(จากภาษากรีก γόγος - "คำ", "ความสัมพันธ์" และ ἀριθμός - "ตัวเลข") ขขึ้นอยู่กับ ก(บันทึก α ข) เรียกว่าตัวเลขดังกล่าว ค, และ ข= คนั่นคือ บันทึกบันทึก α ข=คและ ข=กคเทียบเท่ากัน ลอการิทึมสมเหตุสมผลถ้า a > 0, a ≠ 1, b > 0
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ลอการิทึมตัวเลข ขขึ้นอยู่กับ กกำหนดเป็นเลขชี้กำลังซึ่งจะต้องยกจำนวนขึ้น กเพื่อรับหมายเลข ข(ลอการิทึมมีอยู่เฉพาะสำหรับจำนวนบวกเท่านั้น)
จากสูตรนี้ จะได้ว่าการคำนวณ x= log α ขเทียบเท่ากับการแก้สมการ a x =b
ตัวอย่างเช่น:
บันทึก 2 8 = 3 เพราะ 8 = 2 3
ให้เราเน้นว่าการกำหนดลอการิทึมที่ระบุทำให้สามารถระบุได้ทันที ค่าลอการิทึมเมื่อตัวเลขใต้เครื่องหมายลอการิทึมทำหน้าที่เป็นกำลังหนึ่งของฐาน ที่จริงแล้ว การกำหนดลอการิทึมทำให้สามารถพิสูจน์ได้ว่าถ้า ข=คแล้วตามด้วยลอการิทึมของตัวเลข ขขึ้นอยู่กับ กเท่ากับ กับ- เป็นที่ชัดเจนว่าหัวข้อของลอการิทึมมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับหัวข้อ พลังของตัวเลข.
เรียกว่าการคำนวณลอการิทึม ลอการิทึม- ลอการิทึมคือ การดำเนินการทางคณิตศาสตร์กำลังหาลอการิทึม เมื่อพิจารณาลอการิทึม ผลคูณของปัจจัยจะถูกแปลงเป็นผลรวมของพจน์
ศักยภาพคือการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ผกผันของลอการิทึม ในระหว่างการเพิ่มศักยภาพ ฐานที่กำหนดจะถูกยกขึ้นตามระดับของการแสดงออกซึ่งจะดำเนินการเพิ่มศักยภาพ ในกรณีนี้ ผลรวมของพจน์จะเปลี่ยนเป็นผลคูณของปัจจัย
บ่อยครั้ง ลอการิทึมจริงใช้กับฐาน 2 (ไบนารี่) เลขออยเลอร์ e mut 2.718 (ลอการิทึมธรรมชาติ) และ 10 (ทศนิยม)
บน ในขั้นตอนนี้ขอแนะนำให้พิจารณา ตัวอย่างลอการิทึมบันทึก 7 2 , ln √ 5, lg0.0001.
และรายการ lg(-3), log -3 3.2, log -1 -4.3 ไม่สมเหตุสมผลเนื่องจากในตอนแรกจะมีการวางจำนวนลบไว้ใต้เครื่องหมายลอการิทึมในวินาที - จำนวนลบในฐานและในสาม - ทั้งจำนวนลบภายใต้เครื่องหมายลอการิทึมและหน่วยในฐาน
เงื่อนไขในการกำหนดลอการิทึม
ควรพิจารณาแยกเงื่อนไข a > 0, a ≠ 1, b > 0 ภายใต้สิ่งที่เราได้รับ คำจำกัดความของลอการิทึมลองพิจารณาว่าเหตุใดจึงมีการใช้ข้อจำกัดเหล่านี้ ความเท่าเทียมกันของรูปแบบ x = log α จะช่วยเราในเรื่องนี้ ขเรียกว่าเอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐาน ซึ่งตามมาจากคำจำกัดความของลอการิทึมที่ระบุข้างต้นโดยตรง
เอาล่ะเอาเงื่อนไข ก≠1- เนื่องจากหนึ่งยกกำลังใด ๆ เท่ากับหนึ่ง ดังนั้นความเท่าเทียมกัน x=log α ขจะอยู่ได้ก็ต่อเมื่อเท่านั้น ข=1แต่บันทึก 1 1 จะเป็นจำนวนจริงใดๆ เราดำเนินการเพื่อขจัดความคลุมเครือนี้ ก≠1.
ให้เราพิสูจน์ความจำเป็นของเงื่อนไข ก>0- ที่ ก=0ตามสูตรของลอการิทึมจะมีได้ก็ต่อเมื่อ ข=0- และตามนั้น เข้าสู่ระบบ 0 0สามารถเป็นจำนวนจริงใดๆ ที่ไม่ใช่ศูนย์ได้ เนื่องจากศูนย์ถึงกำลังที่ไม่เป็นศูนย์ใดๆ จะเป็นศูนย์ ความคลุมเครือนี้สามารถกำจัดได้ตามเงื่อนไข ก≠0- และเมื่อไร ก<0 เราจะต้องปฏิเสธการวิเคราะห์ค่าลอการิทึมที่เป็นเหตุเป็นผลและไม่ลงตัวเนื่องจากระดับที่มีความเป็นเหตุเป็นผลและไม่มีเหตุผล ตัวบ่งชี้ที่มีเหตุผลกำหนดไว้สำหรับฐานที่ไม่เป็นลบเท่านั้น ด้วยเหตุนี้จึงมีการกำหนดเงื่อนไขไว้ ก>0.
และ เงื่อนไขสุดท้าย ข>0ตามมาด้วยความไม่เท่าเทียมกัน ก>0เนื่องจาก x=log α ขและค่าของดีกรีที่มีฐานบวก กเป็นบวกเสมอ
คุณสมบัติของลอการิทึม
ลอการิทึมโดดเด่นด้วยความโดดเด่น คุณสมบัติซึ่งนำไปสู่การใช้อย่างแพร่หลายเพื่ออำนวยความสะดวกในการคำนวณที่ต้องใช้ความอุตสาหะอย่างมาก เมื่อย้าย "สู่โลกแห่งลอการิทึม" การคูณจะถูกเปลี่ยนแปลงไปอีกมากมาย พับง่ายการหารคือการลบ และการยกกำลังและการแยกรากจะถูกแปลงตามลำดับเป็นการคูณและการหารด้วยเลขชี้กำลัง
การกำหนดลอการิทึมและตารางค่า (สำหรับ ฟังก์ชันตรีโกณมิติ) ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกในปี 1614 โดยนักคณิตศาสตร์ชาวสก็อต จอห์น เนเปียร์ ตารางลอการิทึมที่ขยายและให้รายละเอียดโดยนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการคำนวณทางวิทยาศาสตร์และทางวิศวกรรม และยังคงมีความเกี่ยวข้องจนกระทั่งมีการใช้เครื่องคิดเลขอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์
ลอการิทึม จำนวนบวก b ถึงฐาน a (a>0, a ไม่เท่ากับ 1) คือตัวเลข c โดยที่ a c = b: log a b = c ⇔ a c = b (a > 0, a ≠ 1, b > 0)
โปรดทราบว่าลอการิทึมของจำนวนที่ไม่เป็นบวกนั้นไม่ได้ถูกกำหนดไว้ นอกจากนี้ ฐานของลอการิทึมต้องเป็นจำนวนบวกที่ไม่เท่ากับ 1 เช่น ถ้าเรายกกำลังสอง -2 เราก็จะได้เลข 4 แต่ไม่ได้หมายความว่าลอการิทึมเป็นฐาน -2 ของ 4 เท่ากับ 2
เอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐาน
บันทึก a b = b (a > 0, a ≠ 1) (2)สิ่งสำคัญคือขอบเขตคำจำกัดความของด้านขวาและด้านซ้ายของสูตรนี้แตกต่างกัน ด้านซ้ายถูกกำหนดไว้สำหรับ b>0, a>0 และ a ≠ 1 เท่านั้น ด้านขวามือถูกกำหนดไว้สำหรับ b ใดๆ และไม่ได้ขึ้นอยู่กับ a เลย ดังนั้นการประยุกต์ใช้ "ตัวตน" ลอการิทึมพื้นฐานเมื่อแก้สมการและอสมการสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงใน OD
ผลลัพธ์ที่ชัดเจนสองประการของคำจำกัดความของลอการิทึม
บันทึก a = 1 (a > 0, a ≠ 1) (3)บันทึก 1 = 0 (a > 0, a ≠ 1) (4)
อันที่จริง เมื่อเพิ่มเลข a ยกกำลัง 1 เราจะได้เลขเท่ากัน และเมื่อเพิ่มเลขยกกำลัง 1 ระดับศูนย์- หนึ่ง.
