هل من الممكن اختزال اللوغاريتمات ذات الأساس نفسه؟ تعريف اللوغاريتم وخصائصه: النظرية وحل المشكلات

اللوغاريتمات، مثل أي أرقام، يمكن جمعها وطرحها وتحويلها بكل الطرق. ولكن بما أن اللوغاريتمات ليست بالضبط أرقام منتظمة، هناك قواعد هنا، والتي تسمى الخصائص الرئيسية.

أنت بالتأكيد بحاجة إلى معرفة هذه القواعد - فبدونها لا يمكن حل أي مشكلة خطيرة. مشكلة لوغاريتمية. بالإضافة إلى ذلك، هناك عدد قليل جدًا منهم - يمكنك تعلم كل شيء في يوم واحد. اذا هيا بنا نبدأ.

جمع وطرح اللوغاريتمات

فكر في لوغاريتمين لهما نفس الأساس: السجل أ سوسجل أ ذ. ومن ثم يمكن إضافتها وطرحها، و:

سجل أ س+ سجل أ ذ=log أ (س · ذ);
سجل أ س- سجل أ ذ=log أ (س : ذ).

إذن، مجموع اللوغاريتمات يساوي لوغاريتم حاصل الضرب، والفرق يساوي لوغاريتم حاصل القسمة. ملحوظة: لحظة رئيسيةهنا - أسباب متطابقة. إذا كانت الأسباب مختلفة، فهذه القواعد لا تعمل!

هذه الصيغ سوف تساعدك على الحساب التعبير اللوغاريتميحتى عندما لا يتم حساب أجزائه الفردية (انظر الدرس "ما هو اللوغاريتم"). ألقِ نظرة على الأمثلة وانظر:

سجل 6 4 + سجل 6 9.

بما أن اللوغاريتمات لها نفس الأساس، فإننا نستخدم صيغة الجمع:
سجل 6 4 + سجل 6 9 = سجل 6 (4 9) = سجل 6 36 = 2.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log 2 48 − log 2 3.

القواعد هي نفسها، نستخدم صيغة الفرق:
سجل 2 48 - سجل 2 3 = سجل 2 (48: 3) = سجل 2 16 = 4.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log 3 135 − log 3 5.

مرة أخرى القواعد هي نفسها، لذلك لدينا:
سجل 3 135 - سجل 3 5 = سجل 3 (135: 5) = سجل 3 27 = 3.

كما ترون، تتكون التعبيرات الأصلية من لوغاريتمات "سيئة"، والتي لا يتم حسابها بشكل منفصل. ولكن بعد التحولات اتضح تماما أرقام عادية. كثيرون مبنيون على هذه الحقيقة أوراق الاختبار. ماذا عن الضوابط؟ تعبيرات مماثلةبكل جدية (أحيانًا بدون أي تغييرات تقريبًا) يتم تقديمها في امتحان الدولة الموحدة.

استخراج الأس من اللوغاريتم

الآن دعونا نعقد المهمة قليلاً. ماذا لو كانت قاعدة أو وسيطة اللوغاريتم قوة؟ ومن ثم يمكن إخراج أس هذه الدرجة من إشارة اللوغاريتم وفق القواعد التالية:

من السهل ملاحظة ذلك القاعدة الأخيرةيتبع الأولين. ولكن من الأفضل أن تتذكرها على أي حال - ففي بعض الحالات سوف تقلل بشكل كبير من حجم العمليات الحسابية.

بالطبع، كل هذه القواعد تكون منطقية إذا تمت ملاحظة ODZ للوغاريتم: أ > 0, أ ≠ 1, س> 0. وشيء آخر: تعلم كيفية تطبيق جميع الصيغ ليس فقط من اليسار إلى اليمين، ولكن أيضًا بالعكس، أي. يمكنك إدخال الأرقام قبل تسجيل اللوغاريتم في اللوغاريتم نفسه. وهذا هو المطلوب في أغلب الأحيان.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log 7 49 6 .

دعونا نتخلص من الدرجة في الوسيطة باستخدام الصيغة الأولى:
سجل 7 49 6 = 6 سجل 7 49 = 6 2 = 12

مهمة. ابحث عن معنى العبارة:
[تعليق على الصورة]

لاحظ أن المقام يحتوي على لوغاريتم، قاعدته ووسيطه عبارة عن قوى دقيقة: 16 = 2 4 ; 49 = 7 2. لدينا:

[تعليق على الصورة]

وأعتقد أن المثال الأخيرالتوضيح مطلوب. أين ذهبت اللوغاريتمات؟ حتى اللحظة الأخيرة نحن نعمل فقط مع القاسم. لقد قدمنا أساس ووسيطة اللوغاريتم الموجود هناك في شكل قوى وأزلنا الأسس - لقد حصلنا على كسر "من ثلاثة طوابق".

الآن دعونا نلقي نظرة على الكسر الرئيسي. يحتوي البسط والمقام على نفس الرقم: log 2 7. بما أن log 2 7 ≠ 0، يمكننا تبسيط الكسر - سيبقى 2/4 في المقام. ووفقا للقواعد الحسابية، يمكن نقل الأربعة إلى البسط، وهذا ما تم. وكانت النتيجة الجواب: 2.

الانتقال إلى أساس جديد

عند الحديث عن قواعد جمع وطرح اللوغاريتمات، أكدت على وجه التحديد أنها تعمل فقط مع نفس القواعد. وماذا لو كانت الأسباب مختلفة؟ ماذا لو لم تكن صلاحيات محددة لنفس العدد؟

تأتي صيغ الانتقال إلى أساس جديد للإنقاذ. دعونا صياغتها في شكل نظرية:

دعها تعطى سجل اللوغاريتم أ س. ثم لأي رقم جمثل ذلك ج> 0 و ج≠ 1، المساواة صحيحة:
[تعليق على الصورة]
على وجه الخصوص، إذا وضعنا ج = س، نحن نحصل:
[تعليق على الصورة]

ويترتب على الصيغة الثانية أنه يمكن تبديل أساس ووسيطة اللوغاريتم، ولكن في هذه الحالة يتم "قلب" التعبير بأكمله، أي. يظهر اللوغاريتم في المقام.

ونادرا ما توجد هذه الصيغ في التقليدية التعبيرات العددية. من الممكن تقييم مدى ملاءمتها فقط من خلال اتخاذ القرار المعادلات اللوغاريتميةوعدم المساواة.

ولكن هناك مشاكل لا يمكن حلها على الإطلاق إلا بالانتقال إلى أساس جديد. دعونا نلقي نظرة على اثنين من هذه:

مهمة. أوجد قيمة التعبير: سجل 5 16 سجل 2 25.

لاحظ أن وسيطات كلا اللوغاريتمات تحتوي على قوى دقيقة. لنأخذ المؤشرات: log 5 16 = log 5 2 4 = 4log 5 2; سجل 2 25 = سجل 2 5 2 = 2سجل 2 5;

الآن دعونا "نعكس" اللوغاريتم الثاني:

[تعليق على الصورة]

وبما أن حاصل الضرب لا يتغير عند إعادة ترتيب العوامل، فقد ضربنا أربعة في اثنين بهدوء، ثم تعاملنا مع اللوغاريتمات.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log 9 100 lg 3.

