใช้ได้กับค่าบวก b และคุณสมบัติของลอการิทึมของดีกรี: .
นี่คือตัวอย่างการใช้คุณสมบัตินี้: .
มาพิสูจน์กัน สูตรการแปลงเป็นฐานใหม่ของลอการิทึมใจดี . เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ก็เพียงพอที่จะพิสูจน์ความถูกต้องของความเท่าเทียมกัน log c b=log a b log c a เอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐานช่วยให้เราสามารถแสดงตัวเลข b เป็น a log a b จากนั้น log c b=log c a log a b มันยังคงใช้คุณสมบัติของลอการิทึมของดีกรี: log c a log a b = บันทึก a b log c a. ดังนั้น บันทึกความเท่าเทียมกัน c b=log a b log c a ได้รับการพิสูจน์แล้ว ซึ่งหมายความว่าสูตรสำหรับการเปลี่ยนไปใช้ฐานใหม่ของลอการิทึมก็ได้รับการพิสูจน์เช่นกัน
มาดูตัวอย่างการใช้คุณสมบัติของลอการิทึมกัน: และ .
สูตรสำหรับการย้ายไปยังฐานใหม่ช่วยให้คุณสามารถทำงานกับลอการิทึมที่มีฐานที่ "สะดวก" ตัวอย่างเช่น สามารถใช้เพื่อไปที่ลอการิทึมธรรมชาติหรือทศนิยม เพื่อให้คุณสามารถคำนวณค่าของลอการิทึมจากตารางลอการิทึม สูตรสำหรับการเปลี่ยนเป็นฐานใหม่ของลอการิทึมยังช่วยให้ในบางกรณีสามารถค้นหาค่าของลอการิทึมที่กำหนดได้เมื่อทราบค่าของลอการิทึมบางตัวกับฐานอื่น
มักใช้เป็นกรณีพิเศษของสูตรสำหรับการเปลี่ยนเป็นฐานใหม่ของลอการิทึมสำหรับ c=b ของแบบฟอร์ม . นี่แสดงว่าบันทึก a b และ log b a – ตัวอย่างเช่น,
.
ที่มักใช้คือสูตร ซึ่งมีประโยชน์ในการค้นหาค่าลอการิทึม เพื่อยืนยันคำพูดของเรา เราจะแสดงวิธีคำนวณค่าลอการิทึมของแบบฟอร์มโดยใช้ค่าดังกล่าว เรามี
. เพื่อพิสูจน์สูตร
ก็เพียงพอแล้วที่จะใช้สูตรการเปลี่ยนผ่านเป็นฐานใหม่ของลอการิทึม a:
.
มันยังคงพิสูจน์คุณสมบัติการเปรียบเทียบของลอการิทึม
ให้เราพิสูจน์ว่าสำหรับจำนวนบวกใด ๆ b 1 และ b 2 , b 1 บันทึก a b 2 และสำหรับ a>1 อสมการบันทึก a b 1 ท้ายที่สุด ยังคงเป็นการพิสูจน์คุณสมบัติสุดท้ายของลอการิทึม เราจำกัดตัวเองให้พิสูจน์ส่วนแรก นั่นคือ เราพิสูจน์ว่าถ้า 1 >1 , 2 >1 และ 1 1 เป็นจริง log a 1 b>log a 2 b ข้อความที่เหลือของคุณสมบัติของลอการิทึมนี้ได้รับการพิสูจน์โดยหลักการที่คล้ายกัน ลองใช้วิธีที่ตรงกันข้ามกัน สมมติว่าสำหรับ 1 >1 , 2 >1 และ 1 1 บันทึก a 1 b≤log a 2 b เป็นจริง โดยคุณสมบัติของลอการิทึม ความไม่เท่าเทียมกันเหล่านี้สามารถเขียนใหม่เป็น และ
ตามลำดับ และหลังจากนั้น บันทึก b a 1 ≤log b a 2 และ log b a 1 ≥log b a 2 ตามลำดับ จากนั้นโดยคุณสมบัติของพลังที่มีฐานเดียวกันจะต้องเป็นไปตามความเท่าเทียมกัน b log b a 1 ≥b log b a 2 และ b log b a 1 ≥b log b a 2 นั่นคือ a 1 ≥a 2 ดังนั้นเราจึงได้มาถึงข้อขัดแย้งกับเงื่อนไข a 1
บรรณานุกรม.
- Kolmogorov A.N. , Abramov A.M. , Dudnitsyn Yu.P. และอื่นๆ พีชคณิตและจุดเริ่มต้นของการวิเคราะห์: หนังสือเรียนสำหรับเกรด 10-11 ของสถาบันการศึกษาทั่วไป
- Gusev V.A. , Mordkovich A.G. คณิตศาสตร์ (คู่มือสำหรับผู้สมัครเข้าโรงเรียนเทคนิค)
เราศึกษาลอการิทึมต่อไป ในบทความนี้เราจะพูดถึง การคำนวณลอการิทึม, กระบวนการนี้เรียกว่า ลอการิทึม. อันดับแรก เราจะจัดการกับการคำนวณลอการิทึมตามคำจำกัดความ ต่อไป ให้พิจารณาวิธีการหาค่าของลอการิทึมโดยใช้คุณสมบัติของมัน หลังจากนั้นเราจะอาศัยการคำนวณลอการิทึมผ่านค่าที่กำหนดในตอนแรกของลอการิทึมอื่น สุดท้าย มาเรียนรู้วิธีใช้ตารางลอการิทึมกัน ทฤษฎีทั้งหมดมีตัวอย่างพร้อมวิธีแก้ปัญหาโดยละเอียด
การนำทางหน้า
การคำนวณลอการิทึมตามคำจำกัดความ
ในกรณีที่ง่ายที่สุด สามารถทำได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย การหาลอการิทึมตามนิยาม. มาดูกันดีกว่าว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร
สาระสำคัญของมันคือการแสดงตัวเลข b ในรูปแบบ a c ดังนั้นโดยคำจำกัดความของลอการิทึมตัวเลข c คือค่าของลอการิทึม นั่นคือตามคำจำกัดความ การค้นหาลอการิทึมสอดคล้องกับห่วงโซ่ของความเท่าเทียมกัน: log a b=log a a c =c
ดังนั้น การคำนวณลอการิทึมโดยนิยาม ลงมาเพื่อหาจำนวนดังกล่าว c ที่ a c \u003d b และตัวเลข c ก็คือค่าที่ต้องการของลอการิทึม
จากข้อมูลของย่อหน้าก่อนหน้า เมื่อตัวเลขภายใต้เครื่องหมายของลอการิทึมถูกกำหนดโดยระดับฐานของลอการิทึม คุณจะสามารถระบุได้ทันทีว่าลอการิทึมมีค่าเท่าใด - มันเท่ากับเลขชี้กำลัง มาแสดงตัวอย่างกัน
ตัวอย่าง.
ค้นหาบันทึก 2 2 −3 และคำนวณลอการิทึมธรรมชาติของ e 5.3 ด้วย
การตัดสินใจ.
คำจำกัดความของลอการิทึมทำให้เราพูดได้ทันทีว่า log 2 2 −3 = −3 อันที่จริง จำนวนที่อยู่ใต้เครื่องหมายของลอการิทึมมีค่าเท่ากับฐาน 2 ยกกำลัง -3
ในทำนองเดียวกัน เราพบลอการิทึมที่สอง: lne 5.3 =5.3
ตอบ:
บันทึก 2 2 −3 = −3 และ lne 5.3 =5.3 .
หากตัวเลข b ภายใต้เครื่องหมายของลอการิทึมไม่ได้รับเป็นกำลังของฐานของลอการิทึม คุณจำเป็นต้องพิจารณาให้ถี่ถ้วนว่าเป็นไปได้หรือไม่ที่จะแสดงตัวเลข b ในรูปแบบ a c . บ่อยครั้งการแสดงนี้ค่อนข้างชัดเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตัวเลขใต้เครื่องหมายลอการิทึมเท่ากับฐานกำลัง 1 หรือ 2 หรือ 3 ...
ตัวอย่าง.
คำนวณลอการิทึม log 5 25 และ .
การตัดสินใจ.
ง่ายที่จะเห็นว่า 25=5 2 ช่วยให้คุณคำนวณลอการิทึมแรกได้: log 5 25=log 5 5 2 =2
เราดำเนินการคำนวณลอการิทึมที่สอง ตัวเลขสามารถแสดงเป็นเลขยกกำลัง 7: (ดูว่าจำเป็นหรือไม่) เพราะฉะนั้น,
.
ลองเขียนลอการิทึมที่สามในรูปแบบต่อไปนี้ ตอนนี้คุณจะเห็นแล้วว่า ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่า
. ดังนั้น โดยนิยามของลอการิทึม
.
โดยย่อ วิธีแก้ปัญหาสามารถเขียนได้ดังนี้:
ตอบ:
บันทึก 5 25=2 และ .
เมื่อจำนวนธรรมชาติที่มากพออยู่ภายใต้เครื่องหมายของลอการิทึม มันก็ไม่เสียหายที่จะแยกออกเป็นปัจจัยเฉพาะ มักจะช่วยในการแสดงตัวเลขเช่นกำลังของฐานของลอการิทึม ดังนั้น การคำนวณลอการิทึมนี้ตามคำจำกัดความ
ตัวอย่าง.
หาค่าของลอการิทึม
การตัดสินใจ.
คุณสมบัติบางอย่างของลอการิทึมช่วยให้คุณระบุค่าของลอการิทึมได้ทันที คุณสมบัติเหล่านี้รวมถึงคุณสมบัติของลอการิทึมของหนึ่งและคุณสมบัติของลอการิทึมของตัวเลขเท่ากับฐาน: log 1 1=log a a 0 =0 และ log a=log a 1 =1 นั่นคือ เมื่อเลข 1 หรือตัวเลข a อยู่ใต้เครื่องหมายของลอการิทึม เท่ากับฐานของลอการิทึม ในกรณีนี้ ลอการิทึมจะเป็น 0 และ 1 ตามลำดับ
ตัวอย่าง.