ลอการิทึมของผลิตภัณฑ์และลอการิทึมของผลหาร
บันทึก a (b c) = บันทึก a b + บันทึก a c (a > 0, a ≠ 1, b > 0, c > 0) (5)Log a b c = log a b − log a c (a > 0, a ≠ 1, b > 0, c > 0) (6)
ฉันอยากจะเตือนเด็กนักเรียนไม่ให้ใช้สูตรเหล่านี้อย่างไม่รอบคอบในการแก้ไขปัญหา สมการลอการิทึมและความไม่เท่าเทียมกัน เมื่อใช้ "จากซ้ายไปขวา" ODZ จะแคบลง และเมื่อย้ายจากผลรวมหรือผลต่างของลอการิทึมไปเป็นลอการิทึมของผลิตภัณฑ์หรือผลหาร ODZ จะขยาย
อันที่จริง บันทึกนิพจน์ a (f (x) g (x)) ถูกกำหนดไว้ในสองกรณี: เมื่อทั้งสองฟังก์ชันเป็นบวกอย่างเคร่งครัด หรือเมื่อ f(x) และ g(x) มีค่าน้อยกว่าศูนย์ทั้งคู่
กำลังแปลงร่าง การแสดงออกนี้ลงในผลรวมของบันทึก a f (x) + บันทึก a g (x) เราถูกบังคับให้จำกัดตัวเองไว้เฉพาะในกรณีที่ f(x)>0 และ g(x)>0 มีการตีบแคบของพื้นที่ ค่าที่ยอมรับได้และนี่เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้อย่างเด็ดขาด เนื่องจากอาจนำไปสู่การสูญเสียแนวทางแก้ไขได้ ปัญหาที่คล้ายกันมีอยู่สำหรับสูตร (6)
องศาสามารถนำออกจากเครื่องหมายลอการิทึมได้
บันทึก a b p = p บันทึก a b (a > 0, a ≠ 1, b > 0) (7)และอีกครั้งฉันอยากจะเรียกร้องความถูกต้อง ลองพิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้:
บันทึก a (f (x) 2 = 2 บันทึก a f (x)
ด้านซ้ายของความเท่าเทียมกันถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจนสำหรับค่าทั้งหมดของ f(x) ยกเว้นศูนย์ ด้านขวามีไว้สำหรับ f(x)>0 เท่านั้น! โดยการนำดีกรีออกจากลอการิทึม เราจะจำกัด ODZ ให้แคบลงอีกครั้ง ขั้นตอนย้อนกลับนำไปสู่การขยายช่วงของค่าที่ยอมรับได้ หมายเหตุทั้งหมดนี้ไม่เพียงแต่ใช้กับยกกำลัง 2 เท่านั้น แต่ยังใช้กับกำลังคู่ใดๆ ด้วย
สูตรการย้ายฐานรากใหม่
บันทึก a b = บันทึก c b บันทึก c a (a > 0, a ≠ 1, b > 0, c > 0, c ≠ 1) (8)ที่ กรณีที่หายากเมื่อ ODZ ไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการเปลี่ยนแปลง หากคุณเลือกฐาน c อย่างชาญฉลาด (บวกและไม่เท่ากับ 1) สูตรในการย้ายไปยังฐานใหม่จะปลอดภัยอย่างสมบูรณ์
ถ้าเราเลือกเลข b เป็นฐาน c ใหม่ เราจะได้ค่าสำคัญ กรณีพิเศษสูตร (8):
บันทึก a b = 1 บันทึก b a (a > 0, a ≠ 1, b > 0, b ≠ 1) (9)
ตัวอย่างง่ายๆ พร้อมลอการิทึม
ตัวอย่างที่ 1 คำนวณ: log2 + log50
สารละลาย. log2 + log50 = log100 = 2 เราใช้สูตรสำหรับผลรวมของลอการิทึม (5) และคำจำกัดความ ลอการิทึมทศนิยม.
ตัวอย่างที่ 2 คำนวณ: lg125/lg5
สารละลาย. log125/log5 = log 5 125 = 3 เราใช้สูตรในการย้ายไปยังฐานใหม่ (8)
ตารางสูตรที่เกี่ยวข้องกับลอการิทึม
| บันทึก a b = b (a > 0, a ≠ 1) |
| บันทึก a = 1 (a > 0, a ≠ 1) |
| บันทึก 1 = 0 (a > 0, a ≠ 1) |
| บันทึก a (b c) = บันทึก a b + บันทึก a c (a > 0, a ≠ 1, b > 0, c > 0) |
| log a b c = log a b − log a c (a > 0, a ≠ 1, b > 0, c > 0) |
| บันทึก a b p = p บันทึก a b (a > 0, a ≠ 1, b > 0) |
| บันทึก a b = บันทึก c b บันทึก c a (a > 0, a ≠ 1, b > 0, c > 0, c ≠ 1) |
| บันทึก a b = 1 บันทึก b a (a > 0, a ≠ 1, b > 0, b ≠ 1) |
การรักษาความเป็นส่วนตัวของคุณเป็นสิ่งสำคัญสำหรับเรา ด้วยเหตุนี้ เราจึงได้พัฒนานโยบายความเป็นส่วนตัวที่อธิบายถึงวิธีที่เราใช้และจัดเก็บข้อมูลของคุณ โปรดตรวจสอบหลักปฏิบัติด้านความเป็นส่วนตัวของเราและแจ้งให้เราทราบหากคุณมีคำถามใดๆ
การรวบรวมและการใช้ข้อมูลส่วนบุคคล
ข้อมูลส่วนบุคคลหมายถึงข้อมูลที่สามารถใช้เพื่อระบุหรือติดต่อบุคคลใดบุคคลหนึ่งโดยเฉพาะ
คุณอาจถูกขอให้ให้ข้อมูลส่วนบุคคลของคุณได้ตลอดเวลาเมื่อคุณติดต่อเรา
ด้านล่างนี้คือตัวอย่างบางส่วนของประเภทของข้อมูลส่วนบุคคลที่เราอาจรวบรวมและวิธีที่เราอาจใช้ข้อมูลดังกล่าว
เราเก็บรวบรวมข้อมูลส่วนบุคคลอะไรบ้าง:
- เมื่อคุณส่งใบสมัครบนเว็บไซต์ เราอาจรวบรวมข้อมูลต่าง ๆ รวมถึงชื่อ หมายเลขโทรศัพท์ ที่อยู่ของคุณ อีเมลฯลฯ
เราใช้ข้อมูลส่วนบุคคลของคุณอย่างไร:
- รวบรวมโดยเรา ข้อมูลส่วนบุคคลช่วยให้เราสามารถติดต่อคุณและแจ้งให้คุณทราบได้ ข้อเสนอที่ไม่ซ้ำใครโปรโมชั่นและกิจกรรมอื่น ๆ และกิจกรรมที่กำลังจะเกิดขึ้น
- ในบางครั้ง เราอาจใช้ข้อมูลส่วนบุคคลของคุณเพื่อส่งประกาศและการสื่อสารที่สำคัญ
- เรายังอาจใช้ข้อมูลส่วนบุคคลเพื่อวัตถุประสงค์ภายใน เช่น การตรวจสอบ การวิเคราะห์ข้อมูล และ การศึกษาต่างๆเพื่อปรับปรุงบริการที่เรามอบให้และให้คำแนะนำเกี่ยวกับบริการของเรา
- หากคุณเข้าร่วมการจับรางวัล การประกวด หรือการส่งเสริมการขายที่คล้ายกัน เราอาจใช้ข้อมูลที่คุณให้ไว้เพื่อจัดการโปรแกรมดังกล่าว
การเปิดเผยข้อมูลแก่บุคคลที่สาม
เราไม่เปิดเผยข้อมูลที่ได้รับจากคุณต่อบุคคลที่สาม
ข้อยกเว้น:
- หากจำเป็นตามกฎหมาย ขั้นตอนการพิจารณาคดี, วี การทดลองและ/หรือตามคำขอสาธารณะหรือคำขอจากหน่วยงานรัฐบาลในสหพันธรัฐรัสเซีย - เปิดเผยข้อมูลส่วนบุคคลของคุณ เรายังอาจเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับคุณหากเราพิจารณาว่าการเปิดเผยดังกล่าวมีความจำเป็นหรือเหมาะสมเพื่อความปลอดภัย การบังคับใช้กฎหมาย หรือวัตถุประสงค์ที่สำคัญสาธารณะอื่น ๆ
- ในกรณีของการปรับโครงสร้างองค์กร การควบรวมกิจการ หรือการขาย เราอาจถ่ายโอนข้อมูลส่วนบุคคลที่เรารวบรวมไปยังบุคคลที่สามที่รับช่วงต่อที่เกี่ยวข้อง
การคุ้มครองข้อมูลส่วนบุคคล
เราใช้ความระมัดระวัง - รวมถึงการบริหารจัดการ ทางเทคนิค และทางกายภาพ - เพื่อปกป้องข้อมูลส่วนบุคคลของคุณจากการสูญหาย การโจรกรรม และการใช้งานในทางที่ผิด รวมถึงการเข้าถึง การเปิดเผย การเปลี่ยนแปลง และการทำลายโดยไม่ได้รับอนุญาต
การเคารพความเป็นส่วนตัวของคุณในระดับบริษัท
เพื่อให้มั่นใจว่าข้อมูลส่วนบุคคลของคุณปลอดภัย เราจะสื่อสารมาตรฐานความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัยให้กับพนักงานของเรา และบังคับใช้หลักปฏิบัติด้านความเป็นส่วนตัวอย่างเคร่งครัด
ลอการิทึมก็เหมือนกับตัวเลขอื่นๆ ที่สามารถบวก ลบ และแปลงได้ในทุกวิถีทาง แต่เนื่องจากลอการิทึมไม่ตรงกัน ตัวเลขปกติมีกฎเกณฑ์อยู่ที่นี่ซึ่งเรียกว่า คุณสมบัติหลัก.
คุณจำเป็นต้องรู้กฎเหล่านี้อย่างแน่นอน - หากไม่มีกฎเหล่านี้ก็จะไม่สามารถแก้ไขปัญหาร้ายแรงได้ ปัญหาลอการิทึม- นอกจากนี้ยังมีน้อยมาก - คุณสามารถเรียนรู้ทุกสิ่งได้ภายในวันเดียว มาเริ่มกันเลย
การบวกและการลบลอการิทึม
พิจารณาลอการิทึมสองตัวที่มีฐานเดียวกัน: log ก xและเข้าสู่ระบบ ก ย- จากนั้นจึงสามารถบวกและลบได้ และ:
- บันทึก ก x+บันทึก ก ย=บันทึก ก (x · ย);
- บันทึก ก x- บันทึก ก ย=บันทึก ก (x : ย).
ดังนั้น ผลรวมของลอการิทึมเท่ากับลอการิทึมของผลิตภัณฑ์ และผลต่างเท่ากับลอการิทึมของผลหาร โปรดทราบ: จุดสำคัญที่นี่ - บริเวณที่เหมือนกัน- หากเหตุผลแตกต่าง กฎเหล่านี้ใช้ไม่ได้!
สูตรเหล่านี้จะช่วยคุณคำนวณ นิพจน์ลอการิทึมแม้ว่าแต่ละส่วนจะไม่นับก็ตาม (ดูบทเรียน "ลอการิทึมคืออะไร") ดูตัวอย่างและดู:
ล็อก 6 4 + ล็อก 6 9
เนื่องจากลอการิทึมมีฐานเท่ากัน เราจึงใช้สูตรผลรวม:
บันทึก 6 4 + บันทึก 6 9 = บันทึก 6 (4 9) = บันทึก 6 36 = 2
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log 2 48 − log 2 3
ฐานเท่ากัน เราใช้สูตรผลต่าง:
บันทึก 2 48 - บันทึก 2 3 = บันทึก 2 (48: 3) = บันทึก 2 16 = 4
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log 3 135 − log 3 5
ฐานก็เหมือนกัน ดังนั้นเราจึงได้:
บันทึก 3 135 - บันทึก 3 5 = บันทึก 3 (135: 5) = บันทึก 3 27 = 3
อย่างที่คุณเห็น นิพจน์ดั้งเดิมประกอบด้วยลอการิทึมที่ "ไม่ดี" ซึ่งไม่ได้คำนวณแยกกัน แต่หลังจากการเปลี่ยนแปลงกลับกลายเป็นว่าค่อนข้างมาก ตัวเลขปกติ- หลายคนถูกสร้างขึ้นจากข้อเท็จจริงนี้ การทดสอบ- แล้วการควบคุมล่ะ? การแสดงออกที่คล้ายกันในความจริงจังทั้งหมด (บางครั้งก็แทบไม่มีการเปลี่ยนแปลง) จะถูกนำเสนอในการสอบ Unified State
แยกเลขชี้กำลังออกจากลอการิทึม
ตอนนี้เรามาทำให้งานซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย จะเกิดอะไรขึ้นถ้าฐานหรืออาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมเป็นกำลัง? จากนั้นสามารถนำเลขชี้กำลังของระดับนี้ออกจากเครื่องหมายลอการิทึมได้ตามกฎต่อไปนี้:
สังเกตได้ง่ายว่า กฎข้อสุดท้ายตามมาสองอันแรก แต่ยังไงก็ดีกว่าที่จะจำไว้ - ในบางกรณีมันจะลดจำนวนการคำนวณลงอย่างมาก
แน่นอนว่ากฎทั้งหมดนี้สมเหตุสมผลหากสังเกต ODZ ของลอการิทึม: ก > 0, ก ≠ 1, x> 0. และอีกอย่างหนึ่ง: เรียนรู้การใช้สูตรทั้งหมด ไม่เพียงแต่จากซ้ายไปขวา แต่ยังในทางกลับกันอีกด้วย เช่น คุณสามารถป้อนตัวเลขก่อนที่ลอการิทึมจะลงชื่อเข้าใช้ลอการิทึมได้ นี่คือสิ่งที่จำเป็นบ่อยที่สุด
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log 7 49 6 .
กำจัดระดับของการโต้แย้งโดยใช้สูตรแรก:
บันทึก 7 49 6 = 6 บันทึก 7 49 = 6 2 = 12
งาน. ค้นหาความหมายของสำนวน:
[คำบรรยายภาพ]
โปรดทราบว่าตัวส่วนประกอบด้วยลอการิทึม ฐานและอาร์กิวเมนต์เป็นกำลังที่แน่นอน: 16 = 2 4 ; 49 = 7 2. เรามี:
[คำบรรยายภาพ] ฉันคิดว่าจะ ตัวอย่างสุดท้ายจำเป็นต้องมีการชี้แจง ลอการิทึมหายไปไหน? จนถึงวินาทีสุดท้ายที่เราทำงานกับตัวส่วนเท่านั้น เรานำเสนอฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมที่อยู่ตรงนั้นในรูปแบบของกำลังและนำเลขชี้กำลังออกมา - เราได้เศษส่วน "สามชั้น"
ทีนี้มาดูเศษส่วนหลักกัน ตัวเศษและส่วนมีตัวเลขเดียวกัน: log 2 7 เนื่องจากบันทึก 2 7 ≠ 0 เราสามารถลดเศษส่วนได้ - 2/4 จะยังคงอยู่ในตัวส่วน ตามกฎของเลขคณิตแล้วทั้งสี่สามารถโอนไปยังตัวเศษซึ่งเป็นสิ่งที่ทำเสร็จแล้ว ผลลัพธ์คือคำตอบ: 2.