أساس ووسيطة اللوغاريتم الأول هما القوى الدقيقة. دعنا نكتب هذا ونتخلص من المؤشرات:

[تعليق على الصورة]

الآن دعونا نتخلص من اللوغاريتم العشري، الانتقال إلى قاعدة جديدة:

[تعليق على الصورة]

الهوية اللوغاريتمية الأساسية

في كثير من الأحيان، في عملية الحل، من الضروري تمثيل رقم على هيئة لوغاريتم لقاعدة معينة. في هذه الحالة، سوف تساعدنا الصيغ التالية:

في الحالة الأولى العدد نيصبح مؤشرا على درجة الوقوف في الحجة. رقم نيمكن أن تكون أي شيء على الإطلاق، لأنها مجرد قيمة لوغاريتمية.

الصيغة الثانية هي في الواقع تعريف معاد صياغته. وهذا ما يسمى: الأساسية الهوية اللوغاريتمية.

في الواقع، ماذا سيحدث إذا كان العدد برفع إلى هذه القوة أن العدد بلهذه القوة يعطي الرقم أ؟ هذا صحيح: تحصل على نفس الرقم أ. اقرأ هذه الفقرة بعناية مرة أخرى - كثير من الناس عالقون فيها.

مثل صيغ الانتقال إلى قاعدة جديدة، تكون الهوية اللوغاريتمية الأساسية في بعض الأحيان هي الحل الوحيد الممكن.

مهمة. ابحث عن معنى العبارة:
[تعليق على الصورة]

لاحظ أن log 25 64 = log 5 8 - ببساطة أخذ المربع من قاعدة اللوغاريتم ووسيطه. مع الأخذ في الاعتبار قواعد ضرب القوى بها نفس الأساس، نحن نحصل:

[تعليق على الصورة]

إذا كان أي شخص لا يعرف، كانت هذه مهمة حقيقية من امتحان الدولة الموحدة :)

الوحدة اللوغاريتمية والصفر اللوغاريتمي

في الختام، سأقدم هويتين يصعب وصفهما بالخصائص - بل هما نتيجة لتعريف اللوغاريتم. إنهم يظهرون باستمرار في المشاكل، ومن المدهش أنهم يخلقون مشاكل حتى للطلاب "المتقدمين".

سجل أ أ= 1 هو وحدة لوغاريتمية. تذكر مرة واحدة وإلى الأبد: اللوغاريتم لأي قاعدة أمن هذه القاعدة ذاتها يساوي واحدًا.
سجل أ 1 = 0 هو صفر لوغاريتمي. قاعدة أيمكن أن يكون أي شيء، ولكن إذا كانت الوسيطة تحتوي على واحد - اللوغاريتم يساوي الصفر! لأن أ 0 = 1 هو نتيجة مباشرة للتعريف.

هذا كل الخصائص. تأكد من ممارسة وضعها موضع التنفيذ! قم بتنزيل ورقة الغش في بداية الدرس وطباعتها وحل المشكلات.

ما هو اللوغاريتم؟

انتباه!
هناك اضافية
المواد في القسم الخاص 555.
بالنسبة لأولئك الذين هم "ليسوا جدا..."
ولأولئك الذين "كثيرا ...")

ما هو اللوغاريتم؟ كيفية حل اللوغاريتمات؟ هذه الأسئلة تربك العديد من الخريجين. تقليديا، يعتبر موضوع اللوغاريتمات معقدا وغير مفهوم ومخيف. وخاصة المعادلات مع اللوغاريتمات.

هذا ليس صحيحا على الاطلاق. قطعاً! لا تصدقني؟ بخير. الآن، في 10 - 20 دقيقة فقط يمكنك:

1. سوف تفهم ما هو اللوغاريتم.

2. تعلم حل فصل كامل المعادلات الأسية. حتى لو لم تسمع أي شيء عنهم.

3. تعلم كيفية حساب اللوغاريتمات البسيطة.

علاوة على ذلك، لهذا ستحتاج فقط إلى معرفة جدول الضرب وكيفية رفع الرقم إلى قوة...

أشعر أن لديك شكوك... حسنًا، حسنًا، حدد الوقت! يذهب!

أولاً، حل هذه المعادلة في رأسك:

إذا أعجبك هذا الموقع...

بالمناسبة، لدي موقعين أكثر إثارة للاهتمام بالنسبة لك.)

يمكنك التدرب على حل الأمثلة ومعرفة مستواك. الاختبار مع التحقق الفوري. دعونا نتعلم - باهتمام!)

يمكنك التعرف على الوظائف والمشتقات.

(من اليونانية ἀριθμός - "كلمة"، "علاقة" و ἀριθμός - "رقم") الأرقام بمرتكز على أ(سجل α ب) يسمى هذا الرقم ج، و ب= ج، أي سجل السجلات α ب=جو ب=أجمتكافئة. يكون اللوغاريتم منطقيًا إذا كان a > 0، a ≠ 1، b > 0.

بعبارة أخرى اللوغاريتمأعداد بمرتكز على أتمت صياغته كأس يجب رفع الرقم إليه أللحصول على الرقم ب(اللوغاريتم موجود فقط للأرقام الموجبة).

ويترتب على هذه الصيغة أن الحساب x= log α ب، يعادل حل المعادلة a x =b.

على سبيل المثال:

سجل 2 8 = 3 لأن 8 = 2 3 .

دعونا نؤكد أن صياغة اللوغاريتم المشار إليها تجعل من الممكن تحديدها على الفور قيمة اللوغاريتم، عندما يكون الرقم الموجود أسفل علامة اللوغاريتم بمثابة قوة معينة للقاعدة. في الواقع، صياغة اللوغاريتم تجعل من الممكن تبرير ذلك إذا ب=أ ج، ثم لوغاريتم الرقم بمرتكز على أيساوي مع. ومن الواضح أيضًا أن موضوع اللوغاريتمات يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالموضوع صلاحيات عدد.

يسمى حساب اللوغاريتم اللوغاريتم. اللوغاريتم هو عملية حسابيةأخذ اللوغاريتم. عند أخذ اللوغاريتمات، يتم تحويل منتجات العوامل إلى مجموع المصطلحات.

التقويةهي العملية الرياضية العكسية للوغاريتم. أثناء التقوية، يتم رفع قاعدة معينة إلى درجة التعبير التي يتم تنفيذ التقوية عليها. في هذه الحالة، يتم تحويل مجموع المصطلحات إلى منتج العوامل.

في كثير من الأحيان، يتم استخدام اللوغاريتمات الحقيقية مع القواعد 2 (ثنائية)، ورقم أويلر e ≈ 2.718 (اللوغاريتم الطبيعي) و10 (عشري).

على في هذه المرحلةفمن المستحسن أن تأخذ في الاعتبار عينات اللوغاريتمسجل 7 2 , ln √ 5, lg0.0001.

والإدخالات lg(-3)، log -3 3.2، log -1 -4.3 لا معنى لها، لأنه في الأول منها يتم وضع رقم سالب تحت علامة اللوغاريتم، في الثانية - رقم سلبيفي القاعدة، وفي الثالث - رقم سالب تحت علامة اللوغاريتم ووحدة في القاعدة.