ลอการิทึมและ lg10 คืออะไร?
การตัดสินใจ.
เนื่องจาก มันตามมาจากนิยามของลอการิทึม .
ในตัวอย่างที่สอง หมายเลข 10 ใต้เครื่องหมายของลอการิทึมตรงกับฐาน ดังนั้นลอการิทึมทศนิยมของสิบจึงเท่ากับหนึ่ง นั่นคือ lg10=lg10 1 =1
ตอบ:
และ lg10=1 .
โปรดทราบว่าลอการิทึมการคำนวณตามคำจำกัดความ (ที่เรากล่าวถึงในย่อหน้าก่อนหน้า) หมายถึงการใช้บันทึกความเท่าเทียมกัน a p =p ซึ่งเป็นหนึ่งในคุณสมบัติของลอการิทึม
ในทางปฏิบัติ เมื่อจำนวนที่อยู่ใต้เครื่องหมายของลอการิทึมและฐานของลอการิทึมแสดงเป็นกำลังของจำนวนหนึ่งได้ง่าย จะสะดวกมากที่จะใช้สูตร ซึ่งสอดคล้องกับหนึ่งในคุณสมบัติของลอการิทึม ลองพิจารณาตัวอย่างการหาลอการิทึมที่แสดงการใช้สูตรนี้
ตัวอย่าง.
คำนวณลอการิทึมของ
การตัดสินใจ.
ตอบ:
.
คุณสมบัติของลอการิทึมที่ไม่ได้กล่าวถึงข้างต้นยังใช้ในการคำนวณ แต่เราจะพูดถึงสิ่งนี้ในย่อหน้าต่อไปนี้
การหาลอการิทึมในรูปของลอการิทึมอื่นๆ
ข้อมูลในย่อหน้านี้ยังคงเป็นหัวข้อของการใช้คุณสมบัติของลอการิทึมในการคำนวณ แต่ที่นี่ ความแตกต่างที่สำคัญคือคุณสมบัติของลอการิทึมถูกใช้เพื่อแสดงลอการิทึมดั้งเดิมในแง่ของลอการิทึมอื่นซึ่งเป็นค่าที่ทราบ ลองมาดูตัวอย่างเพื่อความกระจ่าง สมมุติว่าเรารู้ log 2 3≈1.584963 จากนั้นเราสามารถหา log 2 6 ได้โดยทำการแปลงเล็กน้อยโดยใช้คุณสมบัติของลอการิทึม: บันทึก 2 6=บันทึก 2 (2 3)=บันทึก 2 2+บันทึก 2 3≈ 1+1,584963=2,584963 .
ในตัวอย่างข้างต้น ก็เพียงพอแล้วที่เราจะใช้คุณสมบัติของลอการิทึมของผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งที่คุณต้องใช้คลังแสงที่กว้างขึ้นของคุณสมบัติของลอการิทึม เพื่อคำนวณลอการิทึมดั้งเดิมในแง่ของค่าที่กำหนด
ตัวอย่าง.
คำนวณลอการิทึมของ 27 ถึงฐาน 60 ถ้าทราบว่า log 60 2=a และ log 60 5=b
การตัดสินใจ.
เลยต้องหา log 60 27 ง่ายที่จะเห็นว่า 27=3 3 และลอการิทึมเดิม เนื่องจากคุณสมบัติของลอการิทึมของดีกรี สามารถเขียนใหม่เป็น 3·log 60 3
ตอนนี้เรามาดูกันว่า log 60 3 สามารถแสดงในรูปของลอการิทึมที่รู้จักได้อย่างไร คุณสมบัติของลอการิทึมของตัวเลขเท่ากับฐานทำให้คุณสามารถเขียนบันทึกความเท่าเทียมกันได้ 60 60=1 . ในทางกลับกัน บันทึก 60 60=log60(2 2 3 5)= บันทึก 60 2 2 +บันทึก 60 3+บันทึก 60 5= 2 บันทึก 60 2+บันทึก 60 3+บันทึก 60 5 ดังนั้น, 2 บันทึก 60 2+บันทึก 60 3+บันทึก 60 5=1. เพราะฉะนั้น, บันทึก 60 3=1−2 บันทึก 60 2−log 60 5=1−2 a−b.
สุดท้าย เราคำนวณลอการิทึมเดิม: log 60 27=3 log 60 3= 3 (1−2 a−b)=3−6 a−3 b.
ตอบ:
บันทึก 60 27=3 (1−2 a−b)=3−6 a−3 b.
แยกกัน ควรกล่าวถึงความหมายของสูตรสำหรับการเปลี่ยนเป็นฐานใหม่ของลอการิทึมของแบบฟอร์ม ช่วยให้คุณสามารถย้ายจากลอการิทึมที่มีฐานใดก็ได้ไปยังลอการิทึมที่มีฐานเฉพาะซึ่งเป็นค่าที่ทราบหรือสามารถหาได้ โดยปกติจากลอการิทึมดั้งเดิมตามสูตรการเปลี่ยนแปลงพวกเขาจะเปลี่ยนเป็นลอการิทึมในฐานใดฐานหนึ่ง 2, e หรือ 10 เนื่องจากสำหรับฐานเหล่านี้มีตารางลอการิทึมที่อนุญาตให้คำนวณค่าของพวกเขาในระดับหนึ่ง ของความถูกต้อง ในส่วนถัดไปเราจะแสดงวิธีการดำเนินการนี้
ตารางลอการิทึมการใช้งาน
สำหรับการคำนวณค่าลอการิทึมโดยประมาณคุณสามารถใช้ ตารางลอการิทึม. ตารางที่ใช้บ่อยที่สุดคือตารางลอการิทึมฐาน 2 ตารางลอการิทึมธรรมชาติ และตารางลอการิทึมทศนิยม เมื่อทำงานในระบบเลขฐานสิบ จะสะดวกที่จะใช้ตารางลอการิทึมเป็นฐานสิบ ด้วยความช่วยเหลือของมัน เราจะเรียนรู้การหาค่าของลอการิทึม
ตารางที่นำเสนอช่วยให้ค้นหาค่าลอการิทึมทศนิยมของตัวเลขได้ตั้งแต่ 1.000 ถึง 9.999 (มีทศนิยมสามตำแหน่ง) ด้วยความแม่นยำถึงหนึ่งหมื่น เราจะวิเคราะห์หลักการหาค่าลอการิทึมโดยใช้ตารางลอการิทึมทศนิยมโดยใช้ตัวอย่างเฉพาะ - ชัดเจนยิ่งขึ้น มาหา lg1,256 กัน
ในคอลัมน์ด้านซ้ายของตารางลอการิทึมทศนิยม เราพบสองหลักแรกของตัวเลข 1.256 นั่นคือ เราพบ 1.2 (ตัวเลขนี้อยู่ในวงกลมสีน้ำเงินเพื่อความชัดเจน) หลักที่สามของตัวเลข 1.256 (หมายเลข 5) จะอยู่ในบรรทัดแรกหรือสุดท้ายทางด้านซ้ายของเส้นคู่ (ตัวเลขนี้ในวงกลมสีแดง) หลักที่สี่ของหมายเลขเดิม 1.256 (หมายเลข 6) จะอยู่ในบรรทัดแรกหรือบรรทัดสุดท้ายทางด้านขวาของบรรทัดคู่ (หมายเลขนี้ในวงกลมสีเขียว) ตอนนี้เราพบตัวเลขในเซลล์ของตารางลอการิทึมที่จุดตัดของแถวที่ทำเครื่องหมายและคอลัมน์ที่ทำเครื่องหมายไว้ (ตัวเลขเหล่านี้ถูกเน้นด้วยสีส้ม) ผลรวมของตัวเลขที่ทำเครื่องหมายไว้ทำให้ค่าที่ต้องการของลอการิทึมทศนิยมเพิ่มขึ้นเป็นทศนิยมที่สี่นั่นคือ log1.236≈0.0969+0.0021=0.0990.
เป็นไปได้ไหมโดยใช้ตารางด้านบนเพื่อค้นหาค่าของลอการิทึมทศนิยมของตัวเลขที่มีจุดทศนิยมมากกว่าสามหลักและยังเกินขีดจำกัดตั้งแต่ 1 ถึง 9.999 ใช่คุณสามารถ. มาแสดงวิธีการทำกับตัวอย่าง
มาคำนวณกัน lg102.76332 ก่อนอื่นคุณต้องเขียน ตัวเลขในรูปแบบมาตรฐาน: 102.76332=1.0276332 10 2 . หลังจากนั้น ตั๊กแตนตำข้าวก็ควรปัดขึ้นเป็นทศนิยมตำแหน่งที่สาม เรามี 1.0276332 10 2 ≈1.028 10 2ในขณะที่ลอการิทึมทศนิยมเดิมมีค่าเท่ากับลอการิทึมของจำนวนผลลัพธ์โดยประมาณ นั่นคือเราใช้ lg102.76332≈lg1.028·10 2 ตอนนี้ใช้คุณสมบัติของลอการิทึม: lg1.028 10 2 =lg1.028+lg10 2 =lg1.028+2. สุดท้าย เราพบค่าของลอการิทึม lg1.028 ตามตารางลอการิทึมทศนิยม lg1.028≈0.0086+0.0034=0.012 เป็นผลให้กระบวนการทั้งหมดของการคำนวณลอการิทึมมีลักษณะดังนี้: lg102.76332=lg1.0276332 10 2 ≈lg1.028 10 2 = lg1.028+lg10 2 =lg1.028+2≈0.012+2=2.012.