การเปลี่ยนไปสู่รากฐานใหม่
เมื่อพูดถึงกฎสำหรับการบวกและการลบลอการิทึม ฉันเน้นย้ำเป็นพิเศษว่ากฎเหล่านี้ใช้ได้เฉพาะกับฐานเดียวกันเท่านั้น จะทำอย่างไรถ้าเหตุผลต่างกัน? จะเกิดอะไรขึ้นถ้าพวกมันไม่ใช่เลขยกกำลังที่เท่ากัน?
สูตรสำหรับการเปลี่ยนไปใช้รากฐานใหม่มาช่วยเหลือ ให้เรากำหนดพวกมันในรูปแบบของทฤษฎีบท:
ให้มันได้รับ บันทึกลอการิทึม ก x- แล้วสำหรับเลขอะไรก็ตาม คเช่นนั้น ค> 0 และ ค≠ 1 ความเท่าเทียมกันเป็นจริง:
[คำบรรยายภาพ]
โดยเฉพาะถ้าเราใส่ ค = xเราได้รับ:
[คำบรรยายภาพ]
จากสูตรที่สองเป็นไปตามว่าสามารถสลับฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมได้ แต่ในกรณีนี้นิพจน์ทั้งหมดจะ "พลิกกลับ" เช่น ลอการิทึมจะปรากฏในตัวส่วน
สูตรเหล่านี้หาได้ยากในสูตรทั่วไป การแสดงออกทางตัวเลข- มีความเป็นไปได้ที่จะประเมินว่าสะดวกเพียงใดเมื่อแก้สมการลอการิทึมและอสมการเท่านั้น
แต่มีปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้เลยนอกจากการย้ายฐานรากใหม่ ลองดูสองสามสิ่งเหล่านี้:
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log 5 16 log 2 25
โปรดทราบว่าอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมทั้งสองมีกำลังที่แน่นอน มาดูตัวบ่งชี้กันดีกว่า: log 5 16 = log 5 2 4 = 4log 5 2; บันทึก 2 25 = บันทึก 2 5 2 = 2 บันทึก 2 5;
ทีนี้ลอง "ย้อนกลับ" ลอการิทึมที่สอง:
[คำบรรยายภาพ]เนื่องจากผลคูณไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อจัดเรียงปัจจัยใหม่ เราจึงคูณสี่และสองอย่างใจเย็น จากนั้นจึงจัดการกับลอการิทึม
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log 9 100 lg 3
ฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมแรกคือกำลังที่แน่นอน มาเขียนสิ่งนี้และกำจัดตัวบ่งชี้:
[คำบรรยายภาพ]ทีนี้ลองกำจัดลอการิทึมทศนิยมโดยการย้ายไปยังฐานใหม่:
[คำบรรยายภาพ]เอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐาน
บ่อยครั้งในกระบวนการแก้ปัญหา จำเป็นต้องแสดงตัวเลขเป็นลอการิทึมของฐานที่กำหนด ในกรณีนี้สูตรต่อไปนี้จะช่วยเรา:
ในกรณีแรกคือหมายเลข nกลายเป็นเครื่องบ่งชี้ระดับการยืนหยัดในการโต้แย้ง ตัวเลข nสามารถเป็นอะไรก็ได้อย่างแน่นอน เพราะมันเป็นแค่ค่าลอการิทึม
สูตรที่สองเป็นคำจำกัดความที่ถอดความจริงๆ นั่นคือสิ่งที่เรียกว่า: ขั้นพื้นฐาน เอกลักษณ์ลอการิทึม.
ที่จริงแล้วจะเกิดอะไรขึ้นถ้าตัวเลข ขยกกำลังขึ้นถึงจำนวนนั้น ขยกกำลังนี้ให้ตัวเลข ก- ถูกต้อง: คุณได้หมายเลขเดียวกันนี้ ก- อ่านย่อหน้านี้อย่างละเอียดอีกครั้ง หลายๆ คนอาจติดอยู่กับเรื่องนี้
เช่นเดียวกับสูตรสำหรับการย้ายไปยังฐานใหม่ บางครั้งเอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐานก็เป็นวิธีแก้ปัญหาเดียวที่เป็นไปได้
งาน. ค้นหาความหมายของสำนวน:
[คำบรรยายภาพ]
โปรดทราบว่าบันทึก 25 64 = บันทึก 5 8 - แค่เอากำลังสองจากฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึม พิจารณาหลักเกณฑ์การคูณอำนาจด้วย พื้นฐานเดียวกันเราได้รับ:
[คำบรรยายภาพ]ถ้าใครไม่รู้ นี่คืองานจริงจากการสอบ Unified State :)
หน่วยลอการิทึมและศูนย์ลอการิทึม
โดยสรุป ฉันจะให้สองตัวตนที่แทบจะเรียกได้ว่าเป็นคุณสมบัติไม่ได้ - แต่เป็นผลสืบเนื่องมาจากคำจำกัดความของลอการิทึม สิ่งเหล่านี้มักเกิดปัญหาอยู่เสมอ และน่าประหลาดใจที่ยังสร้างปัญหาให้กับนักเรียน "ขั้นสูง" อีกด้วย
- บันทึก ก ก= 1 คือ หน่วยลอการิทึม- จำไว้ทุกครั้ง: ลอการิทึมของฐานใดๆ กจากฐานนี้เท่ากับหนึ่ง
- บันทึก ก 1 = 0 คือ ศูนย์ลอการิทึม- ฐาน กสามารถเป็นอะไรก็ได้ แต่ถ้าอาร์กิวเมนต์มีหนึ่ง - ลอการิทึม เท่ากับศูนย์- เพราะ ก 0 = 1 เป็นผลโดยตรงจากคำจำกัดความ
นั่นคือคุณสมบัติทั้งหมด อย่าลืมฝึกฝนการนำไปปฏิบัติจริง! ดาวน์โหลดเอกสารสรุปตอนต้นบทเรียน พิมพ์ออกมา และแก้ไขปัญหา
ลอการิทึมของตัวเลข b (b > 0) ถึงฐาน a (a > 0, a ≠ 1)– เลขชี้กำลังที่ต้องยกจำนวน a เพื่อให้ได้ b
ลอการิทึมฐาน 10 ของ b สามารถเขียนได้เป็น บันทึก(ข)และลอการิทึมฐาน e (ลอการิทึมธรรมชาติ) คือ จริง(ข).
มักใช้เมื่อแก้ปัญหาเกี่ยวกับลอการิทึม:
คุณสมบัติของลอการิทึม
มีสี่หลัก คุณสมบัติของลอการิทึม.