شروط تحديد اللوغاريتم.

يجدر النظر بشكل منفصل في الشروط a > 0، a ≠ 1، b > 0. والتي نحصل بموجبها على تعريف اللوغاريتم.دعونا نفكر في سبب اتخاذ هذه القيود. إن المساواة في النموذج x = log α ستساعدنا في ذلك ب، تسمى الهوية اللوغاريتمية الأساسية، والتي تنبع مباشرة من تعريف اللوغاريتم المذكور أعلاه.

لنأخذ الشرط أ≠1. بما أن واحد إلى أي قوة يساوي واحدًا، فإن المساواة x=log α بلا يمكن أن توجد إلا عندما ب = 1، لكن السجل 1 1 سيكون أي رقم حقيقي. للقضاء على هذا الغموض، نأخذ أ≠1.

دعونا نثبت ضرورة الشرط أ>0. في أ = 0وفقا لصياغة اللوغاريتم يمكن أن توجد إلا عندما ب=0. وبناء على ذلك الحين سجل 0 0يمكن أن يكون أي عدد حقيقي غير الصفر، حيث أن صفر مرفوعًا لأي قوة غير صفرية يساوي صفرًا. يمكن القضاء على هذا الغموض عن طريق الشرط أ≠0. وعندما أ<0 سيتعين علينا رفض تحليل القيم العقلانية وغير العقلانية للوغاريتم، لأن الدرجة ذات العقلانية وغير العقلانية مؤشر عقلانيمحددة فقط للقواعد غير السلبية. ولهذا السبب تم اشتراط الشرط أ>0.

و الشرط الأخير ب>0ينبع من عدم المساواة أ>0، بما أن x=log α بوقيمة الدرجة ذات القاعدة الموجبة أدائما إيجابية.

ميزات اللوغاريتمات.

اللوغاريتماتتتميز بالمميزة سماتمما أدى إلى استخدامها على نطاق واسع لتسهيل العمليات الحسابية المضنية بشكل كبير. عند الانتقال "إلى عالم اللوغاريتمات"، يتحول الضرب إلى أكثر من ذلك بكثير سهلة الطي، القسمة هي الطرح، ويتم تحويل الأس واستخراج الجذر، على التوالي، إلى الضرب والقسمة بواسطة الأس.

صياغة اللوغاريتمات وجدول قيمها (ل الدوال المثلثية) تم نشرها لأول مرة في عام 1614 من قبل عالم الرياضيات الاسكتلندي جون نابير. تم استخدام الجداول اللوغاريتمية، التي تم توسيعها وتفصيلها من قبل علماء آخرين، على نطاق واسع في الحسابات العلمية والهندسية، وظلت ذات صلة حتى استخدام الآلات الحاسبة الإلكترونية وأجهزة الكمبيوتر.

لوغاريتم الرقم b (b > 0) للأساس a (a > 0, a ≠ 1)- الأس الذي يجب رفع الرقم a إليه للحصول على b.

يمكن كتابة اللوغاريتم ذو الأساس 10 لـ b كـ سجل (ب)، واللوغاريتم للأساس e (اللوغاريتم الطبيعي) هو قانون الجنسية (ب).

غالبًا ما يستخدم عند حل المشكلات المتعلقة باللوغاريتمات:

خصائص اللوغاريتمات

هناك أربعة رئيسية خصائص اللوغاريتمات.

دع a > 0، وa ≠ 1، وx > 0، وy > 0.

الخاصية 1. لوغاريتم المنتج

لوغاريتم المنتج يساوي المبلغاللوغاريتمات:

log a (x ⋅ y) = log a x + log a y

الخاصية 2. لوغاريتم الحاصل

لوغاريتم الحاصليساوي فرق اللوغاريتمات:

سجل أ (س / ص) = سجل س - سجل ص

الخاصية 3. لوغاريتم القوة

لوغاريتم الدرجة يساوي المنتجالقوى لكل اللوغاريتم:

إذا كان أساس اللوغاريتم هو الدرجة، فسيتم تطبيق صيغة أخرى:

الخاصية 4. لوغاريتم الجذر

يمكن الحصول على هذه الخاصية من خاصية لوغاريتم القوة، منذ جذر القوة n يساوي القوة 1/ن:

صيغة للتحويل من لوغاريتم في قاعدة واحدة إلى لوغاريتم في قاعدة أخرى

تُستخدم هذه الصيغة أيضًا غالبًا عند حل المهام المختلفة على اللوغاريتمات:

حالة خاصة:

مقارنة اللوغاريتمات (عدم المساواة)

لدينا وظيفتان f(x) وg(x) تحت اللوغاريتمات لهما نفس الأساس ويوجد بينهما علامة عدم المساواة:

للمقارنة بينهما، عليك أولاً إلقاء نظرة على قاعدة اللوغاريتمات a:

إذا كان a > 0، فإن f(x) > g(x) > 0
إذا 0< a < 1, то 0 < f(x) < g(x)

كيفية حل المشاكل مع اللوغاريتمات: أمثلة

مشاكل مع اللوغاريتماتالمدرجة في امتحان الدولة الموحدة في الرياضيات للصف 11 في المهمة 5 والمهمة 7، يمكنك العثور على المهام مع الحلول على موقعنا على الإنترنت في الأقسام المناسبة. كما يمكن العثور على المهام ذات اللوغاريتمات في بنك مهام الرياضيات. يمكنك العثور على جميع الأمثلة من خلال البحث في الموقع.

ما هو اللوغاريتم

لقد تم دائما النظر في اللوغاريتمات موضوع معقدالخامس دورة المدرسةالرياضيات. هناك العديد من تعريفات مختلفةاللوغاريتم، ولكن لسبب ما تستخدم معظم الكتب المدرسية أكثرها تعقيدًا وغير ناجح.

سوف نحدد اللوغاريتم ببساطة ووضوح. للقيام بذلك، دعونا إنشاء جدول:

لذلك، لدينا قوى اثنين.

اللوغاريتمات - الخصائص، الصيغ، كيفية حلها

إذا أخذت الرقم من السطر السفلي، فيمكنك بسهولة العثور على القوة التي سيتعين عليك رفع اثنين إليها للحصول على هذا الرقم. على سبيل المثال، للحصول على 16، عليك رفع اثنين إلى القوة الرابعة. وللحصول على 64، عليك رفع اثنين إلى القوة السادسة. ويمكن ملاحظة ذلك من الجدول.

والآن - في الواقع، تعريف اللوغاريتم:

الأساس a للوسيطة x هو القوة التي يجب رفع الرقم a إليها للحصول على الرقم x.

التعيين: log a x = b، حيث a هي القاعدة، x هي الوسيطة، b هو ما يساوي اللوغاريتم فعليًا.

على سبيل المثال، 2 3 = 8 ⇒log 2 8 = 3 (اللوغاريتم ذو الأساس 2 للرقم 8 هو ثلاثة لأن 2 3 = 8). بنفس النجاح، سجل 2 64 = 6، حيث أن 2 6 = 64.