โดยสรุป เป็นที่น่าสังเกตว่าการใช้ตารางลอการิทึมทศนิยม คุณสามารถคำนวณค่าประมาณของลอการิทึมใดๆ ได้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ก็เพียงพอที่จะใช้สูตรการเปลี่ยนแปลงเพื่อไปที่ลอการิทึมทศนิยม ค้นหาค่าในตาราง และทำการคำนวณที่เหลือ
ตัวอย่างเช่น ลองคำนวณ log 2 3 จากสูตรการเปลี่ยนไปใช้ฐานใหม่ของลอการิทึม เราได้ . จากตารางลอการิทึมทศนิยม เราพบ lg3≈0.4771 และ lg2≈0.3010 ดังนั้น, .
บรรณานุกรม.
- Kolmogorov A.N. , Abramov A.M. , Dudnitsyn Yu.P. และอื่นๆ พีชคณิตและจุดเริ่มต้นของการวิเคราะห์: หนังสือเรียนสำหรับเกรด 10-11 ของสถาบันการศึกษาทั่วไป
- Gusev V.A. , Mordkovich A.G. คณิตศาสตร์ (คู่มือสำหรับผู้สมัครเข้าโรงเรียนเทคนิค)
คุณสมบัติพื้นฐาน.
- logax + logay = บันทึก(x y);
- logax − logay = บันทึก (x: y)
เหตุเดียวกัน
บันทึก6 4 + บันทึก6 9
ตอนนี้ขอทำให้งานซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย
ตัวอย่างของการแก้ลอการิทึม
เกิดอะไรขึ้นถ้ามีดีกรีอยู่ในฐานหรืออาร์กิวเมนต์ของลอการิทึม? จากนั้นเลขชี้กำลังของดีกรีนี้สามารถนำออกจากเครื่องหมายของลอการิทึมตามกฎต่อไปนี้:
แน่นอน กฎทั้งหมดนี้สมเหตุสมผลหากสังเกตลอการิทึม ODZ: a > 0, a ≠ 1, x >
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์:
การเปลี่ยนผ่านสู่รากฐานใหม่
ให้ลอการิทึมล็อกแซ์ จากนั้นสำหรับจำนวน c ใดๆ ที่ c > 0 และ c ≠ 1 ความเท่าเทียมกันจะเป็นจริง:
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์:
ดูสิ่งนี้ด้วย:
คุณสมบัติพื้นฐานของลอการิทึม
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
เลขชี้กำลังคือ 2.718281828…. ในการจำเลขชี้กำลัง คุณสามารถศึกษากฎ: เลขชี้กำลังคือ 2.7 และเป็นสองเท่าของปีเกิดของลีโอ ตอลสตอย
คุณสมบัติพื้นฐานของลอการิทึม
เมื่อรู้กฎนี้ คุณจะรู้ทั้งค่าที่แน่นอนของเลขชี้กำลังและวันเกิดของลีโอ ตอลสตอย
ตัวอย่างลอการิทึม
หาลอการิทึมของนิพจน์
ตัวอย่างที่ 1
ก) x=10ac^2 (a>0, c>0).
โดยคุณสมบัติ 3,5 เราคำนวณ
2.
3.
ตัวอย่างที่ 2 ค้นหา x if
ตัวอย่างที่ 3 ให้ค่าของลอการิทึมถูกกำหนด
คำนวณ log(x) if
คุณสมบัติพื้นฐานของลอการิทึม
ลอการิทึมก็เหมือนกับตัวเลขอื่นๆ ที่สามารถเพิ่ม ลบ และแปลงได้ในทุกวิถีทาง แต่เนื่องจากลอการิทึมไม่ใช่ตัวเลขธรรมดา จึงมีกฎเรียกว่า คุณสมบัติพื้นฐาน.
ต้องรู้กฎเหล่านี้ - ปัญหาลอการิทึมที่ร้ายแรงไม่สามารถแก้ไขได้หากไม่มีกฎเหล่านี้ นอกจากนี้ยังมีน้อยมาก - ทุกอย่างสามารถเรียนรู้ได้ในหนึ่งวัน มาเริ่มกันเลยดีกว่า
การบวกและการลบของลอการิทึม
พิจารณาลอการิทึมสองตัวที่มีฐานเดียวกัน: logax และ logay จากนั้นคุณสามารถเพิ่มและลบและ:
- logax + logay = บันทึก(x y);
- logax − logay = บันทึก (x: y)
ดังนั้น ผลรวมของลอการิทึมจะเท่ากับลอการิทึมของผลิตภัณฑ์ และผลต่างคือลอการิทึมของผลหาร โปรดทราบ: ประเด็นสำคัญที่นี่คือ - เหตุเดียวกัน. หากฐานต่างกัน กฎเหล่านี้ใช้ไม่ได้ผล!
สูตรเหล่านี้จะช่วยคำนวณนิพจน์ลอการิทึมแม้ว่าจะไม่ได้พิจารณาแต่ละส่วนก็ตาม (ดูบทเรียน "ลอการิทึมคืออะไร") ลองดูตัวอย่างและดู:
เนื่องจากฐานของลอการิทึมเท่ากัน เราใช้สูตรผลรวม:
log6 4 + log6 9 = log6 (4 9) = log6 36 = 2
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log2 48 − log2 3
ฐานเหมือนกัน เราใช้สูตรความแตกต่าง:
log2 48 − log2 3 = log2 (48: 3) = log2 16 = 4
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log3 135 − log3 5.
อีกครั้ง ฐานเหมือนกัน ดังนั้นเราจึงมี:
log3 135 − log3 5 = log3 (135: 5) = log3 27 = 3
อย่างที่คุณเห็น นิพจน์ดั้งเดิมประกอบด้วยลอการิทึม "ไม่ดี" ซึ่งไม่พิจารณาแยกกัน แต่หลังจากการแปลง ตัวเลขค่อนข้างปกติปรากฎ การทดสอบจำนวนมากขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงนี้ ใช่ การควบคุม - การแสดงออกที่คล้ายคลึงกันในทุกเรื่องที่จริงจัง (บางครั้ง - โดยแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลง) มีให้ในการสอบ
การลบเลขชี้กำลังออกจากลอการิทึม
เป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่ากฎข้อสุดท้ายเป็นไปตามสองข้อแรก แต่ก็ควรจำไว้ดีกว่า - ในบางกรณีจะลดปริมาณการคำนวณลงอย่างมาก
แน่นอน กฎทั้งหมดนี้สมเหตุสมผลหากสังเกตลอการิทึม ODZ: a > 0, a ≠ 1, x > 0 และอีกสิ่งหนึ่ง: เรียนรู้การใช้สูตรทั้งหมดไม่เพียงแต่จากซ้ายไปขวา แต่ในทางกลับกัน เช่น คุณสามารถป้อนตัวเลขก่อนเครื่องหมายของลอการิทึมลงในตัวลอการิทึมได้ นี่คือสิ่งที่จำเป็นที่สุด
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log7 496
กำจัดดีกรีในอาร์กิวเมนต์ตามสูตรแรก:
log7 496 = 6 log7 49 = 6 2 = 12
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์:
โปรดทราบว่าตัวส่วนคือลอการิทึมที่ฐานและอาร์กิวเมนต์เป็นยกกำลังที่แน่นอน: 16 = 24; 49 = 72 เรามี:
ฉันคิดว่าตัวอย่างสุดท้ายต้องการคำชี้แจง ลอการิทึมหายไปไหน? จนถึงวินาทีสุดท้าย เราทำงานกับตัวส่วนเท่านั้น
สูตรลอการิทึม ลอการิทึมเป็นตัวอย่างของการแก้ปัญหา
พวกเขานำเสนอฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมที่ยืนอยู่ในรูปองศาและนำตัวชี้วัดออกมา - พวกเขาได้เศษส่วน "สามชั้น"
ทีนี้มาดูเศษส่วนหลักกัน ตัวเศษและตัวส่วนมีตัวเลขเหมือนกัน: log2 7. เนื่องจาก log2 7 ≠ 0 เราสามารถลดเศษส่วนได้ - 2/4 จะยังคงอยู่ในตัวส่วน ตามกฎเลขคณิต สามารถโอนทั้งสี่ไปที่ตัวเศษซึ่งทำเสร็จแล้ว ผลลัพธ์คือคำตอบ: 2.