ให้ a > 0, a ≠ 1, x > 0 และ y > 0
คุณสมบัติ 1. ลอการิทึมของผลิตภัณฑ์
ลอการิทึมของผลิตภัณฑ์ เท่ากับผลรวมลอการิทึม:
บันทึก a (x ⋅ y) = บันทึก a x + บันทึก a y
คุณสมบัติ 2. ลอการิทึมของผลหาร
ลอการิทึมของผลหารเท่ากับผลต่างของลอการิทึม:
บันทึก a (x / y) = บันทึก a x – บันทึก a y
คุณสมบัติ 3. ลอการิทึมของกำลัง
ลอการิทึมของดีกรี เท่ากับสินค้ากำลังต่อลอการิทึม:
ถ้าฐานของลอการิทึมอยู่ในองศา แสดงว่ามีการใช้สูตรอื่น:
คุณสมบัติ 4. ลอการิทึมของรูท
คุณสมบัตินี้สามารถหาได้จากคุณสมบัติของลอการิทึมของกำลัง เนื่องจากรากของกำลังที่ n เท่ากับพลัง 1/ไม่มี:
สูตรการแปลงจากลอการิทึมในฐานหนึ่งไปเป็นลอการิทึมในอีกฐานหนึ่ง
สูตรนี้มักใช้เมื่อแก้งานต่างๆ เกี่ยวกับลอการิทึม:
กรณีพิเศษ:
การเปรียบเทียบลอการิทึม (อสมการ)
ขอให้เรามี 2 ฟังก์ชัน f(x) และ g(x) ภายใต้ลอการิทึมที่มีฐานเดียวกันและระหว่างนั้นมีเครื่องหมายอสมการ:
หากต้องการเปรียบเทียบ คุณต้องดูที่ฐานของลอการิทึม a ก่อน:
- ถ้า a > 0 แล้ว f(x) > g(x) > 0
- ถ้า 0< a < 1, то 0 < f(x) < g(x)
วิธีแก้ปัญหาลอการิทึม: ตัวอย่าง
ปัญหาเกี่ยวกับลอการิทึมรวมอยู่ในการสอบ Unified State ในวิชาคณิตศาสตร์สำหรับเกรด 11 ในงาน 5 และงาน 7 คุณสามารถค้นหางานพร้อมวิธีแก้ไขบนเว็บไซต์ของเราในส่วนที่เหมาะสม นอกจากนี้ งานที่มีลอการิทึมยังพบได้ในคลังงานทางคณิตศาสตร์อีกด้วย คุณสามารถค้นหาตัวอย่างทั้งหมดได้โดยการค้นหาเว็บไซต์
ลอการิทึมคืออะไร
ลอการิทึมได้รับการพิจารณามาโดยตลอด หัวข้อที่ซับซ้อนวี หลักสูตรของโรงเรียนคณิตศาสตร์. มีมากมาย คำจำกัดความที่แตกต่างกันลอการิทึม แต่ด้วยเหตุผลบางอย่างหนังสือเรียนส่วนใหญ่จึงใช้ค่าลอการิทึมที่ซับซ้อนที่สุดและไม่ประสบความสำเร็จ
เราจะนิยามลอการิทึมอย่างเรียบง่ายและชัดเจน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เรามาสร้างตารางกัน:
ดังนั้นเราจึงมีพลังของทั้งสอง
ลอการิทึม - คุณสมบัติ สูตร วิธีการแก้
หากคุณนำตัวเลขจากบรรทัดล่างสุด คุณจะพบพลังที่คุณจะต้องยกสองขึ้นเพื่อให้ได้ตัวเลขนี้ได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างเช่น หากต้องการได้ 16 คุณต้องยกสองยกกำลังสี่ และเพื่อให้ได้ 64 คุณต้องยกสองยกกำลังหก ดังที่เห็นได้จากตาราง
และตอนนี้ - จริงๆ แล้ว คำจำกัดความของลอการิทึม:
ฐาน a ของอาร์กิวเมนต์ x คือกำลังที่ต้องยกจำนวน a เพื่อให้ได้จำนวน x
ชื่อ: log a x = b โดยที่ a คือฐาน x คืออาร์กิวเมนต์ b คือค่าลอการิทึมที่เท่ากับจริง
ตัวอย่างเช่น 2 3 = 8 ⇒log 2 8 = 3 (ลอการิทึมฐาน 2 ของ 8 คือ 3 เพราะ 2 3 = 8) ด้วยความสำเร็จเดียวกัน บันทึก 2 64 = 6 เนื่องจาก 2 6 = 64
การดำเนินการค้นหาลอการิทึมของตัวเลขไปยังฐานที่กำหนดเรียกว่า เรามาเพิ่มบรรทัดใหม่ให้กับตารางของเรา:
| 2 1 | 2 2 | 2 3 | 2 4 | 2 5 | 2 6 |
| 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 |
| บันทึก 2 2 = 1 | บันทึก 2 4 = 2 | บันทึก 2 8 = 3 | บันทึก 2 16 = 4 | บันทึก 2 32 = 5 | บันทึก 2 64 = 6 |
น่าเสียดายที่ไม่ใช่ทุกลอการิทึมจะคำนวณได้ง่ายนัก ตัวอย่างเช่น ลองค้นหาบันทึก 2 5 ตัวเลข 5 ไม่ได้อยู่ในตาราง แต่ตรรกะกำหนดว่าลอการิทึมจะอยู่ที่ไหนสักแห่งในช่วงเวลา เพราะ 2 2< 5 < 2 3 , а чем ระดับมากขึ้นสองยิ่งจำนวนมากขึ้น
ตัวเลขดังกล่าวเรียกว่าจำนวนอตรรกยะ: ตัวเลขที่อยู่หลังจุดทศนิยมสามารถเขียนได้ไม่จำกัด และจะไม่มีวันซ้ำกัน หากลอการิทึมกลายเป็นแบบไม่ลงตัว ก็ควรปล่อยไว้อย่างนั้นดีกว่า: log 2 5, log 3 8, log 5 100
สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าลอการิทึมคือนิพจน์ที่มีตัวแปรสองตัว (ฐานและอาร์กิวเมนต์) ในตอนแรก หลายคนสับสนว่าอะไรเป็นพื้นฐานและข้อโต้แย้งอยู่ที่ไหน เพื่อหลีกเลี่ยง ความเข้าใจผิดที่น่ารำคาญเพียงแค่ดูภาพ:
ก่อนหน้าเราไม่มีอะไรมากไปกว่าคำจำกัดความของลอการิทึม จดจำ: ลอการิทึมคือกำลังซึ่งจะต้องสร้างฐานเพื่อให้ได้ข้อโต้แย้ง เป็นฐานที่ยกกำลังขึ้น - ในภาพเน้นด้วยสีแดง ปรากฎว่าฐานอยู่ด้านล่างเสมอ! ฉันบอกกฎที่ยอดเยี่ยมนี้แก่นักเรียนในบทเรียนแรก - และไม่มีความสับสนเกิดขึ้น
วิธีการนับลอการิทึม
เราได้ทราบคำจำกัดความแล้ว - สิ่งที่เหลืออยู่คือการเรียนรู้วิธีนับลอการิทึม เช่น กำจัดเครื่องหมาย "บันทึก" อันดับแรก เราสังเกตว่ามีข้อเท็จจริงสำคัญสองประการตามคำจำกัดความนี้:
- อาร์กิวเมนต์และฐานต้องมากกว่าศูนย์เสมอ สิ่งนี้ตามมาจากคำจำกัดความของระดับด้วยเลขชี้กำลังที่เป็นตรรกยะ ซึ่งคำจำกัดความของลอการิทึมจะลดลง
- ฐานจะต้องแตกต่างจากฐานหนึ่ง เนื่องจากระดับหนึ่งถึงระดับใดยังคงเป็นหนึ่ง ด้วยเหตุนี้ คำถามที่ว่า “คนๆ หนึ่งจะต้องเพิ่มพลังอะไรเพื่อให้ได้สอง” จึงไม่มีความหมาย ไม่มีปริญญาขนาดนั้น!