تسمى عملية إيجاد لوغاريتم رقم لأساس معين. لذا، دعونا نضيف سطرًا جديدًا إلى جدولنا:

2 1	2 2	2 3	2 4	2 5	2 6
2	4	8	16	32	64
سجل 2 2 = 1	سجل 2 4 = 2	سجل 2 8 = 3	سجل 2 16 = 4	سجل 2 32 = 5	سجل 2 64 = 6

لسوء الحظ، لا يتم حساب جميع اللوغاريتمات بهذه السهولة. على سبيل المثال، حاول العثور على السجل 2 5. الرقم 5 غير موجود في الجدول، لكن المنطق يفرض أن اللوغاريتم سيكون في مكان ما في الفاصل الزمني. لأن 2 2< 5 < 2 3 , а чем أكثر درجةاثنان، كلما كان العدد أكبر.

تسمى هذه الأرقام غير عقلانية: يمكن كتابة الأرقام بعد العلامة العشرية إلى ما لا نهاية، ولا تتكرر أبدًا. إذا تبين أن اللوغاريتم غير منطقي، فمن الأفضل ترك الأمر على هذا النحو: سجل 2 5، سجل 3 8، سجل 5 100.

من المهم أن نفهم أن اللوغاريتم هو تعبير ذو متغيرين (الأساس والوسيطة). في البداية، يخلط الكثير من الناس بين مكان الأساس ومكان الحجة. لتجنب سوء الفهم المزعج، مجرد إلقاء نظرة على الصورة:

أمامنا ليس أكثر من تعريف اللوغاريتم. يتذكر: اللوغاريتم هو القوة، والتي يجب بناء القاعدة فيها من أجل الحصول على وسيطة. هي القاعدة المرفوعة إلى قوة - وهي مظللة باللون الأحمر في الصورة. اتضح أن القاعدة تكون دائمًا في الأسفل! أخبر طلابي بهذه القاعدة الرائعة في الدرس الأول - ولا ينشأ أي ارتباك.

كيفية حساب اللوغاريتمات

لقد اكتشفنا التعريف - كل ما تبقى هو معرفة كيفية حساب اللوغاريتمات، أي. تخلص من علامة "السجل". في البداية، نلاحظ أن حقيقتين مهمتين تنبثق من التعريف:

يجب أن تكون الحجة والقاعدة دائمًا أكبر من الصفر. يأتي هذا من تعريف الدرجة بواسطة الأس العقلاني، والذي يتم تقليل تعريف اللوغاريتم إليه.
يجب أن تكون القاعدة مختلفة عن الواحد، حيث أن الواحد يظل واحدًا بأي درجة. ولهذا السبب، فإن السؤال "إلى أي قوة يجب أن يرتفع الإنسان للحصول على اثنين" لا معنى له. لا يوجد مثل هذه الدرجة!

تسمى هذه القيود منطقة القيم المقبولة (ODZ). اتضح أن ODZ للوغاريتم يبدو كما يلي: log a x = b ⇒x > 0, a > 0, a ≠ 1.

لاحظ أنه لا توجد قيود على الرقم ب (قيمة اللوغاريتم). على سبيل المثال، قد يكون اللوغاريتم سالبًا: log 2 0.5 = −1، لأن 0.5 = 2 −1.

ومع ذلك، نحن الآن نفكر فقط في التعبيرات الرقمية، حيث ليس من الضروري معرفة قيمة VA للوغاريتم. لقد تم بالفعل أخذ جميع القيود في الاعتبار من قبل مؤلفي المشاكل. ولكن عندما تدخل المعادلات اللوغاريتمية والمتباينات حيز التنفيذ، ستصبح متطلبات DL إلزامية. بعد كل شيء، قد يحتوي الأساس والحجة على إنشاءات قوية جدًا لا تتوافق بالضرورة مع القيود المذكورة أعلاه.

الآن دعونا نفكر المخطط العامحساب اللوغاريتمات. يتكون من ثلاث خطوات:

عبر عن الأساس a والوسيطة x كقوة بأقل قاعدة ممكنة أكبر من واحد. على طول الطريق، من الأفضل التخلص من الكسور العشرية؛
حل معادلة المتغير b: x = a b ;
سيكون الرقم الناتج ب هو الجواب.

هذا كل شئ! إذا تبين أن اللوغاريتم غير منطقي، فسيكون هذا مرئيًا بالفعل في الخطوة الأولى. اشتراط أن تكون القاعدة أكثر من واحد، وثيق الصلة جدًا: فهو يقلل من احتمالية الخطأ ويبسط الحسابات إلى حد كبير. نفس الشيء مع الكسور العشرية: إذا قمت بتحويلها على الفور إلى أخطاء عادية، فسيكون هناك عدد أقل من الأخطاء.

دعونا نرى كيف يعمل هذا المخطط باستخدام أمثلة محددة:

مهمة. احسب اللوغاريتم: سجل 5 25

دعونا نتخيل القاعدة والحجة كقوة خمسة: 5 = 5 1 ؛ 25 = 5 2 ;

لنقم بإنشاء المعادلة وحلها:
سجل 5 25 = ب ⇒(5 1) ب = 5 2 ⇒5 ب = 5 2 ⇒ ب = 2;

تلقينا الجواب: 2.

مهمة. احسب اللوغاريتم:

مهمة. احسب اللوغاريتم: سجل 4 64

دعونا نتخيل القاعدة والحجة كقوة اثنين: 4 = 2 2 ; 64 = 2 6 ;
لنقم بإنشاء المعادلة وحلها:
سجل 4 64 = ب ⇒(2 2) ب = 2 6 ⇒2 2ب = 2 6 ⇒2b = 6 ⇒ ب = 3;
تلقينا الجواب: 3.

مهمة. احسب اللوغاريتم: سجل 16 1

لنتخيل القاعدة والوسيطة كقوة لاثنين: 16 = 2 4 ; 1 = 2 0 ;
لنقم بإنشاء المعادلة وحلها:
سجل 16 1 = ب ⇒(2 4) ب = 2 0 ⇒2 4b = 2 0 ⇒4b = 0 ⇒ ب = 0;
لقد تلقينا الجواب: 0.

مهمة. احسب اللوغاريتم: سجل 7 14

لنتخيل القاعدة والحجة كقوة لسبعة: 7 = 7 1 ؛ لا يمكن تمثيل 14 كقوة لسبعة، لأن 7 1< 14 < 7 2 ;
من الفقرة السابقةويترتب على ذلك أن اللوغاريتم لا يحسب؛
الجواب هو لا تغيير: سجل 7 14.

ملاحظة صغيرة على المثال الأخير. كيف يمكنك التأكد من أن الرقم ليس قوة دقيقة لرقم آخر؟ الأمر بسيط جدًا - ما عليك سوى تقسيمه إلى أجزاء العوامل الأولية. إذا كان للتمدد عاملين مختلفين على الأقل، فإن الرقم ليس قوة محددة.

مهمة. معرفة ما إذا كانت الأرقام هي القوى الدقيقة: 8؛ 48؛ 81؛ 35؛ 14.