การเปลี่ยนผ่านสู่รากฐานใหม่
เมื่อพูดถึงกฎสำหรับการบวกและการลบลอการิทึม ฉันเน้นเป็นพิเศษว่าพวกมันใช้ได้เฉพาะกับฐานเดียวกันเท่านั้น เกิดอะไรขึ้นถ้าฐานแตกต่างกัน? เกิดอะไรขึ้นถ้าพวกมันไม่ใช่กำลังที่แน่นอนของจำนวนเดียวกัน
สูตรสำหรับการเปลี่ยนไปใช้ฐานใหม่ได้รับการช่วยเหลือ เราสร้างพวกมันในรูปแบบของทฤษฎีบท:
ให้ลอการิทึมล็อกแซ์ จากนั้นสำหรับจำนวน c ใดๆ ที่ c > 0 และ c ≠ 1 ความเท่าเทียมกันจะเป็นจริง:
โดยเฉพาะถ้าเราใส่ c = x เราจะได้:
จากสูตรที่สองที่ฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมสามารถสับเปลี่ยนกันได้ แต่นิพจน์ทั้งหมด "ถูกพลิก" กล่าวคือ ลอการิทึมอยู่ในตัวส่วน
สูตรเหล่านี้ไม่ค่อยพบในนิพจน์ตัวเลขทั่วไป เป็นไปได้ที่จะประเมินว่าสะดวกเพียงใดเมื่อแก้สมการลอการิทึมและอสมการ
อย่างไรก็ตาม มีงานบางอย่างที่ไม่สามารถแก้ไขได้เลย ยกเว้นการย้ายฐานรากใหม่ ลองพิจารณาสองสามสิ่งเหล่านี้:
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log5 16 log2 25
โปรดทราบว่าอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมทั้งสองเป็นเลขชี้กำลังที่ถูกต้อง มาดูตัวชี้วัดกัน: log5 16 = log5 24 = 4log5 2; log2 25 = log2 52 = 2log2 5;
ทีนี้ลองพลิกลอการิทึมที่สอง:
เนื่องจากผลคูณไม่เปลี่ยนจากการเรียงสับเปลี่ยนของตัวประกอบ เราจึงคูณสี่กับสองอย่างใจเย็น แล้วหาลอการิทึมออกมา
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log9 100 lg 3
ฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมแรกเป็นกำลังที่แน่นอน มาเขียนมันและกำจัดตัวชี้วัด:
ตอนนี้ กำจัดลอการิทึมทศนิยมโดยย้ายไปยังฐานใหม่:
เอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐาน
บ่อยครั้งในกระบวนการแก้ปัญหา จำเป็นต้องแสดงตัวเลขเป็นลอการิทึมของฐานที่กำหนด ในกรณีนี้ สูตรจะช่วยเรา:
ในกรณีแรก จำนวน n จะกลายเป็นเลขชี้กำลังในอาร์กิวเมนต์ จำนวน n สามารถเป็นอะไรก็ได้ เพราะมันเป็นเพียงค่าของลอการิทึม
สูตรที่สองเป็นจริงคำจำกัดความถอดความ เรียกว่าดังนี้
อันที่จริง จะเกิดอะไรขึ้นถ้าจำนวน b ถูกยกขึ้นในระดับที่หมายเลข b ในระดับนี้ให้จำนวน a? ใช่แล้ว: นี่คือตัวเลข a เดียวกัน อ่านย่อหน้านี้อย่างระมัดระวังอีกครั้ง - หลายคน "แขวน" ไว้
เช่นเดียวกับสูตรการแปลงฐานใหม่ บางครั้งเอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐานเป็นเพียงวิธีแก้ปัญหาเดียวที่เป็นไปได้
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์:
โปรดทราบว่า log25 64 = log5 8 - เพิ่งดึงกำลังสองออกจากฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึม จากกฎของการคูณกำลังด้วยฐานเดียวกัน เราได้:
หากไม่มีใครรู้จัก นี่เป็นงานจริงจากการสอบ Unified State 🙂
หน่วยลอการิทึมและศูนย์ลอการิทึม
โดยสรุป ฉันจะให้ข้อมูลประจำตัวสองประการที่เรียกคุณสมบัติได้ยาก - แต่สิ่งเหล่านี้เป็นผลสืบเนื่องมาจากคำจำกัดความของลอการิทึม พวกเขามักพบปัญหาและสร้างความประหลาดใจให้กับนักเรียนที่ "ขั้นสูง" อย่างน่าประหลาดใจ
- logaa = 1 คือ จำไว้เสมอว่า: ลอการิทึมของฐานใดๆ a จากตัวฐานนั้นเองมีค่าเท่ากับหนึ่ง
- ล็อก 1 = 0 คือ ฐาน a สามารถเป็นอะไรก็ได้ แต่ถ้าอาร์กิวเมนต์เป็นหนึ่ง ลอการิทึมจะเป็นศูนย์! เนื่องจาก a0 = 1 เป็นผลโดยตรงจากคำจำกัดความ
นั่นคือคุณสมบัติทั้งหมด อย่าลืมฝึกฝนนำไปปฏิบัติ! ดาวน์โหลดเอกสารสรุปตอนต้นบทเรียน พิมพ์ออกมา และแก้ไขปัญหา
ดูสิ่งนี้ด้วย:
ลอการิทึมของจำนวน b ถึงฐาน a หมายถึงนิพจน์ การคำนวณลอการิทึมหมายถึงการหากำลัง x () ซึ่งความเท่าเทียมกันเป็นจริง
คุณสมบัติพื้นฐานของลอการิทึม
ต้องทราบคุณสมบัติข้างต้นเนื่องจากปัญหาและตัวอย่างเกือบทั้งหมดได้รับการแก้ไขตามลอการิทึม คุณสมบัติแปลกใหม่ที่เหลือสามารถหาได้จากการคำนวณทางคณิตศาสตร์ด้วยสูตรเหล่านี้
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
เมื่อคำนวณสูตรสำหรับผลรวมและส่วนต่างของลอการิทึม (3.4) มักพบบ่อย ส่วนที่เหลือค่อนข้างซับซ้อน แต่ในงานจำนวนหนึ่ง สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับการลดความซับซ้อนของนิพจน์ที่ซับซ้อนและการคำนวณค่าของงาน
กรณีทั่วไปของลอการิทึม
ลอการิทึมทั่วไปบางตัวเป็นลอการิทึมที่ฐานเป็นสิบ เลขชี้กำลังหรือดิวซ์
ลอการิทึมฐานสิบมักจะเรียกว่าลอการิทึมฐานสิบและเขียนแทนด้วย lg(x)
จะเห็นได้จากบันทึกว่าพื้นฐานไม่ได้เขียนไว้ในบันทึก ตัวอย่างเช่น
ลอการิทึมธรรมชาติคือลอการิทึมที่มีฐานเป็นเลขชี้กำลัง (แสดงเป็น ln(x))
เลขชี้กำลังคือ 2.718281828…. ในการจำเลขชี้กำลัง คุณสามารถศึกษากฎ: เลขชี้กำลังคือ 2.7 และเป็นสองเท่าของปีเกิดของลีโอ ตอลสตอย เมื่อรู้กฎนี้ คุณจะรู้ทั้งค่าที่แน่นอนของเลขชี้กำลังและวันเกิดของลีโอ ตอลสตอย
และลอการิทึมฐานสองที่สำคัญอีกอันหนึ่งคือ
อนุพันธ์ของลอการิทึมของฟังก์ชันเท่ากับหนึ่งหารด้วยตัวแปร
ลอการิทึมอินทิกรัลหรือแอนติเดริเวทีฟถูกกำหนดโดยการพึ่งพา
เนื้อหาข้างต้นเพียงพอสำหรับคุณในการแก้ปัญหาหลายประเภทที่เกี่ยวข้องกับลอการิทึมและลอการิทึม เพื่อให้ซึมซับเนื้อหา ฉันจะยกตัวอย่างเพียงไม่กี่ตัวอย่างจากหลักสูตรของโรงเรียนและมหาวิทยาลัยเท่านั้น
ตัวอย่างลอการิทึม
หาลอการิทึมของนิพจน์
ตัวอย่างที่ 1
ก) x=10ac^2 (a>0, c>0).
โดยคุณสมบัติ 3,5 เราคำนวณ
2.
โดยคุณสมบัติผลต่างของลอการิทึม เรามี
3.
การใช้คุณสมบัติ 3.5 เราพบว่า
นิพจน์ที่ดูเหมือนซับซ้อนโดยใช้ชุดของกฎจะลดความซับซ้อนลงในรูปแบบ
การหาค่าลอการิทึม
ตัวอย่างที่ 2 ค้นหา x if
การตัดสินใจ. สำหรับการคำนวณ เราใช้คุณสมบัติ 5 และ 13 จนถึงเทอมสุดท้าย
ทดแทนในบันทึกและไว้ทุกข์
เนื่องจากฐานเท่ากัน เราจึงจัดนิพจน์
ลอการิทึม ระดับแรก.
ให้ค่าของลอการิทึมถูกกำหนด
คำนวณ log(x) if
วิธีแก้ไข: นำลอการิทึมของตัวแปรมาเขียนลอการิทึมผ่านผลรวมของเทอม
นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของความคุ้นเคยกับลอการิทึมและคุณสมบัติของลอการิทึม ฝึกฝนการคำนวณ เพิ่มพูนทักษะการปฏิบัติของคุณ - คุณจะต้องใช้ความรู้ที่ได้รับเพื่อแก้สมการลอการิทึมในไม่ช้า เมื่อศึกษาวิธีการพื้นฐานในการแก้สมการดังกล่าวแล้ว เราจะขยายความรู้ของคุณสำหรับหัวข้อที่สำคัญไม่แพ้กันอีกหัวข้อหนึ่ง - ความไม่เท่าเทียมกันลอการิทึม ...
คุณสมบัติพื้นฐานของลอการิทึม
ลอการิทึมก็เหมือนกับตัวเลขอื่นๆ ที่สามารถเพิ่ม ลบ และแปลงได้ในทุกวิถีทาง แต่เนื่องจากลอการิทึมไม่ใช่ตัวเลขธรรมดา จึงมีกฎเรียกว่า คุณสมบัติพื้นฐาน.
ต้องรู้กฎเหล่านี้ - ปัญหาลอการิทึมที่ร้ายแรงไม่สามารถแก้ไขได้หากไม่มีกฎเหล่านี้ นอกจากนี้ยังมีน้อยมาก - ทุกอย่างสามารถเรียนรู้ได้ในหนึ่งวัน มาเริ่มกันเลยดีกว่า
การบวกและการลบของลอการิทึม
พิจารณาลอการิทึมสองตัวที่มีฐานเดียวกัน: logax และ logay จากนั้นคุณสามารถเพิ่มและลบและ:
- logax + logay = บันทึก(x y);
- logax − logay = บันทึก (x: y)
ดังนั้น ผลรวมของลอการิทึมจะเท่ากับลอการิทึมของผลิตภัณฑ์ และผลต่างคือลอการิทึมของผลหาร โปรดทราบ: ประเด็นสำคัญที่นี่คือ - เหตุเดียวกัน. หากฐานต่างกัน กฎเหล่านี้ใช้ไม่ได้ผล!