ข้อจำกัดดังกล่าวเรียกว่า ช่วงของค่าที่ยอมรับได้(ODZ) ปรากฎว่า ODZ ของลอการิทึมมีลักษณะดังนี้: log a x = b ⇒x > 0, a > 0, a ≠ 1
โปรดทราบว่าไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับจำนวน b (ค่าของลอการิทึม) ตัวอย่างเช่น ลอการิทึมอาจเป็นลบ: log 2 0.5 = −1 เพราะ 0.5 = 2 −1
อย่างไรก็ตาม ตอนนี้เรากำลังพิจารณาเฉพาะนิพจน์ตัวเลขที่ไม่จำเป็นต้องรู้ VA ของลอการิทึม ผู้เขียนปัญหาได้คำนึงถึงข้อจำกัดทั้งหมดแล้ว แต่เมื่อสมการลอการิทึมและอสมการเข้ามามีบทบาท ข้อกำหนด DL จะกลายเป็นข้อบังคับ ท้ายที่สุดแล้ว พื้นฐานและการโต้แย้งอาจมีโครงสร้างที่แข็งแกร่งมากซึ่งไม่จำเป็นต้องสอดคล้องกับข้อจำกัดข้างต้น
ทีนี้ลองมาพิจารณากัน โครงการทั่วไปการคำนวณลอการิทึม ประกอบด้วยสามขั้นตอน:
- เขียนฐาน a และอาร์กิวเมนต์ x เป็นกำลังโดยมีฐานขั้นต่ำที่เป็นไปได้มากกว่า 1 ระหว่างทางควรกำจัดทศนิยมออกไปจะดีกว่า
- แก้สมการของตัวแปร b: x = a b ;
- ผลลัพธ์หมายเลข b จะเป็นคำตอบ
แค่นั้นแหละ! หากลอการิทึมกลายเป็นจำนวนตรรกยะ สิ่งนี้จะมองเห็นได้ในขั้นตอนแรก ความต้องการที่ฐานจะต้อง มากกว่าหนึ่งมีความเกี่ยวข้องมาก: ลดโอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดและทำให้การคำนวณง่ายขึ้นอย่างมาก เช่นเดียวกับ ทศนิยม: หากคุณแปลงเป็นปกติทันที จะมีข้อผิดพลาดน้อยลงมาก
มาดูกันว่าโครงร่างนี้ทำงานอย่างไรโดยใช้ตัวอย่างเฉพาะ:
งาน. คำนวณลอการิทึม: บันทึก 5 25
- ลองนึกภาพฐานและอาร์กิวเมนต์เป็นกำลังของห้า: 5 = 5 1 ; 25 = 5 2 ;
- เราได้รับคำตอบ: 2.
มาสร้างและแก้สมการกัน:
บันทึก 5 25 = b ⇒ (5 1) b = 5 2 ⇒5 b = 5 2 ⇒ b = 2;
งาน. คำนวณลอการิทึม:
งาน. คำนวณลอการิทึม: บันทึก 4 64
- ลองนึกภาพฐานและอาร์กิวเมนต์เป็นกำลังสอง: 4 = 2 2 ; 64 = 2 6 ;
- มาสร้างและแก้สมการกัน:
บันทึก 4 64 = b ⇒(2 2) b = 2 6 ⇒2 2b = 2 6 ⇒2b = 6 ⇒ b = 3; - เราได้รับคำตอบ: 3.
งาน. คำนวณลอการิทึม: log 16 1
- ลองนึกภาพฐานและอาร์กิวเมนต์เป็นกำลังสอง: 16 = 2 4 ; 1 = 2 0 ;
- มาสร้างและแก้สมการกัน:
บันทึก 16 1 = b ⇒ (2 4) b = 2 0 ⇒2 4b = 2 0 ⇒4b = 0 ⇒ b = 0; - เราได้รับคำตอบ: 0.
งาน. คำนวณลอการิทึม: บันทึก 7 14
- ลองนึกภาพฐานและอาร์กิวเมนต์เป็นกำลังของเจ็ด: 7 = 7 1 ; 14 ไม่สามารถแสดงเป็นกำลังของ 7 ได้ เนื่องจาก 7 1< 14 < 7 2 ;
- จาก ย่อหน้าก่อนหน้าตามมาว่าไม่นับลอการิทึม
- คำตอบคือไม่มีการเปลี่ยนแปลง: บันทึก 7 14
หมายเหตุเล็ก ๆ เกี่ยวกับตัวอย่างสุดท้าย คุณจะแน่ใจได้อย่างไรว่าตัวเลขนั้นไม่ใช่กำลังที่แน่นอนของอีกจำนวนหนึ่ง? มันง่ายมาก - เพียงแค่แยกมันออกเป็น ปัจจัยสำคัญ- ถ้าการขยายตัวมีปัจจัยที่แตกต่างกันอย่างน้อยสองปัจจัย ตัวเลขจะไม่ใช่กำลังที่แน่นอน
งาน. ค้นหาว่าตัวเลขนั้นเป็นเลขยกกำลังที่แน่นอนหรือไม่: 8; 48; 81; 35; 14.
8 = 2 · 2 · 2 = 2 3 - องศาที่แน่นอน เพราะ มีตัวคูณเพียงตัวเดียวเท่านั้น
48 = 6 · 8 = 3 · 2 · 2 · 2 · 2 = 3 · 2 4 - ไม่ใช่กำลังที่แน่นอน เนื่องจากมีปัจจัยสองประการ: 3 และ 2;
81 = 9 · 9 = 3 · 3 · 3 · 3 = 3 4 - ระดับที่แน่นอน;
35 = 7 · 5 - ไม่ใช่กำลังที่แน่นอนอีกครั้ง
14 = 7 · 2 - ไม่ใช่ระดับที่แน่นอนอีกครั้ง
ให้เราสังเกตด้วยว่าเราเอง หมายเลขเฉพาะมีระดับที่แน่นอนของตัวเองอยู่เสมอ
ลอการิทึมทศนิยม
ลอการิทึมบางตัวเป็นเรื่องธรรมดามากจนมีชื่อและสัญลักษณ์พิเศษ
ของอาร์กิวเมนต์ x คือลอการิทึมของฐาน 10 เช่น เลขยกกำลังที่ต้องยกเลข 10 เพื่อให้ได้เลข x ชื่อ: lg x.
ตัวอย่างเช่น บันทึก 10 = 1; แอลจี 100 = 2; lg 1,000 = 3 - ฯลฯ
จากนี้ไป เมื่อวลีเช่น "Find lg 0.01" ปรากฏในหนังสือเรียน โปรดทราบว่านี่ไม่ใช่การพิมพ์ผิด นี่คือลอการิทึมทศนิยม อย่างไรก็ตาม หากคุณไม่คุ้นเคยกับสัญกรณ์นี้ คุณสามารถเขียนใหม่ได้ตลอดเวลา:
บันทึก x = บันทึก 10 x
ทุกอย่างที่เป็นจริงสำหรับลอการิทึมธรรมดาก็เป็นจริงสำหรับลอการิทึมฐานสิบเช่นกัน
ลอการิทึมธรรมชาติ
มีลอการิทึมอื่นที่มีการกำหนดของตัวเอง ในบางแง่ มันสำคัญกว่าทศนิยมด้วยซ้ำ มันเกี่ยวกับเกี่ยวกับลอการิทึมธรรมชาติ
ของอาร์กิวเมนต์ x คือลอการิทึมของฐาน e เช่น ยกกำลังที่ต้องยกเลข e เพื่อให้ได้เลข x ชื่อ: ln x.
หลายคนจะถามว่า ตัวเลข e คืออะไร? นี้ จำนวนอตรรกยะ, ของเขา ค่าที่แน่นอนไม่สามารถค้นหาและบันทึกได้ ฉันจะให้เฉพาะตัวเลขแรกเท่านั้น:
อี = 2.718281828459…
เราจะไม่ลงรายละเอียดว่าหมายเลขนี้คืออะไรและเหตุใดจึงจำเป็น เพียงจำไว้ว่า e เป็นฐานของลอการิทึมธรรมชาติ:
ln x = บันทึก อี x
ดังนั้น ln e = 1; ใน อี 2 = 2; ใน อี 16 = 16 - เป็นต้น ในทางกลับกัน ln 2 เป็นจำนวนอตรรกยะ โดยทั่วไปลอการิทึมธรรมชาติของค่าใดๆ จำนวนตรรกยะไม่มีเหตุผล ยกเว้นสำหรับความสามัคคี: ln 1 = 0
สำหรับลอการิทึมธรรมชาติ กฎทั้งหมดที่เป็นจริงสำหรับลอการิทึมสามัญนั้นใช้ได้
ดูเพิ่มเติมที่:
ลอการิทึม. คุณสมบัติของลอการิทึม (กำลังของลอการิทึม)
จะแสดงตัวเลขเป็นลอการิทึมได้อย่างไร?