8 = 2 · 2 · 2 = 2 3 - الدرجة الدقيقة، لأن هناك مضاعف واحد فقط؛
48 = 6 · 8 = 3 · 2 · 2 · 2 · 2 = 3 · 2 4 - ليست قوة دقيقة، حيث أن هناك عاملين: 3 و 2؛
81 = 9 · 9 = 3 · 3 · 3 · 3 = 3 4 - الدرجة الدقيقة؛
35 = 7 · 5 - مرة أخرى ليست قوة محددة؛
14 = 7 · 2 - مرة أخرى ليست درجة محددة؛

ولنلاحظ أيضًا أننا أنفسنا الأعداد الأوليةهي دائما درجات دقيقة لأنفسهم.

اللوغاريتم العشري

بعض اللوغاريتمات شائعة جدًا بحيث يكون لها اسم ورمز خاصان.

الوسيطة x هي اللوغاريتم للأساس 10، أي. القوة التي يجب رفع الرقم 10 إليها للحصول على الرقم x. التسمية: إل جي إكس.

على سبيل المثال، سجل 10 = 1؛ إل جي 100 = 2; إل جي 1000 = 3 - إلخ.

من الآن فصاعدًا، عندما تظهر عبارة مثل "Find lg 0.01" في كتاب مدرسي، فاعلم أن هذا ليس خطأ مطبعي. هذا هو اللوغاريتم العشري. ومع ذلك، إذا لم تكن على دراية بهذا الترميز، فيمكنك دائمًا إعادة كتابته:
سجل س = سجل 10 س

كل ما ينطبق على اللوغاريتمات العادية ينطبق أيضًا على اللوغاريتمات العشرية.

اللوغاريتم الطبيعي

هناك لوغاريتم آخر له تسمية خاصة به. في بعض النواحي، يكون أكثر أهمية من العلامة العشرية. إنه على وشكحول اللوغاريتم الطبيعي.

الوسيطة x هي اللوغاريتم للأساس e، أي. القوة التي يجب رفع الرقم e إليها للحصول على الرقم x. التعيين: ln x.

سوف يتساءل الكثير من الناس: ما هو الرقم e؟ هذا عدد غير نسبي، له القيمة الدقيقةمن المستحيل العثور عليها وتسجيلها. سأقدم الأرقام الأولى فقط:
ه = 2.718281828459…

لن نخوض في التفاصيل حول ماهية هذا الرقم وسبب الحاجة إليه. فقط تذكر أن e هو أساس اللوغاريتم الطبيعي:
ln x = سجل e x

وهكذا ln e = 1؛ لن ه 2 = 2؛ لن ه 16 = 16 - الخ ومن ناحية أخرى، ln 2 هو عدد غير نسبي. بشكل عام، اللوغاريتم الطبيعي لأي رقم منطقيغير منطقي. باستثناء واحد بالطبع: ln 1 = 0.

ل اللوغاريتمات الطبيعيةجميع القواعد الصحيحة للوغاريتمات العادية صالحة.

أنظر أيضا:

اللوغاريتم. خصائص اللوغاريتم (قوة اللوغاريتم).

كيفية تمثيل رقم على شكل لوغاريتم؟

نستخدم تعريف اللوغاريتم.

اللوغاريتم هو الأس الذي يجب رفع الأساس إليه للحصول على الرقم تحت علامة اللوغاريتم.

وبالتالي، لتمثيل رقم معين c باعتباره لوغاريتم للأساس a، تحتاج إلى وضع قوة لها نفس الأساس مثل قاعدة اللوغاريتم تحت علامة اللوغاريتم، وكتابة هذا الرقم c باعتباره الأس:

يمكن تمثيل أي رقم على الإطلاق لوغاريتم - موجب، سالب، عدد صحيح، كسري، عقلاني، غير عقلاني:

لكي لا تخلط بين أ و ج في ظل الظروف العصيبة للاختبار أو الامتحان، يمكنك استخدام قاعدة الحفظ التالية:

ما هو أدناه يهبط، وما هو فوق يرتفع.

على سبيل المثال، تحتاج إلى تمثيل الرقم 2 على هيئة لوغاريتم للأساس 3.

لدينا رقمان - 2 و 3. هذان الرقمان هما الأساس والأس، وسنكتبهما تحت علامة اللوغاريتم. ويبقى تحديد أي من هذه الأرقام يجب كتابته، إلى قاعدة الدرجة، وأي منها يجب كتابته، إلى الأس.

الأساس 3 في تدوين اللوغاريتم موجود في الأسفل، مما يعني أنه عندما نمثل اثنين كوغاريتم للأساس 3، سنكتب أيضًا 3 للأساس.

2 أعلى من الثلاثة. وفي إشارة إلى الدرجة الثانية نكتب فوق الثلاثة، أي كأساس:

اللوغاريتمات. مستوى اول.

اللوغاريتمات

اللوغاريتم رقم موجب، عدد إيجابي بمرتكز على أ، أين أ > 0، أ ≠ 1، يسمى الأس الذي يجب رفع الرقم إليه أ، ليحصل ب.

تعريف اللوغاريتميمكن كتابتها باختصار مثل هذا:

هذه المساواة صالحة ل ب > 0، أ > 0، أ ≠ 1.وعادة ما يطلق عليه الهوية اللوغاريتمية.
تسمى عملية إيجاد لوغاريتم الرقم بواسطة اللوغاريتم.

خصائص اللوغاريتمات:

لوغاريتم المنتج:

لوغاريتم الحاصل:

استبدال قاعدة اللوغاريتم:

لوغاريتم الدرجة:

لوغاريتم الجذر:

اللوغاريتم مع قاعدة الطاقة:

اللوغاريتمات العشرية والطبيعية.

اللوغاريتم العشريالأرقام تسمي لوغاريتم هذا الرقم بالأساس 10 وتكتب lg ب
اللوغاريتم الطبيعيتسمى الأرقام لوغاريتم هذا الرقم للأساس ه، أين ه- رقم غير منطقي يساوي 2.7 تقريبًا. وفي نفس الوقت يكتبون ln ب.

ملاحظات أخرى على الجبر والهندسة

الخصائص الأساسية للوغاريتمات

اللوغاريتمات، مثل أي أرقام، يمكن جمعها وطرحها وتحويلها بكل الطرق. ولكن بما أن اللوغاريتمات ليست أرقامًا عادية تمامًا، فهناك قواعد تسمى هنا الخصائص الرئيسية.

تحتاج بالتأكيد إلى معرفة هذه القواعد - بدونها، لا يمكن حل أي مشكلة لوغاريتمية خطيرة. بالإضافة إلى ذلك، هناك عدد قليل جدًا منهم - يمكنك تعلم كل شيء في يوم واحد. اذا هيا بنا نبدأ.

جمع وطرح اللوغاريتمات

فكر في لوغاريتمين لهما نفس الأساس: log a x وlog a y. ومن ثم يمكن إضافتها وطرحها، و:

سجل أ x + سجل ص = سجل أ (س ص)؛
سجل أ س - سجل ص = سجل أ (س: ص).

إذن، مجموع اللوغاريتمات يساوي لوغاريتم حاصل الضرب، والفرق يساوي لوغاريتم حاصل القسمة. يرجى ملاحظة: النقطة الأساسية هنا هي أسباب متطابقة. إذا كانت الأسباب مختلفة، فهذه القواعد لا تعمل!