สูตรเหล่านี้จะช่วยคำนวณนิพจน์ลอการิทึมแม้ว่าจะไม่ได้พิจารณาแต่ละส่วนก็ตาม (ดูบทเรียน "ลอการิทึมคืออะไร") ลองดูตัวอย่างและดู:
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log6 4 + log6 9
เนื่องจากฐานของลอการิทึมเท่ากัน เราใช้สูตรผลรวม:
log6 4 + log6 9 = log6 (4 9) = log6 36 = 2
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log2 48 − log2 3
ฐานเหมือนกัน เราใช้สูตรความแตกต่าง:
log2 48 − log2 3 = log2 (48: 3) = log2 16 = 4
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log3 135 − log3 5.
อีกครั้ง ฐานเหมือนกัน ดังนั้นเราจึงมี:
log3 135 − log3 5 = log3 (135: 5) = log3 27 = 3
อย่างที่คุณเห็น นิพจน์ดั้งเดิมประกอบด้วยลอการิทึม "ไม่ดี" ซึ่งไม่พิจารณาแยกกัน แต่หลังจากการแปลง ตัวเลขค่อนข้างปกติปรากฎ การทดสอบจำนวนมากขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงนี้ ใช่ การควบคุม - การแสดงออกที่คล้ายคลึงกันในทุกเรื่องที่จริงจัง (บางครั้ง - โดยแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลง) มีให้ในการสอบ
การลบเลขชี้กำลังออกจากลอการิทึม
ตอนนี้ขอทำให้งานซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย เกิดอะไรขึ้นถ้ามีดีกรีอยู่ในฐานหรืออาร์กิวเมนต์ของลอการิทึม? จากนั้นเลขชี้กำลังของดีกรีนี้สามารถนำออกจากเครื่องหมายของลอการิทึมตามกฎต่อไปนี้:
เป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่ากฎข้อสุดท้ายเป็นไปตามสองข้อแรก แต่ก็ควรจำไว้ดีกว่า - ในบางกรณีจะลดปริมาณการคำนวณลงอย่างมาก
แน่นอน กฎทั้งหมดนี้สมเหตุสมผลหากสังเกตลอการิทึม ODZ: a > 0, a ≠ 1, x > 0 และอีกสิ่งหนึ่ง: เรียนรู้การใช้สูตรทั้งหมดไม่เพียงแต่จากซ้ายไปขวา แต่ในทางกลับกัน เช่น คุณสามารถป้อนตัวเลขก่อนเครื่องหมายของลอการิทึมลงในตัวลอการิทึมได้
วิธีแก้ลอการิทึม
นี่คือสิ่งที่จำเป็นที่สุด
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log7 496
กำจัดดีกรีในอาร์กิวเมนต์ตามสูตรแรก:
log7 496 = 6 log7 49 = 6 2 = 12
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์:
โปรดทราบว่าตัวส่วนคือลอการิทึมที่ฐานและอาร์กิวเมนต์เป็นยกกำลังที่แน่นอน: 16 = 24; 49 = 72 เรามี:
ฉันคิดว่าตัวอย่างสุดท้ายต้องการคำชี้แจง ลอการิทึมหายไปไหน? จนถึงวินาทีสุดท้าย เราทำงานกับตัวส่วนเท่านั้น พวกเขานำเสนอฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมที่ยืนอยู่ในรูปองศาและนำตัวชี้วัดออกมา - พวกเขาได้เศษส่วน "สามชั้น"
ทีนี้มาดูเศษส่วนหลักกัน ตัวเศษและตัวส่วนมีตัวเลขเหมือนกัน: log2 7. เนื่องจาก log2 7 ≠ 0 เราสามารถลดเศษส่วนได้ - 2/4 จะยังคงอยู่ในตัวส่วน ตามกฎเลขคณิต สามารถโอนทั้งสี่ไปที่ตัวเศษซึ่งทำเสร็จแล้ว ผลลัพธ์คือคำตอบ: 2.
การเปลี่ยนผ่านสู่รากฐานใหม่
เมื่อพูดถึงกฎสำหรับการบวกและการลบลอการิทึม ฉันเน้นเป็นพิเศษว่าพวกมันใช้ได้เฉพาะกับฐานเดียวกันเท่านั้น เกิดอะไรขึ้นถ้าฐานแตกต่างกัน? เกิดอะไรขึ้นถ้าพวกมันไม่ใช่กำลังที่แน่นอนของจำนวนเดียวกัน
สูตรสำหรับการเปลี่ยนไปใช้ฐานใหม่ได้รับการช่วยเหลือ เราสร้างพวกมันในรูปแบบของทฤษฎีบท:
ให้ลอการิทึมล็อกแซ์ จากนั้นสำหรับจำนวน c ใดๆ ที่ c > 0 และ c ≠ 1 ความเท่าเทียมกันจะเป็นจริง:
โดยเฉพาะถ้าเราใส่ c = x เราจะได้:
จากสูตรที่สองที่ฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมสามารถสับเปลี่ยนกันได้ แต่นิพจน์ทั้งหมด "ถูกพลิก" กล่าวคือ ลอการิทึมอยู่ในตัวส่วน
สูตรเหล่านี้ไม่ค่อยพบในนิพจน์ตัวเลขทั่วไป เป็นไปได้ที่จะประเมินว่าสะดวกเพียงใดเมื่อแก้สมการลอการิทึมและอสมการ
อย่างไรก็ตาม มีงานบางอย่างที่ไม่สามารถแก้ไขได้เลย ยกเว้นการย้ายฐานรากใหม่ ลองพิจารณาสองสามสิ่งเหล่านี้:
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log5 16 log2 25
โปรดทราบว่าอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมทั้งสองเป็นเลขชี้กำลังที่ถูกต้อง มาดูตัวชี้วัดกัน: log5 16 = log5 24 = 4log5 2; log2 25 = log2 52 = 2log2 5;
ทีนี้ลองพลิกลอการิทึมที่สอง:
เนื่องจากผลคูณไม่เปลี่ยนจากการเรียงสับเปลี่ยนของตัวประกอบ เราจึงคูณสี่กับสองอย่างใจเย็น แล้วหาลอการิทึมออกมา
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log9 100 lg 3
ฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมแรกเป็นกำลังที่แน่นอน มาเขียนมันและกำจัดตัวชี้วัด:
ตอนนี้ กำจัดลอการิทึมทศนิยมโดยย้ายไปยังฐานใหม่:
เอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐาน
บ่อยครั้งในกระบวนการแก้ปัญหา จำเป็นต้องแสดงตัวเลขเป็นลอการิทึมของฐานที่กำหนด ในกรณีนี้ สูตรจะช่วยเรา:
ในกรณีแรก จำนวน n จะกลายเป็นเลขชี้กำลังในอาร์กิวเมนต์ จำนวน n สามารถเป็นอะไรก็ได้ เพราะมันเป็นเพียงค่าของลอการิทึม
สูตรที่สองเป็นจริงคำจำกัดความถอดความ เรียกว่าดังนี้
อันที่จริง จะเกิดอะไรขึ้นถ้าจำนวน b ถูกยกขึ้นในระดับที่หมายเลข b ในระดับนี้ให้จำนวน a? ใช่แล้ว: นี่คือตัวเลข a เดียวกัน อ่านย่อหน้านี้อย่างระมัดระวังอีกครั้ง - หลายคน "แขวน" ไว้
เช่นเดียวกับสูตรการแปลงฐานใหม่ บางครั้งเอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐานเป็นเพียงวิธีแก้ปัญหาเดียวที่เป็นไปได้
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์:
โปรดทราบว่า log25 64 = log5 8 - เพิ่งดึงกำลังสองออกจากฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึม จากกฎของการคูณกำลังด้วยฐานเดียวกัน เราได้:
หากไม่มีใครรู้จัก นี่เป็นงานจริงจากการสอบ Unified State 🙂
หน่วยลอการิทึมและศูนย์ลอการิทึม
โดยสรุป ฉันจะให้ข้อมูลประจำตัวสองประการที่เรียกคุณสมบัติได้ยาก - แต่สิ่งเหล่านี้เป็นผลสืบเนื่องมาจากคำจำกัดความของลอการิทึม พวกเขามักพบปัญหาและสร้างความประหลาดใจให้กับนักเรียนที่ "ขั้นสูง" อย่างน่าประหลาดใจ
- logaa = 1 คือ จำไว้เสมอว่า: ลอการิทึมของฐานใดๆ a จากตัวฐานนั้นเองมีค่าเท่ากับหนึ่ง
- ล็อก 1 = 0 คือ ฐาน a สามารถเป็นอะไรก็ได้ แต่ถ้าอาร์กิวเมนต์เป็นหนึ่ง ลอการิทึมจะเป็นศูนย์! เนื่องจาก a0 = 1 เป็นผลโดยตรงจากคำจำกัดความ