เราใช้คำจำกัดความของลอการิทึม
ลอการิทึมเป็นเลขชี้กำลังที่ต้องยกฐานขึ้นเพื่อให้ได้ตัวเลขที่อยู่ใต้เครื่องหมายลอการิทึม
ดังนั้น ในการที่จะแทนจำนวน c ที่แน่นอนเป็นลอการิทึมของฐาน a คุณต้องใส่กำลังที่มีฐานเดียวกันกับฐานของลอการิทึมใต้เครื่องหมายลอการิทึม และเขียนตัวเลข c นี้เป็นเลขชี้กำลัง:
จำนวนใดๆ ก็ตามสามารถแสดงเป็นลอการิทึมได้อย่างแน่นอน - บวก, ลบ, จำนวนเต็ม, เศษส่วน, ตรรกยะ, อตรรกยะ:
เพื่อไม่ให้เกิดความสับสนระหว่าง a และ c ภายใต้สภาวะตึงเครียดของการทดสอบ คุณสามารถใช้กฎการท่องจำต่อไปนี้:
สิ่งที่อยู่ด้านล่างลงไป สิ่งที่อยู่ด้านบนจะขึ้น
ตัวอย่างเช่น คุณต้องแสดงตัวเลข 2 เป็นลอการิทึมของฐาน 3
เรามีตัวเลขสองตัว - 2 และ 3 ตัวเลขเหล่านี้เป็นฐานและเลขชี้กำลังซึ่งเราจะเขียนไว้ใต้เครื่องหมายลอการิทึม ยังคงต้องพิจารณาว่าควรเขียนตัวเลขใดเหล่านี้ลงไปที่ฐานของระดับและตัวเลขใดขึ้นไปถึงเลขชี้กำลัง
ฐาน 3 ในสัญลักษณ์ลอการิทึมจะอยู่ด้านล่าง ซึ่งหมายความว่าเมื่อเราแทนสองเป็นลอการิทึมของฐาน 3 เราก็จะเขียน 3 ลงไปที่ฐานด้วย
2 สูงกว่าสาม และในสัญลักษณ์ของดีกรี 2 เราเขียนไว้เหนือทั้งสาม นั่นคือเป็นเลขชี้กำลัง:
ลอการิทึม ระดับรายการ
ลอการิทึม
ลอการิทึมจำนวนบวก ขขึ้นอยู่กับ ก, ที่ไหน ก > 0, ก ≠ 1เรียกว่าเลขยกกำลังที่ต้องยกจำนวนขึ้น กที่จะได้รับ ข.
ความหมายของลอการิทึมสามารถเขียนสั้น ๆ ได้ดังนี้:
ความเท่าเทียมกันนี้ใช้ได้สำหรับ ข > 0, ก > 0, ก ≠ 1.โดยปกติจะเรียกว่า เอกลักษณ์ลอการิทึม
การกระทำของการค้นหาลอการิทึมของตัวเลขเรียกว่า โดยลอการิทึม
คุณสมบัติของลอการิทึม:
ลอการิทึมของผลิตภัณฑ์:
ลอการิทึมของผลหาร:
การแทนที่ฐานลอการิทึม:
ลอการิทึมของดีกรี:
ลอการิทึมของราก:
ลอการิทึมพร้อมฐานกำลัง:
ลอการิทึมทศนิยมและลอการิทึมธรรมชาติ
ลอการิทึมทศนิยมตัวเลขเรียกลอการิทึมของตัวเลขนี้เป็นฐาน 10 แล้วเขียน lg ข
ลอการิทึมธรรมชาติตัวเลขนั้นเรียกว่าลอการิทึมของตัวเลขนั้นถึงฐาน จ, ที่ไหน จ- จำนวนอตรรกยะประมาณเท่ากับ 2.7 ในเวลาเดียวกันพวกเขาก็เขียน ln ข.
หมายเหตุอื่น ๆ เกี่ยวกับพีชคณิตและเรขาคณิต
คุณสมบัติพื้นฐานของลอการิทึม
คุณสมบัติพื้นฐานของลอการิทึม
ลอการิทึมก็เหมือนกับตัวเลขอื่นๆ ที่สามารถบวก ลบ และแปลงได้ในทุกวิถีทาง แต่เนื่องจากลอการิทึมไม่ใช่ตัวเลขธรรมดาเสียทีเดียว จึงมีกฎที่เรียกว่า คุณสมบัติหลัก.
คุณจำเป็นต้องรู้กฎเหล่านี้อย่างแน่นอน - ไม่ใช่ปัญหาลอการิทึมร้ายแรงแม้แต่ข้อเดียวที่ไม่สามารถแก้ไขได้หากไม่มีกฎเหล่านี้ นอกจากนี้ยังมีน้อยมาก - คุณสามารถเรียนรู้ทุกสิ่งได้ภายในวันเดียว มาเริ่มกันเลย
การบวกและการลบลอการิทึม
พิจารณาลอการิทึมสองตัวที่มีฐานเดียวกัน: บันทึก a x และบันทึก a y จากนั้นจึงสามารถบวกและลบได้ และ:
- บันทึก a x + บันทึก a y = บันทึก a (x y);
- log a x − log a y = log a (x: y)
ดังนั้น ผลรวมของลอการิทึมเท่ากับลอการิทึมของผลิตภัณฑ์ และผลต่างเท่ากับลอการิทึมของผลหาร โปรดทราบ: ประเด็นสำคัญที่นี่คือ บริเวณที่เหมือนกัน- หากเหตุผลแตกต่าง กฎเหล่านี้ใช้ไม่ได้!
สูตรเหล่านี้จะช่วยคุณคำนวณนิพจน์ลอการิทึมแม้ว่าจะไม่ได้พิจารณาแต่ละส่วนก็ตาม (ดูบทเรียน "ลอการิทึมคืออะไร") ดูตัวอย่างและดู:
ล็อก 6 4 + ล็อก 6 9
เนื่องจากลอการิทึมมีฐานเท่ากัน เราจึงใช้สูตรผลรวม:
บันทึก 6 4 + บันทึก 6 9 = บันทึก 6 (4 9) = บันทึก 6 36 = 2
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log 2 48 − log 2 3
ฐานเท่ากัน เราใช้สูตรผลต่าง:
บันทึก 2 48 - บันทึก 2 3 = บันทึก 2 (48: 3) = บันทึก 2 16 = 4
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log 3 135 − log 3 5
ฐานก็เหมือนกัน ดังนั้นเราจึงได้:
บันทึก 3 135 - บันทึก 3 5 = บันทึก 3 (135: 5) = บันทึก 3 27 = 3
อย่างที่คุณเห็น นิพจน์ดั้งเดิมประกอบด้วยลอการิทึมที่ "ไม่ดี" ซึ่งไม่ได้คำนวณแยกกัน แต่หลังจากการแปลงจะได้ตัวเลขปกติโดยสมบูรณ์ การทดสอบจำนวนมากขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงนี้ ใช่ สำนวนที่เหมือนการทดสอบมีการนำเสนออย่างจริงจังทุกประการ (บางครั้งแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ) ในการสอบ Unified State
แยกเลขชี้กำลังออกจากลอการิทึม
ตอนนี้เรามาทำให้งานซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย จะเกิดอะไรขึ้นถ้าฐานหรืออาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมเป็นกำลัง? จากนั้นสามารถนำเลขชี้กำลังของระดับนี้ออกจากเครื่องหมายลอการิทึมได้ตามกฎต่อไปนี้:
จะเห็นได้ง่ายว่ากฎข้อสุดท้ายเป็นไปตามสองข้อแรก แต่ยังไงก็ดีกว่าที่จะจำไว้ - ในบางกรณีมันจะลดจำนวนการคำนวณลงอย่างมาก
แน่นอนว่า กฎทั้งหมดนี้สมเหตุสมผลหากสังเกต ODZ ของลอการิทึม: a > 0, a ≠ 1, x > 0 และอีกอย่างหนึ่ง: เรียนรู้การใช้สูตรทั้งหมดไม่เพียงแต่จากซ้ายไปขวาเท่านั้น แต่ยังในทางกลับกันอีกด้วย , เช่น. คุณสามารถป้อนตัวเลขก่อนที่ลอการิทึมจะลงชื่อเข้าใช้ลอการิทึมได้
วิธีแก้ลอการิทึม
นี่คือสิ่งที่จำเป็นบ่อยที่สุด
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log 7 49 6 .