ستساعدك هذه الصيغ في حساب التعبير اللوغاريتمي حتى عندما لا يتم أخذ أجزائه الفردية في الاعتبار (راجع الدرس "ما هو اللوغاريتم"). ألقِ نظرة على الأمثلة وانظر:

سجل 6 4 + سجل 6 9.

بما أن اللوغاريتمات لها نفس الأساس، فإننا نستخدم صيغة الجمع:
سجل 6 4 + سجل 6 9 = سجل 6 (4 9) = سجل 6 36 = 2.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log 2 48 − log 2 3.

القواعد هي نفسها، نستخدم صيغة الفرق:
سجل 2 48 - سجل 2 3 = سجل 2 (48: 3) = سجل 2 16 = 4.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log 3 135 − log 3 5.

مرة أخرى القواعد هي نفسها، لذلك لدينا:
سجل 3 135 - سجل 3 5 = سجل 3 (135: 5) = سجل 3 27 = 3.

كما ترون، تتكون التعبيرات الأصلية من لوغاريتمات "سيئة"، والتي لا يتم حسابها بشكل منفصل. ولكن بعد التحويلات يتم الحصول على أرقام طبيعية تماما. وتستند العديد من الاختبارات على هذه الحقيقة. نعم، يتم تقديم التعبيرات الشبيهة بالاختبار بكل جدية (أحيانًا بدون أي تغييرات تقريبًا) في امتحان الدولة الموحدة.

استخراج الأس من اللوغاريتم

ومن السهل أن نرى أن القاعدة الأخيرة تتبع القاعدة الأولى والثانية. ولكن من الأفضل أن تتذكرها على أي حال - ففي بعض الحالات سوف تقلل بشكل كبير من حجم العمليات الحسابية.

بالطبع، كل هذه القواعد تكون منطقية إذا تمت ملاحظة ODZ للوغاريتم: a > 0, a ≠ 1, x > 0. وشيء آخر: تعلم كيفية تطبيق جميع الصيغ ليس فقط من اليسار إلى اليمين، ولكن أيضًا العكس. ، أي. يمكنك إدخال الأرقام قبل تسجيل اللوغاريتم في اللوغاريتم نفسه.

كيفية حل اللوغاريتمات

وهذا هو المطلوب في أغلب الأحيان.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log 7 49 6 .

دعونا نتخلص من الدرجة في الوسيطة باستخدام الصيغة الأولى:
سجل 7 49 6 = 6 سجل 7 49 = 6 2 = 12

مهمة. ابحث عن معنى العبارة:

لاحظ أن المقام يحتوي على لوغاريتم، قاعدته ووسيطه عبارة عن قوى دقيقة: 16 = 2 4 ; 49 = 7 2. لدينا:

أعتقد أن المثال الأخير يتطلب بعض التوضيح. أين ذهبت اللوغاريتمات؟ حتى اللحظة الأخيرة نحن نعمل فقط مع القاسم. لقد قدمنا أساس ووسيطة اللوغاريتم الموجود هناك في شكل قوى وأزلنا الأسس - لقد حصلنا على كسر "من ثلاثة طوابق".

الانتقال إلى أساس جديد

تأتي صيغ الانتقال إلى أساس جديد للإنقاذ. دعونا صياغتها في شكل نظرية:

دع اللوغاريتم يسجل x يعطى. ثم بالنسبة لأي رقم c بحيث يكون c > 0 و c ≠ 1، تكون المساواة صحيحة:

على وجه الخصوص، إذا وضعنا c = x، نحصل على:

نادرًا ما توجد هذه الصيغ في التعبيرات العددية العادية. من الممكن تقييم مدى ملاءمتها فقط عند حل المعادلات اللوغاريتمية والمتباينات.

ولكن هناك مشاكل لا يمكن حلها على الإطلاق إلا بالانتقال إلى أساس جديد. دعونا نلقي نظرة على اثنين من هذه:

مهمة. أوجد قيمة التعبير: سجل 5 16 سجل 2 25.

لاحظ أن وسيطات كلا اللوغاريتمات تحتوي على قوى دقيقة. لنأخذ المؤشرات: log 5 16 = log 5 2 4 = 4log 5 2; سجل 2 25 = سجل 2 5 2 = 2سجل 2 5;

الآن دعونا "نعكس" اللوغاريتم الثاني:

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log 9 100 lg 3.

أساس ووسيطة اللوغاريتم الأول هما القوى الدقيقة. دعنا نكتب هذا ونتخلص من المؤشرات:

الآن دعونا نتخلص من اللوغاريتم العشري بالانتقال إلى قاعدة جديدة:

الهوية اللوغاريتمية الأساسية

في كثير من الأحيان، في عملية الحل، من الضروري تمثيل رقم على هيئة لوغاريتم لقاعدة معينة.

في هذه الحالة، سوف تساعدنا الصيغ التالية:

في الحالة الأولى، يصبح الرقم n هو الأس في الوسيطة. يمكن أن يكون الرقم n أي شيء على الإطلاق، لأنه مجرد قيمة لوغاريتمية.

الصيغة الثانية هي في الواقع تعريف معاد صياغته. وهذا ما يسمى : .

في الواقع، ماذا يحدث إذا تم رفع الرقم b إلى قوة بحيث يعطي الرقم b إلى هذه القوة الرقم a؟ هذا صحيح: النتيجة هي نفس الرقم أ. اقرأ هذه الفقرة بعناية مرة أخرى - كثير من الناس عالقون فيها.

مثل صيغ الانتقال إلى قاعدة جديدة، تكون الهوية اللوغاريتمية الأساسية في بعض الأحيان هي الحل الوحيد الممكن.

مهمة. ابحث عن معنى العبارة:

لاحظ أن log 25 64 = log 5 8 - ببساطة أخذ المربع من قاعدة اللوغاريتم ووسيطه. مع الأخذ بعين الاعتبار قواعد ضرب القوى ذات الأساس نفسه، نحصل على:

إذا كان أي شخص لا يعرف، كانت هذه مهمة حقيقية من امتحان الدولة الموحدة :)

الوحدة اللوغاريتمية والصفر اللوغاريتمي

سجل أ = 1 هو. تذكر مرة واحدة وإلى الأبد: لوغاريتم أي أساس a لهذا الأساس نفسه يساوي واحدًا.
سجل 1 = 0 هو. الأساس a يمكن أن يكون أي شيء، ولكن إذا كان الوسيط يحتوي على واحد، فإن اللوغاريتم يساوي صفر! لأن 0 = 1 هو نتيجة مباشرة للتعريف.

هذا كل الخصائص. تأكد من ممارسة وضعها موضع التنفيذ! قم بتنزيل ورقة الغش في بداية الدرس وطباعتها وحل المشكلات.

الخصائص الرئيسية.

logax + logay = loga(x y);
logax - logay = loga (x: y).

أسباب متطابقة

سجل 6 4 + سجل 6 9.

الآن دعونا نعقد المهمة قليلاً.