นั่นคือคุณสมบัติทั้งหมด อย่าลืมฝึกฝนนำไปปฏิบัติ! ดาวน์โหลดเอกสารสรุปตอนต้นบทเรียน พิมพ์ออกมา และแก้ไขปัญหา
ดังที่คุณทราบ เมื่อคูณนิพจน์ด้วยกำลัง เลขชี้กำลังจะรวมกันเสมอ (a b * a c = a b + c) กฎทางคณิตศาสตร์นี้มาจากอาร์คิมิดีส และต่อมาในศตวรรษที่ 8 นักคณิตศาสตร์วิราเซนได้สร้างตารางตัวบ่งชี้จำนวนเต็ม พวกเขาเป็นผู้ค้นพบลอการิทึมเพิ่มเติม ตัวอย่างของการใช้ฟังก์ชันนี้สามารถพบได้เกือบทุกที่ซึ่งจำเป็นต้องทำให้การคูณที่ยุ่งยากซับซ้อนและบวกง่ายขึ้น หากคุณใช้เวลาอ่านบทความนี้ 10 นาที เราจะอธิบายให้คุณทราบว่าลอการิทึมคืออะไรและจะทำงานกับลอการิทึมได้อย่างไร ภาษาที่ง่ายและเข้าถึงได้
คำนิยามในวิชาคณิตศาสตร์
ลอการิทึมคือนิพจน์ของรูปแบบต่อไปนี้: log a b=c นั่นคือลอการิทึมของจำนวนที่ไม่เป็นลบใดๆ (นั่นคือ ค่าบวกใดๆ) "b" ที่มีฐาน "a" ถือเป็นกำลังของ "c" ซึ่งต้องยกฐาน "a" เพื่อที่จะได้รับค่า "b" ในท้ายที่สุด มาวิเคราะห์ลอการิทึมโดยใช้ตัวอย่าง สมมติว่ามีนิพจน์ log 2 8. จะหาคำตอบได้อย่างไร? มันง่ายมาก คุณต้องหาระดับที่ต้องการจาก 2 ถึงระดับที่กำหนด คุณจะได้ 8 เมื่อคำนวณในใจแล้ว เราได้เลข 3! และถูกต้องแล้ว เพราะ 2 ยกกำลัง 3 ให้เลข 8 อยู่ในคำตอบ
ความหลากหลายของลอการิทึม
สำหรับนักเรียนและนักเรียนจำนวนมาก หัวข้อนี้ดูซับซ้อนและเข้าใจยาก แต่ในความเป็นจริง ลอการิทึมไม่ได้น่ากลัวนัก สิ่งสำคัญคือการเข้าใจความหมายทั่วไปและจดจำคุณสมบัติและกฎเกณฑ์บางประการ นิพจน์ลอการิทึมมีสามประเภทที่แตกต่างกัน:
- ลอการิทึมธรรมชาติ ln a โดยที่ฐานคือเลขออยเลอร์ (e = 2.7)
- ทศนิยม a โดยที่ฐานคือ 10
- ลอการิทึมของจำนวนใดๆ b ยกกำลังฐาน a>1
แต่ละข้อได้รับการแก้ไขด้วยวิธีมาตรฐาน รวมถึงการทำให้เข้าใจง่าย การลดลง และการลดลงที่ตามมาเป็นลอการิทึมเดียวโดยใช้ทฤษฎีบทลอการิทึม เพื่อให้ได้ค่าลอการิทึมที่ถูกต้องเราควรจดจำคุณสมบัติและลำดับของการกระทำในการตัดสินใจ
กฎและข้อจำกัดบางประการ
ในวิชาคณิตศาสตร์ มีกฎ-ข้อจำกัดหลายประการที่ยอมรับว่าเป็นสัจพจน์ กล่าวคือ กฎเหล่านี้ไม่ได้อยู่ภายใต้การอภิปรายและเป็นความจริง ตัวอย่างเช่น เป็นไปไม่ได้ที่จะหารตัวเลขด้วยศูนย์ และเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกรากของระดับคู่ออกจากจำนวนลบ ลอการิทึมยังมีกฎของตัวเองอีกด้วย ซึ่งคุณสามารถเรียนรู้วิธีทำงานแม้ในนิพจน์ลอการิทึมที่ยาวและกว้างขวาง:
- ฐาน "a" ต้องมากกว่าศูนย์เสมอ และในเวลาเดียวกันต้องไม่เท่ากับ 1 มิฉะนั้น นิพจน์จะสูญเสียความหมายไป เนื่องจาก "1" และ "0" ในระดับใดๆ จะเท่ากับค่าของพวกเขาเสมอ
- ถ้า a > 0 แล้ว a b > 0 ปรากฎว่า "c" ต้องมากกว่าศูนย์
จะแก้ลอการิทึมได้อย่างไร?
ตัวอย่างเช่น เมื่อมอบหมายงานเพื่อค้นหาคำตอบของสมการ 10 x \u003d 100 มันง่ายมาก คุณต้องเลือกพลังดังกล่าวโดยเพิ่มจำนวนสิบที่เราได้ 100 แน่นอน นี่คือ 10 2 \u003d 100.
ทีนี้ มาแทนนิพจน์นี้เป็นตัวลอการิทึม เราจะได้ log 10 100 = 2 เมื่อแก้โจทย์ลอการิทึม การกระทำทั้งหมดจะมาบรรจบกันเพื่อหาระดับที่จะต้องป้อนฐานของลอการิทึมเพื่อให้ได้ตัวเลขที่กำหนด
ในการกำหนดค่าระดับที่ไม่รู้จักได้อย่างถูกต้อง คุณต้องเรียนรู้วิธีการทำงานกับตารางองศา ดูเหมือนว่านี้:
อย่างที่คุณเห็น เลขชี้กำลังบางตัวสามารถเดาได้โดยสัญชาตญาณถ้าคุณมีความคิดทางเทคนิคและความรู้เกี่ยวกับตารางสูตรคูณ อย่างไรก็ตาม ค่าที่มากขึ้นจะต้องใช้ตารางพลังงาน สามารถใช้ได้แม้กับผู้ที่ไม่เข้าใจอะไรเลยในหัวข้อทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน คอลัมน์ด้านซ้ายประกอบด้วยตัวเลข (ฐาน a) แถวบนของตัวเลขคือค่าของยกกำลัง c ซึ่งตัวเลข a จะถูกยกขึ้น ที่จุดตัดในเซลล์ ค่าของตัวเลขจะถูกกำหนดซึ่งเป็นคำตอบ (a c =b) ตัวอย่างเช่น เซลล์แรกสุดที่มีตัวเลข 10 และยกกำลังสอง เราได้ค่า 100 ซึ่งระบุไว้ที่จุดตัดของเซลล์ทั้งสองของเรา ทุกอย่างเรียบง่ายและง่ายจนแม้แต่นักมนุษยนิยมที่แท้จริงที่สุดก็ยังเข้าใจ!
สมการและอสมการ
ปรากฎว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการ เลขชี้กำลังคือลอการิทึม ดังนั้น นิพจน์ตัวเลขทางคณิตศาสตร์ใดๆ สามารถเขียนเป็นสมการลอการิทึมได้ ตัวอย่างเช่น 3 4 =81 สามารถเขียนเป็นลอการิทึมของ 81 ถึงฐาน 3 ซึ่งก็คือสี่ (log 3 81 = 4) สำหรับกำลังลบ กฎจะเหมือนกัน: 2 -5 = 1/32 เราเขียนเป็นลอการิทึม เราได้ล็อก 2 (1/32) = -5 หนึ่งในส่วนที่น่าสนใจที่สุดของคณิตศาสตร์คือหัวข้อ "ลอการิทึม" เราจะพิจารณาตัวอย่างและคำตอบของสมการให้ต่ำลงเล็กน้อยทันทีหลังจากศึกษาคุณสมบัติของสมการแล้ว ทีนี้มาดูกันว่าอสมการมีลักษณะอย่างไรและจะแยกความแตกต่างจากสมการได้อย่างไร
นิพจน์ของรูปแบบต่อไปนี้ได้รับ: log 2 (x-1) > 3 - เป็นอสมการลอการิทึมเนื่องจากค่าที่ไม่รู้จัก "x" อยู่ภายใต้เครื่องหมายของลอการิทึม และในนิพจน์ปริมาณสองจะถูกเปรียบเทียบ: ลอการิทึมของจำนวนที่ต้องการในฐานสองมากกว่าจำนวนสาม
ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างสมการลอการิทึมกับอสมการคือสมการที่มีลอการิทึม (เช่น ลอการิทึมของ 2 x = √9) ระบุค่าตัวเลขเฉพาะหนึ่งค่าหรือมากกว่าในคำตอบ ในขณะที่แก้สมการลอการิทึมทั้งช่วงของ ค่าที่ยอมรับได้และคะแนนที่ทำลายฟังก์ชันนี้ ด้วยเหตุนี้ คำตอบจึงไม่ใช่ชุดตัวเลขธรรมดาๆ อย่างในคำตอบของสมการ แต่เป็นชุดต่อเนื่องหรือชุดตัวเลข
ทฤษฎีบทพื้นฐานเกี่ยวกับลอการิทึม
เมื่อแก้ปัญหาเบื้องต้นในการหาค่าของลอการิทึม คุณสมบัติของลอการิทึมอาจไม่เป็นที่รู้จัก อย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงสมการลอการิทึมหรืออสมการ อย่างแรกเลย จำเป็นต้องเข้าใจอย่างชัดเจนและประยุกต์ใช้คุณสมบัติพื้นฐานทั้งหมดของลอการิทึมในทางปฏิบัติ ต่อไปเราจะมาทำความรู้จักกับตัวอย่างสมการกัน เรามาวิเคราะห์คุณสมบัติแต่ละอย่างอย่างละเอียดกันก่อนดีกว่า
- ข้อมูลประจำตัวพื้นฐานมีลักษณะดังนี้: a logaB =B ใช้เฉพาะเมื่อ a มากกว่า 0 ไม่เท่ากับหนึ่ง และ B มากกว่าศูนย์