กำจัดระดับของการโต้แย้งโดยใช้สูตรแรก:
บันทึก 7 49 6 = 6 บันทึก 7 49 = 6 2 = 12
งาน. ค้นหาความหมายของสำนวน:
โปรดทราบว่าตัวส่วนประกอบด้วยลอการิทึม ฐานและอาร์กิวเมนต์เป็นกำลังที่แน่นอน: 16 = 2 4 ; 49 = 7 2. เรามี:
ฉันคิดว่าตัวอย่างสุดท้ายต้องมีการชี้แจง ลอการิทึมหายไปไหน? จนถึงวินาทีสุดท้ายที่เราทำงานกับตัวส่วนเท่านั้น เรานำเสนอฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมที่อยู่ตรงนั้นในรูปแบบของกำลังและนำเลขชี้กำลังออกมา - เราได้เศษส่วน "สามชั้น"
ทีนี้มาดูเศษส่วนหลักกัน ตัวเศษและส่วนมีตัวเลขเดียวกัน: log 2 7 เนื่องจากบันทึก 2 7 ≠ 0 เราสามารถลดเศษส่วนได้ - 2/4 จะยังคงอยู่ในตัวส่วน ตามกฎของเลขคณิตแล้วทั้งสี่สามารถโอนไปยังตัวเศษซึ่งเป็นสิ่งที่ทำเสร็จแล้ว ผลลัพธ์คือคำตอบ: 2.
การเปลี่ยนไปสู่รากฐานใหม่
เมื่อพูดถึงกฎสำหรับการบวกและการลบลอการิทึม ฉันเน้นย้ำเป็นพิเศษว่ากฎเหล่านี้ใช้ได้เฉพาะกับฐานเดียวกันเท่านั้น จะทำอย่างไรถ้าเหตุผลต่างกัน? จะเกิดอะไรขึ้นถ้าพวกมันไม่ใช่เลขยกกำลังที่เท่ากัน?
สูตรสำหรับการเปลี่ยนไปใช้รากฐานใหม่มาช่วยเหลือ ให้เรากำหนดพวกมันในรูปแบบของทฤษฎีบท:
ให้ลอการิทึมบันทึก a x ให้ได้ ดังนั้น สำหรับจำนวน c ใดๆ ที่ c > 0 และ c ≠ 1 ความเท่ากันจะเป็นจริง:
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถ้าเราตั้งค่า c = x เราจะได้:
จากสูตรที่สองเป็นไปตามว่าสามารถสลับฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมได้ แต่ในกรณีนี้นิพจน์ทั้งหมดจะ "พลิกกลับ" เช่น ลอการิทึมจะปรากฏในตัวส่วน
สูตรเหล่านี้ไม่ค่อยพบในนิพจน์ตัวเลขทั่วไป มีความเป็นไปได้ที่จะประเมินว่าสะดวกเพียงใดเมื่อแก้สมการลอการิทึมและอสมการเท่านั้น
แต่มีปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้เลยนอกจากการย้ายฐานรากใหม่ ลองดูสองสามสิ่งเหล่านี้:
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log 5 16 log 2 25
โปรดทราบว่าอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมทั้งสองมีกำลังที่แน่นอน มาดูตัวบ่งชี้กันดีกว่า: log 5 16 = log 5 2 4 = 4log 5 2; บันทึก 2 25 = บันทึก 2 5 2 = 2 บันทึก 2 5;
ทีนี้ลอง "ย้อนกลับ" ลอการิทึมที่สอง:
เนื่องจากผลคูณไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อจัดเรียงปัจจัยใหม่ เราจึงคูณสี่และสองอย่างใจเย็น จากนั้นจึงจัดการกับลอการิทึม
งาน. ค้นหาค่าของนิพจน์: log 9 100 lg 3
ฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึมแรกคือกำลังที่แน่นอน มาเขียนสิ่งนี้และกำจัดตัวบ่งชี้:
ทีนี้ลองกำจัดลอการิทึมทศนิยมโดยการย้ายไปยังฐานใหม่:
เอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐาน
บ่อยครั้งในกระบวนการแก้ปัญหา จำเป็นต้องแสดงตัวเลขเป็นลอการิทึมของฐานที่กำหนด
ในกรณีนี้สูตรต่อไปนี้จะช่วยเรา:
ในกรณีแรก ตัวเลข n จะกลายเป็นเลขชี้กำลังในอาร์กิวเมนต์ จำนวน n สามารถเป็นอะไรก็ได้ เพราะมันเป็นเพียงค่าลอการิทึม
สูตรที่สองเป็นคำจำกัดความที่ถอดความจริงๆ นั่นคือสิ่งที่เรียกว่า: .
อันที่จริง จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเลข b ยกกำลังจนเลข b ยกกำลังนี้ให้เลข a? ถูกต้อง: ผลลัพธ์คือเลข a เดียวกัน อ่านย่อหน้านี้อย่างละเอียดอีกครั้ง หลายๆ คนอาจติดอยู่กับเรื่องนี้
เช่นเดียวกับสูตรสำหรับการย้ายไปยังฐานใหม่ บางครั้งเอกลักษณ์ลอการิทึมพื้นฐานก็เป็นวิธีแก้ปัญหาเดียวที่เป็นไปได้
งาน. ค้นหาความหมายของสำนวน:
โปรดทราบว่าบันทึก 25 64 = บันทึก 5 8 - แค่เอากำลังสองจากฐานและอาร์กิวเมนต์ของลอการิทึม เมื่อคำนึงถึงกฎในการคูณกำลังด้วยฐานเดียวกัน เราได้รับ:
ถ้าใครไม่รู้ นี่คืองานจริงจากการสอบ Unified State :)
หน่วยลอการิทึมและศูนย์ลอการิทึม
โดยสรุป ฉันจะให้สองตัวตนที่แทบจะเรียกได้ว่าเป็นคุณสมบัติไม่ได้ - แต่เป็นผลสืบเนื่องมาจากคำจำกัดความของลอการิทึม สิ่งเหล่านี้มักเกิดปัญหาอยู่เสมอ และน่าประหลาดใจที่ยังสร้างปัญหาให้กับนักเรียน "ขั้นสูง" อีกด้วย
- บันทึก a = 1 คือ จำไว้ทุกครั้ง: ลอการิทึมของฐานใดๆ a ของฐานนั้นจะเท่ากับ 1
- บันทึก 1 = 0 คือ ฐาน a สามารถเป็นอะไรก็ได้ แต่ถ้าอาร์กิวเมนต์มีหนึ่งค่า ลอการิทึมจะเท่ากับศูนย์! เพราะ 0 = 1 เป็นผลโดยตรงจากคำจำกัดความ
นั่นคือคุณสมบัติทั้งหมด อย่าลืมฝึกฝนการนำไปปฏิบัติจริง! ดาวน์โหลดเอกสารสรุปตอนต้นบทเรียน พิมพ์ออกมา และแก้ไขปัญหา