أمثلة على حل اللوغاريتمات

ماذا لو كانت قاعدة أو وسيطة اللوغاريتم قوة؟ ومن ثم يمكن إخراج أس هذه الدرجة من إشارة اللوغاريتم وفق القواعد التالية:

بالطبع، كل هذه القواعد تكون منطقية إذا تمت ملاحظة ODZ للوغاريتم: a > 0, a ≠ 1, x >

مهمة. ابحث عن معنى العبارة:

الانتقال إلى أساس جديد

دع اللوغاريتم يعطى. ثم بالنسبة لأي رقم c بحيث يكون c > 0 و c ≠ 1، تكون المساواة صحيحة:

مهمة. ابحث عن معنى العبارة:

أنظر أيضا:

الخصائص الأساسية للوغاريتم

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.

الأس هو 2.718281828…. لتذكر الأس، يمكنك دراسة القاعدة: الأس يساوي 2.7 ومرتين سنة ميلاد ليو نيكولايفيتش تولستوي.

الخصائص الأساسية للوغاريتمات

بمعرفة هذه القاعدة، ستعرف القيمة الدقيقة للأس وتاريخ ميلاد ليو تولستوي.

أمثلة على اللوغاريتمات

التعبيرات اللوغاريتمية

مثال 1.
أ). س=10أك^2 (أ>0,ج>0).

باستخدام الخصائص 3.5 نحسب

4. أين .

مثال 2. ابحث عن x if

مثال 3. دع قيمة اللوغاريتمات تعطى

احسب السجل (x) إذا

الخصائص الأساسية للوغاريتمات

جمع وطرح اللوغاريتمات

فكر في لوغاريتمين لهما نفس الأساس: logax وlogay. ومن ثم يمكن إضافتها وطرحها، و:

logax + logay = loga(x y);
logax - logay = loga (x: y).

بما أن اللوغاريتمات لها نفس الأساس، فإننا نستخدم صيغة الجمع:
سجل6 4 + سجل6 9 = سجل6 (4 9) = سجل6 36 = 2.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log2 48 − log2 3.

القواعد هي نفسها، نستخدم صيغة الفرق:
سجل2 48 - سجل2 3 = سجل2 (48: 3) = سجل2 16 = 4.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log3 135 − log3 5.

مرة أخرى القواعد هي نفسها، لذلك لدينا:
log3 135 - log3 5 = log3 (135: 5) = log3 27 = 3.

استخراج الأس من اللوغاريتم

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log7 496.

دعونا نتخلص من الدرجة في الوسيطة باستخدام الصيغة الأولى:
log7 496 = 6 log7 49 = 6 2 = 12

مهمة. ابحث عن معنى العبارة:

لاحظ أن المقام يحتوي على لوغاريتم، قاعدته ووسيطه عبارة عن قوى دقيقة: 16 = 24؛ 49 = 72. لدينا:

أعتقد أن المثال الأخير يتطلب بعض التوضيح. أين ذهبت اللوغاريتمات؟ حتى اللحظة الأخيرة نحن نعمل فقط مع القاسم.

صيغ اللوغاريتم. اللوغاريتمات أمثلة الحلول

لقد قدمنا أساس ووسيطة اللوغاريتم الموجود هناك في شكل قوى وأزلنا الأسس - لقد حصلنا على كسر "من ثلاثة طوابق".

الآن دعونا نلقي نظرة على الكسر الرئيسي. يحتوي البسط والمقام على نفس الرقم: log2 7. بما أن log2 7 ≠ 0، يمكننا تبسيط الكسر - سيبقى 2/4 في المقام. ووفقا للقواعد الحسابية، يمكن نقل الأربعة إلى البسط، وهذا ما تم. وكانت النتيجة الجواب: 2.

الانتقال إلى أساس جديد

تأتي صيغ الانتقال إلى أساس جديد للإنقاذ. دعونا صياغتها في شكل نظرية:

دع اللوغاريتم يعطى. ثم بالنسبة لأي رقم c بحيث يكون c > 0 و c ≠ 1، تكون المساواة صحيحة:

على وجه الخصوص، إذا وضعنا c = x، نحصل على:

ولكن هناك مشاكل لا يمكن حلها على الإطلاق إلا بالانتقال إلى أساس جديد. دعونا نلقي نظرة على اثنين من هذه:

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log5 16 log2 25.

لاحظ أن وسيطات كلا اللوغاريتمات تحتوي على قوى دقيقة. لنأخذ المؤشرات: log5 16 = log5 24 = 4log5 2; log2 25 = log2 52 = 2log2 5;

الآن دعونا "نعكس" اللوغاريتم الثاني:

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log9 100 lg 3.

أساس ووسيطة اللوغاريتم الأول هما القوى الدقيقة. دعنا نكتب هذا ونتخلص من المؤشرات:

الآن دعونا نتخلص من اللوغاريتم العشري بالانتقال إلى قاعدة جديدة:

الهوية اللوغاريتمية الأساسية

الصيغة الثانية هي في الواقع تعريف معاد صياغته. وهذا ما يسمى : .

مثل صيغ الانتقال إلى قاعدة جديدة، تكون الهوية اللوغاريتمية الأساسية في بعض الأحيان هي الحل الوحيد الممكن.

مهمة. ابحث عن معنى العبارة:

لاحظ أن log25 64 = log5 8 - ببساطة أخذ المربع من قاعدة اللوغاريتم ووسيطه. مع الأخذ بعين الاعتبار قواعد ضرب القوى ذات الأساس نفسه، نحصل على:

إذا كان أي شخص لا يعرف، كانت هذه مهمة حقيقية من امتحان الدولة الموحدة :)

الوحدة اللوغاريتمية والصفر اللوغاريتمي

اللوغا = 1 هو. تذكر مرة واحدة وإلى الأبد: لوغاريتم أي أساس a لهذا الأساس نفسه يساوي واحدًا.
لوغا 1 = 0 هو. الأساس a يمكن أن يكون أي شيء، ولكن إذا كان الوسيط يحتوي على واحد، فإن اللوغاريتم يساوي صفر! لأن a0 = 1 هي نتيجة مباشرة للتعريف.

هذا كل الخصائص. تأكد من ممارسة وضعها موضع التنفيذ! قم بتنزيل ورقة الغش في بداية الدرس وطباعتها وحل المشكلات.

أنظر أيضا:

لوغاريتم b للأساس a يشير إلى التعبير. لحساب اللوغاريتم يعني العثور على القوة x () التي تتحقق عندها المساواة

الخصائص الأساسية للوغاريتم

من الضروري معرفة الخصائص المذكورة أعلاه، حيث يتم حل جميع المشاكل والأمثلة المتعلقة باللوغاريتمات تقريبًا على أساسها. يمكن استخلاص بقية الخصائص الغريبة من خلال التلاعب الرياضي بهذه الصيغ

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.

عند حساب صيغة مجموع وفرق اللوغاريتمات (3.4) تصادفك كثيرًا. الباقي معقد إلى حد ما، ولكن في عدد من المهام لا غنى عنها لتبسيط التعبيرات المعقدة وحساب قيمها.

الحالات الشائعة للوغاريتمات

بعض اللوغاريتمات الشائعة هي تلك التي يكون أساسها عشرة أو أسيًا أو اثنين.
عادةً ما يسمى اللوغاريتم للأساس العشري باللوغاريتم العشري ويُشار إليه ببساطة بـ lg(x).