- ลอการิทึมของผลิตภัณฑ์สามารถแสดงได้ในสูตรต่อไปนี้: log d (s 1 * s 2) = log d s 1 + log d s 2 ในกรณีนี้ ข้อกำหนดเบื้องต้นคือ: d, s 1 และ s 2 > 0; ≠1. คุณสามารถพิสูจน์สูตรลอการิทึมนี้ได้ พร้อมตัวอย่างและวิธีแก้ปัญหา ให้ล็อก a s 1 = f 1 และล็อก a s 2 = f 2 จากนั้น a f1 = s 1 , a f2 = s 2 เราจะได้ s 1 *s 2 = a f1 *a f2 = a f1+f2 (คุณสมบัติองศา ) และเพิ่มเติมตามคำจำกัดความ: log a (s 1 *s 2)= f 1 + f 2 = log a s1 + log a s 2 ซึ่งจะต้องได้รับการพิสูจน์
- ลอการิทึมของผลหารมีลักษณะดังนี้: log a (s 1 / s 2) = log a s 1 - log a s 2
- ทฤษฎีบทในรูปแบบของสูตรใช้รูปแบบต่อไปนี้: log a q b n = n/q log a b
สูตรนี้เรียกว่า "คุณสมบัติของดีกรีของลอการิทึม" มันคล้ายกับคุณสมบัติของดีกรีสามัญ และไม่น่าแปลกใจเพราะคณิตศาสตร์ทั้งหมดอยู่บนสมมุติฐานปกติ มาดูหลักฐานกัน
ให้ล็อก a b \u003d t ปรากฎว่า a t \u003d b หากคุณยกทั้งสองส่วนกำลัง m: a tn = b n ;
แต่เนื่องจาก a tn = (a q) nt/q = b n ดังนั้นบันทึก a q b n = (n*t)/t จากนั้นบันทึก a q b n = n/q log a b ทฤษฎีบทได้รับการพิสูจน์แล้ว
ตัวอย่างของปัญหาและความไม่เท่าเทียมกัน
ปัญหาลอการิทึมที่พบบ่อยที่สุดคือตัวอย่างของสมการและอสมการ มีอยู่ในหนังสือปัญหาเกือบทั้งหมด และยังรวมอยู่ในส่วนบังคับของการสอบในวิชาคณิตศาสตร์ด้วย ในการเข้ามหาวิทยาลัยหรือสอบผ่านวิชาคณิตศาสตร์ คุณจำเป็นต้องรู้วิธีแก้ปัญหาดังกล่าวอย่างถูกต้อง
น่าเสียดายที่ไม่มีแผนหรือแผนงานเดียวสำหรับการแก้และกำหนดค่าที่ไม่รู้จักของลอการิทึม อย่างไรก็ตาม กฎบางอย่างสามารถนำไปใช้กับอสมการทางคณิตศาสตร์หรือสมการลอการิทึมแต่ละรายการได้ ก่อนอื่น คุณควรค้นหาว่านิพจน์สามารถทำให้ง่ายขึ้นหรือลดขนาดเป็นรูปแบบทั่วไปได้หรือไม่ คุณสามารถลดความซับซ้อนของนิพจน์ลอการิทึมแบบยาวได้ หากคุณใช้คุณสมบัติของนิพจน์ลอการิทึมอย่างถูกต้อง มาทำความรู้จักกับพวกเขาเร็ว ๆ นี้
เมื่อแก้สมการลอการิทึม จำเป็นต้องกำหนดประเภทของลอการิทึมที่เรามีอยู่ก่อนเรา: ตัวอย่างของนิพจน์อาจมีลอการิทึมธรรมชาติหรือทศนิยม
นี่คือตัวอย่าง ln100, ln1026 การแก้ปัญหาของพวกเขาทำให้คุณต้องกำหนดระดับว่าฐาน 10 จะเท่ากับ 100 และ 1026 ตามลำดับ สำหรับคำตอบของลอการิทึมธรรมชาติ เราต้องใช้เอกลักษณ์ลอการิทึมหรือคุณสมบัติของพวกมัน มาดูตัวอย่างการแก้ปัญหาลอการิทึมประเภทต่างๆ
วิธีใช้สูตรลอการิทึม: พร้อมตัวอย่างและวิธีแก้ปัญหา
เรามาดูตัวอย่างการใช้ทฤษฎีบทหลักกับลอการิทึมกัน
- คุณสมบัติของลอการิทึมของผลิตภัณฑ์สามารถใช้ได้ในงานที่จำเป็นต้องแยกค่า b จำนวนมากออกเป็นปัจจัยที่ง่ายกว่า ตัวอย่างเช่น บันทึก 2 4 + บันทึก 2 128 = บันทึก 2 (4*128) = บันทึก 2 512 คำตอบคือ 9
- บันทึก 4 8 = บันทึก 2 2 2 3 = 3/2 บันทึก 2 2 = 1.5 - อย่างที่คุณเห็น โดยใช้คุณสมบัติที่สี่ของดีกรีของลอการิทึม เราสามารถแก้ปัญหานิพจน์ที่ซับซ้อนและแก้ไม่ได้ในทันที จำเป็นต้องแยกตัวประกอบฐานแล้วเอาค่าเลขชี้กำลังออกจากเครื่องหมายของลอการิทึมเท่านั้น
ภารกิจจากการสอบ
ลอการิทึมมักพบในการสอบเข้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาลอการิทึมจำนวนมากในการสอบ Unified State (การสอบของรัฐสำหรับผู้สำเร็จการศึกษาในโรงเรียนทุกคน) โดยปกติงานเหล่านี้จะมีอยู่ไม่เฉพาะในส่วน A (ส่วนการทดสอบที่ง่ายที่สุดของการสอบ) แต่ยังอยู่ในส่วน C (งานที่ยากและใหญ่โตที่สุด) การสอบแสดงถึงความรู้ที่ถูกต้องและสมบูรณ์แบบของหัวข้อ "ลอการิทึมธรรมชาติ"
ตัวอย่างและการแก้ปัญหานำมาจากแบบทดสอบอย่างเป็นทางการ เรามาดูกันว่างานดังกล่าวจะแก้ไขอย่างไร
ให้บันทึก 2 (2x-1) = 4. วิธีแก้ไข:
มาเขียนนิพจน์ใหม่ ลดความซับซ้อนของ log 2 (2x-1) = 2 2 โดยนิยามของลอการิทึมเราจะได้ 2x-1 = 2 4 ดังนั้น 2x = 17; x = 8.5.
- ลอการิทึมทั้งหมดถูกลดขนาดลงเป็นฐานเดียวกัน เพื่อไม่ให้การแก้ปัญหายุ่งยากและสับสน
- นิพจน์ทั้งหมดภายใต้เครื่องหมายของลอการิทึมจะถูกระบุว่าเป็นค่าบวก ดังนั้น เมื่อนำเลขชี้กำลังของเลขชี้กำลังของนิพจน์ออก ซึ่งอยู่ใต้เครื่องหมายของลอการิทึมและเป็นฐาน นิพจน์ที่เหลืออยู่ภายใต้ลอการิทึมต้องเป็นค่าบวก
ช่วงที่ยอมรับได้ (ODZ) ของลอการิทึม
ทีนี้มาพูดถึงข้อจำกัดกัน (ODZ - พื้นที่ของค่าตัวแปรที่ยอมรับได้)
เราจำได้ว่า ตัวอย่างเช่น รากที่สองไม่สามารถนำมาจากจำนวนลบได้ หรือถ้าเรามีเศษส่วน ตัวส่วนจะเท่ากับศูนย์ไม่ได้ มีข้อจำกัดที่คล้ายกันสำหรับลอการิทึม:
นั่นคือ ทั้งอาร์กิวเมนต์และฐานต้องมากกว่าศูนย์ และฐานต้องไม่เท่ากัน
ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น?
มาเริ่มกันง่ายๆ สมมติว่า ตัวอย่างเช่น ตัวเลขนั้นไม่มีอยู่จริง เพราะไม่ว่าเราจะเพิ่มระดับใดก็ตาม มันก็กลับกลายเป็นออกมาเสมอ นอกจากนี้ยังไม่มีอยู่สำหรับใด ๆ แต่ในขณะเดียวกันก็สามารถเท่ากับอะไรก็ได้ (ด้วยเหตุผลเดียวกัน - เท่ากับระดับใดก็ได้) ดังนั้น วัตถุนั้นจึงไม่สนใจ และมันก็แค่โยนมันทิ้งไปจากวิชาคณิตศาสตร์
เรามีปัญหาที่คล้ายกันในกรณีนี้: ในระดับบวก - สิ่งนี้ แต่ไม่สามารถยกกำลังเชิงลบได้เลยเนื่องจากการหารด้วยศูนย์จะส่งผลให้ (ฉันเตือนคุณว่า)
เมื่อเราต้องเผชิญกับปัญหาการยกกำลังเป็นเศษส่วน (ซึ่งแสดงเป็น root:. ตัวอย่างเช่น (นั่นคือ) แต่ไม่มีอยู่.
ดังนั้นเหตุผลเชิงลบจึงง่ายกว่าที่จะโยนทิ้งมากกว่าไปยุ่งกับพวกเขา
เนื่องจากฐาน a เป็นบวกสำหรับเราเท่านั้น ไม่ว่าเราจะเพิ่มระดับใด เราก็จะได้จำนวนบวกอย่างเคร่งครัดเสมอ ดังนั้นอาร์กิวเมนต์ต้องเป็นบวก ตัวอย่างเช่น ไม่มีอยู่จริง เนื่องจากจะไม่เป็นจำนวนลบในทุกระดับ (และแม้แต่ศูนย์ ดังนั้นจึงไม่มีอยู่ด้วย)
ในปัญหาเกี่ยวกับลอการิทึม ขั้นตอนแรกคือการเขียน ODZ ฉันจะยกตัวอย่าง:
มาแก้สมการกัน
จำคำจำกัดความ: ลอการิทึมคือกำลังซึ่งต้องยกฐานเพื่อให้ได้อาร์กิวเมนต์ และโดยเงื่อนไข ดีกรีนี้เท่ากับ:
เราได้สมการกำลังสองปกติ: เราแก้มันโดยใช้ทฤษฎีบทเวียตา: ผลรวมของรากมีค่าเท่ากันและผลคูณ หยิบง่าย เหล่านี้เป็นตัวเลขและ
แต่ถ้าคุณจดตัวเลขทั้งสองนี้ลงในคำตอบทันที คุณจะได้รับ 0 คะแนนสำหรับงาน ทำไม ลองคิดดูว่าเกิดอะไรขึ้นถ้าเราแทนรากพวกนี้ลงในสมการตั้งต้น?