ويتضح من التسجيل أن الأساسيات غير مكتوبة في التسجيل. على سبيل المثال

اللوغاريتم الطبيعي هو لوغاريتم قاعدته أس (يُشار إليه بالرمز ln(x)).

الأس هو 2.718281828…. لتذكر الأس، يمكنك دراسة القاعدة: الأس يساوي 2.7 ومرتين سنة ميلاد ليو نيكولايفيتش تولستوي. بمعرفة هذه القاعدة، ستعرف القيمة الدقيقة للأس وتاريخ ميلاد ليو تولستوي.

وهناك لوغاريتم مهم آخر للأساس اثنين يُشار إليه بالرمز

مشتقة لوغاريتم الدالة تساوي واحدًا مقسومًا على المتغير

متكامل أو لوغاريتم المشتق العكسيتحددها التبعية

المواد المقدمة كافية لك لحل فئة واسعة من المسائل المتعلقة باللوغاريتمات واللوغاريتمات. ولمساعدتك على فهم المادة، سأقدم فقط بعض الأمثلة الشائعة منها المنهج المدرسيوالجامعات.

أمثلة على اللوغاريتمات

التعبيرات اللوغاريتمية

مثال 1.
أ). س=10أك^2 (أ>0,ج>0).

باستخدام الخصائص 3.5 نحسب

2.
بواسطة خاصية اختلاف اللوغاريتمات لدينا

3.
باستخدام الخصائص 3.5 نجد

4. أين .

من خلال النظرة تعبير معقديتم تبسيط استخدام عدد من القواعد إلى النموذج

إيجاد القيم اللوغاريتمية

مثال 2. ابحث عن x if

حل. للحساب، نطبق على خصائص الحد الأخير 5 و13

نسجله ونحزن

بما أن الأساسات متساوية، فإننا نساوي التعبيرات

اللوغاريتمات. مستوى اول.

دع قيمة اللوغاريتمات تعطى

احسب السجل (x) إذا

الحل: لنأخذ لوغاريتم المتغير لنكتب اللوغاريتم من خلال مجموع حدوده

هذه مجرد بداية للتعرف على اللوغاريتمات وخصائصها. تدرب على العمليات الحسابية، وقم بإثراء مهاراتك العملية - ستحتاج قريبًا إلى المعرفة التي تكتسبها لحل المعادلات اللوغاريتمية. بعد دراسة الطرق الأساسية لحل هذه المعادلات، سنوسع معرفتك لآخر لا يقل عن ذلك موضوع مهم- المتباينات اللوغاريتمية...

الخصائص الأساسية للوغاريتمات

جمع وطرح اللوغاريتمات

فكر في لوغاريتمين لهما نفس الأساس: logax وlogay. ومن ثم يمكن إضافتها وطرحها، و:

logax + logay = loga(x y);
logax - logay = loga (x: y).

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log6 4 + log6 9.

بما أن اللوغاريتمات لها نفس الأساس، فإننا نستخدم صيغة الجمع:
سجل6 4 + سجل6 9 = سجل6 (4 9) = سجل6 36 = 2.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log2 48 − log2 3.

القواعد هي نفسها، نستخدم صيغة الفرق:
سجل2 48 - سجل2 3 = سجل2 (48: 3) = سجل2 16 = 4.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log3 135 − log3 5.

مرة أخرى القواعد هي نفسها، لذلك لدينا:
log3 135 - log3 5 = log3 (135: 5) = log3 27 = 3.

استخراج الأس من اللوغاريتم

كيفية حل اللوغاريتمات

وهذا هو المطلوب في أغلب الأحيان.

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log7 496.

دعونا نتخلص من الدرجة في الوسيطة باستخدام الصيغة الأولى:
log7 496 = 6 log7 49 = 6 2 = 12

مهمة. ابحث عن معنى العبارة:

لاحظ أن المقام يحتوي على لوغاريتم، قاعدته ووسيطه عبارة عن قوى دقيقة: 16 = 24؛ 49 = 72. لدينا:

الآن دعونا نلقي نظرة على الكسر الرئيسي. يحتوي البسط والمقام على نفس الرقم: log2 7. بما أن log2 7 ≠ 0، يمكننا تبسيط الكسر - سيبقى 2/4 في المقام. ووفقا للقواعد الحسابية، يمكن نقل الأربعة إلى البسط، وهذا ما تم. وكانت النتيجة الجواب: 2.

الانتقال إلى أساس جديد

تأتي صيغ الانتقال إلى أساس جديد للإنقاذ. دعونا صياغتها في شكل نظرية:

دع اللوغاريتم يعطى. ثم بالنسبة لأي رقم c بحيث يكون c > 0 و c ≠ 1، تكون المساواة صحيحة:

على وجه الخصوص، إذا وضعنا c = x، نحصل على:

ولكن هناك مشاكل لا يمكن حلها على الإطلاق إلا بالانتقال إلى أساس جديد. دعونا نلقي نظرة على اثنين من هذه:

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log5 16 log2 25.

لاحظ أن وسيطات كلا اللوغاريتمات تحتوي على قوى دقيقة. لنأخذ المؤشرات: log5 16 = log5 24 = 4log5 2; log2 25 = log2 52 = 2log2 5;

الآن دعونا "نعكس" اللوغاريتم الثاني:

مهمة. أوجد قيمة التعبير: log9 100 lg 3.

أساس ووسيطة اللوغاريتم الأول هما القوى الدقيقة. دعنا نكتب هذا ونتخلص من المؤشرات:

الآن دعونا نتخلص من اللوغاريتم العشري بالانتقال إلى قاعدة جديدة:

الهوية اللوغاريتمية الأساسية

الصيغة الثانية هي في الواقع تعريف معاد صياغته. وهذا ما يسمى : .

مثل صيغ الانتقال إلى قاعدة جديدة، تكون الهوية اللوغاريتمية الأساسية في بعض الأحيان هي الحل الوحيد الممكن.

مهمة. ابحث عن معنى العبارة:

لاحظ أن log25 64 = log5 8 - ببساطة أخذ المربع من قاعدة اللوغاريتم ووسيطه. مع الأخذ بعين الاعتبار قواعد ضرب القوى ذات الأساس نفسه، نحصل على:

إذا كان أي شخص لا يعرف، كانت هذه مهمة حقيقية من امتحان الدولة الموحدة :)

الوحدة اللوغاريتمية والصفر اللوغاريتمي

اللوغا = 1 هو. تذكر مرة واحدة وإلى الأبد: لوغاريتم أي أساس a لهذا الأساس نفسه يساوي واحدًا.
لوغا 1 = 0 هو. الأساس a يمكن أن يكون أي شيء، ولكن إذا كان الوسيط يحتوي على واحد، فإن اللوغاريتم يساوي صفر! لأن a0 = 1 هي نتيجة مباشرة للتعريف.

هذا كل الخصائص. تأكد من ممارسة وضعها موضع التنفيذ! قم بتنزيل ورقة الغش في بداية الدرس وطباعتها وحل المشكلات.