นี่เป็นเท็จอย่างชัดเจน เนื่องจากฐานไม่สามารถลบได้ นั่นคือ รูทคือ "บุคคลที่สาม"
เพื่อหลีกเลี่ยงกลอุบายที่ไม่พึงประสงค์ดังกล่าว คุณต้องจด ODZ ก่อนเริ่มแก้สมการเสียก่อน:
จากนั้นเมื่อได้รับรากแล้วเราก็ทิ้งรากทันทีและเขียนคำตอบที่ถูกต้อง
ตัวอย่างที่ 1(ลองแก้เอง) :
หารากของสมการ. หากมีหลายราก ให้ระบุรากที่เล็กกว่าในคำตอบของคุณ
การตัดสินใจ:
ก่อนอื่น มาเขียน ODZ กันก่อน:
ตอนนี้เราจำได้ว่าลอการิทึมคืออะไร: คุณต้องการยกฐานเพื่อให้ได้ข้อโต้แย้งอะไร ในวินาที. เช่น:
ดูเหมือนว่ารูตที่เล็กกว่าจะเท่ากัน แต่สิ่งนี้ไม่เป็นเช่นนั้น ตาม ODZ รูทนั้นเป็นบุคคลที่สาม นั่นคือ มันไม่ใช่รูทของสมการนี้เลย ดังนั้น สมการจึงมีรากเดียว: .
ตอบ: .
เอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐาน
จำคำจำกัดความของลอการิทึมในแง่ทั่วไป:
แทนที่ในความเท่าเทียมกันที่สองแทนลอการิทึม:
ความเท่าเทียมกันนี้เรียกว่า เอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐาน. แม้ว่าในสาระสำคัญความเท่าเทียมกันนี้จะเขียนต่างกันเท่านั้น นิยามของลอการิทึม:
นี่คือพลังที่คุณต้องเพิ่มเพื่อให้ได้มา
ตัวอย่างเช่น:
แก้ตัวอย่างต่อไปนี้:
ตัวอย่าง 2
ค้นหาค่าของนิพจน์
การตัดสินใจ:
จำกฎจากส่วนนี้ นั่นคือ เมื่อเพิ่มดีกรีเป็นกำลัง ตัวบ่งชี้จะถูกคูณ มาปรับใช้กัน:
ตัวอย่างที่ 3
พิสูจน์ว่า
การตัดสินใจ:
คุณสมบัติของลอการิทึม
น่าเสียดายที่งานไม่ได้เรียบง่ายเสมอไป - บ่อยครั้งที่คุณต้องทำให้นิพจน์ง่ายขึ้น นำไปที่รูปแบบปกติ จากนั้นจึงจะคำนวณค่าได้ มันง่ายที่สุดที่จะทำสิ่งนี้โดยรู้ คุณสมบัติของลอการิทึม. มาเรียนรู้คุณสมบัติพื้นฐานของลอการิทึมกันเถอะ ฉันจะพิสูจน์แต่ละข้อเพราะกฎใด ๆ จะง่ายกว่าถ้าคุณรู้ว่ามันมาจากไหน
ต้องจำคุณสมบัติเหล่านี้ทั้งหมด หากไม่มี คุณสมบัติเหล่านี้ ปัญหาส่วนใหญ่เกี่ยวกับลอการิทึมจะไม่สามารถแก้ไขได้
และตอนนี้เกี่ยวกับคุณสมบัติทั้งหมดของลอการิทึมโดยละเอียด
คุณสมบัติ 1:
การพิสูจน์:
ให้แล้ว.
เรามี: , h.t.d.
คุณสมบัติ 2: ผลรวมของลอการิทึม
ผลรวมของลอการิทึมที่มีฐานเท่ากันจะเท่ากับลอการิทึมของผลิตภัณฑ์: .
การพิสูจน์:
ให้แล้ว. ให้แล้ว.
ตัวอย่าง:ค้นหาค่าของนิพจน์: .
การตัดสินใจ: .
สูตรที่คุณเพิ่งเรียนรู้จะช่วยให้ผลรวมของลอการิทึมง่ายขึ้น ไม่ใช่ความแตกต่าง เพื่อให้ลอการิทึมเหล่านี้ไม่สามารถรวมกันได้ทันที แต่คุณสามารถทำสิ่งที่ตรงกันข้ามได้ - "แบ่ง" ลอการิทึมแรกออกเป็นสองส่วน: และนี่คือการลดความซับซ้อนที่สัญญาไว้:
.
ทำไมสิ่งนี้จึงจำเป็น? ตัวอย่างเช่น: มันสำคัญอะไร?
ตอนนี้มันชัดเจนว่า
ตอนนี้ ทำให้ง่ายสำหรับตัวคุณเอง:
งาน:
คำตอบ:
คุณสมบัติ 3: ความแตกต่างของลอการิทึม:
การพิสูจน์:
ทุกอย่างเหมือนกับในวรรค 2:
ให้แล้ว.
ให้แล้ว. เรามี:
ตัวอย่างจากจุดสุดท้ายตอนนี้ง่ายยิ่งขึ้น:
ตัวอย่างที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น: . เดาเอาเองว่าจะตัดสินใจยังไง?
ในที่นี้ควรสังเกตว่าเราไม่มีสูตรเดียวเกี่ยวกับลอการิทึมกำลังสอง นี่คือสิ่งที่คล้ายกับนิพจน์ - ไม่สามารถทำให้ง่ายขึ้นได้ในทันที
ดังนั้น เรามานอกเรื่องจากสูตรเกี่ยวกับลอการิทึม และลองคิดดูว่าโดยทั่วไปแล้วสูตรใดที่เราใช้ในทางคณิตศาสตร์บ่อยที่สุด ตั้งแต่ ป.7!
นี่คือ - . คุณต้องชินกับความจริงที่ว่ามีอยู่ทุกที่! และในรูปเลขชี้กำลัง ตรีโกณมิติ และปัญหาอตรรกยะ จะพบได้ ดังนั้นพวกเขาจะต้องจำไว้
หากคุณพิจารณาสองเทอมแรกอย่างใกล้ชิด จะเห็นได้ชัดว่านี่คือ ความแตกต่างของสี่เหลี่ยม:
คำตอบเพื่อตรวจสอบ:
ลดความซับซ้อนของตัวคุณเอง
ตัวอย่าง
คำตอบ
คุณสมบัติ 4: ที่มาของเลขชี้กำลังจากการอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึม:
การพิสูจน์:และที่นี่เรายังใช้นิยามของลอการิทึม: อนุญาต แล้ว เรามี: , h.t.d.
คุณสามารถเข้าใจกฎนี้ดังนี้:
นั่นคือระดับของการโต้แย้งถูกนำไปข้างหน้าของลอการิทึมเป็นสัมประสิทธิ์
ตัวอย่าง:ค้นหาค่าของนิพจน์
การตัดสินใจ: .
ตัดสินใจด้วยตัวเอง:
ตัวอย่าง:
คำตอบ:
คุณสมบัติ 5: ที่มาของเลขชี้กำลังจากฐานของลอการิทึม:
การพิสูจน์:ให้แล้ว.
เรามี: , h.t.d.
จำเอาไว้: จาก บริเวณองศาจะแสดงเป็น ย้อนกลับตัวเลขไม่เหมือนเคสที่แล้ว!
คุณสมบัติ 6: ที่มาของเลขชี้กำลังจากฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึม:
หรือถ้าองศาเท่ากัน: .
คุณสมบัติ 7: การเปลี่ยนไปสู่ฐานใหม่:
การพิสูจน์:ให้แล้ว.
เรามี: , h.t.d.
คุณสมบัติ 8: การสลับฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึม:
การพิสูจน์:นี่เป็นกรณีพิเศษของสูตร 7: หากเราแทนที่ เราจะได้: , p.t.d.
มาดูตัวอย่างเพิ่มเติมกัน
ตัวอย่างที่ 4
ค้นหาค่าของนิพจน์
เราใช้คุณสมบัติของลอการิทึมหมายเลข 2 - ผลรวมของลอการิทึมที่มีฐานเดียวกันเท่ากับลอการิทึมของผลิตภัณฑ์:
ตัวอย่างที่ 5
ค้นหาค่าของนิพจน์
การตัดสินใจ:
เราใช้คุณสมบัติของลอการิทึมหมายเลข 3 และหมายเลข 4:
ตัวอย่างที่ 6
ค้นหาค่าของนิพจน์
การตัดสินใจ:
ใช้คุณสมบัติหมายเลข 7 - ไปที่ฐาน 2:
ตัวอย่าง 7
ค้นหาค่าของนิพจน์
การตัดสินใจ:
คุณชอบบทความอย่างไร?
หากคุณกำลังอ่านบรรทัดเหล่านี้ แสดงว่าคุณได้อ่านบทความทั้งหมดแล้ว
และมันเจ๋งมาก!
ตอนนี้บอกเราว่าคุณชอบบทความอย่างไร
คุณเรียนรู้ที่จะแก้ลอการิทึมหรือไม่? ถ้าไม่ปัญหาคืออะไร?
เขียนถึงเราในความคิดเห็นด้านล่าง
และใช่ ขอให้โชคดีกับการสอบของคุณ
ที่การสอบ Unified State และ OGE และโดยทั่วไปในชีวิต