Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Математика. Ч. 2. Логарифмическая функция. Практикум

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.08.2026
Размер:
1 Мб
Скачать

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Д.В. Исламгалиев, В.Б. Пяткова

МАТЕМАТИКА

Часть 2 Логарифмическая функция

Практикум

Москва Ай Пи Ар Медиа

2025

УДК 51

ББК 22.1 И87

Авторы:

Исламгалиев Д.В. — ст. преподаватель кафедры математики; Пяткова В.Б. — ст. преподаватель кафедры математики

Рецензенты:

Стороженко Л.А. — канд. геол.-минер. наук, доц., зав. кафедрой геологии и защиты в чрезвычайных ситуациях Уральского государственного горного университета; Стожков Д.С. — канд. техн. наук, доц., доц. кафедры электротехники

Уральского государственного горного университета

Исламгалиев, Дмитрий Владимирович.

И87 Математика. Ч. 2. Логарифмическая функция : практикум / Д.В. Исламгалиев, В.Б. Пяткова ; Уральский государственный горный университет. — Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2025. — 50 с. — Текст : электронный.

ISBN 978-5-4497-4362-6 (ч. 2)

ISBN 978-5-4497-4360-2

Во второй части практикума рассматривается тема в области математики «Логарифмы». Описаны основные понятия и свойства логарифма. Даны решения типовых уравнений, неравенств и систем, содержащих логарифмическую функцию.

Подготовлен с учетом требований Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования.

Предназначен для студентов всех специальностей и направлений подготовки высшего образования, учебными планами которых предусмотрено изучение дисциплины «Математика».

Учебное электронное издание

Рассмотрено на заседании кафедры математики 17 октября 2024 г. (протокол № 2) и рекомендовано для издания в УГГУ

ISBN 978-5-4497-4362-6 (ч. 2)

© Исламгалиев Д.В., Пяткова В.Б., 2025

ISBN 978-5-4497-4360-2

© ООО Компания «Ай Пи Ар Медиа», 2025

Учебное издание

Исламгалиев Дмитрий Владимирович Пяткова Вера Борисовна

Редактор А.А. Балакирева

Технический редактор, компьютерная верстка К.А. Новикова

Обложка Я.А. Кирсанов, С.С. Сизиумова, фотобанк Freepik

Подписано к использованию 22.04.2025. Объем данных 6,5 Мб

ООО Компания «Ай Пи Ар Медиа» 8 800 555 22 35 (бесплатный звонок по России)

E-mail: sales@iprmedia.ru

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................

5

1.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И СВОЙСТВА .......................................

6

1.1.

Понятие «Логарифм» ..........................................................................

6

1.2.

Свойства логарифмов .......................................................................

10

2.

ГРАФИКИ ЛОГАРИФМИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ ......................

19

3.

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ

 

И НЕРАВЕНСТВА .................................................................................

27

3.1. Уравнения ..........................................................................................

27

3.2. Системы уравнений ..........................................................................

36

3.3. Неравенства .......................................................................................

37

3.4. Примеры повышенной сложности ..................................................

44

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................

49

ЛИТЕРАТУРА ........................................................................................

50

4

ВВЕДЕНИЕ

При изучении темы «Логарифмы» студенты сталкиваются со многими проблемами, для рассмотрения которых необходима постоянная помощь преподавателя. Однако эта задача может быть решена студентами самостоятельно, если они в своей работе воспользуются данным практикумом, в котором содержатся основные теоретические сведения, примеры решения типовых примеров и список рекомендуемой литературы.

Цель издания состоит в том, чтобы помочь студентам в формировании практических навыков решения примеров, содержащих логарифмы, построения графиков логарифмической функции, решения типовых уравнений, неравенств и систем, содержащих логарифмическую функцию.

В результате изучения рассматриваемой темы студенты будут:

1) знать:

основные понятия логарифмов;

основные свойства логарифмов;

2) уметь:

решать логарифмические уравнения;

строить графики логарифмической функции;

сравнивать числа, содержащие логарифмическую функцию;

решать уравнения, неравенства и системы, содержащие логарифмическую функцию.

5

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И СВОЙСТВА

1.1. ПОНЯТИЕ «ЛОГАРИФМ»

Ранее, в 1 части практикума, рассматривались показательные уравнения, решение одного из них приведено в примере 1.

Пример 1. Решите уравнение:

9x = 81.

Решение. Приведем к общему основанию

9

x

 

Приравняем степени:

x

=

=

9

2

2

.

.

А что делать, если задано уравнение Пусть уравнение вида:

9

x

 

=

80

?!

где a (0;1) (1;+ ), b (0;+ )

называется логарифмом loga b :

a

x

=b

,

 

 

 

 

 

имеет единственный корень. Этот корень числа по основанию и обозначается

x = loga b .

Логарифмом положительного числа b по основанию a, где a (0;1) (1;+ ), называется показатель степени, в которую требуется возвести число a, чтобы получить b.

6

Пример 2. Найдите

Решение.

x = log

8

2

 

Пример 3. Найдите

Решение.

x = log

81

9

 

Пример 4. Найдите

x = log2 8.

2

x

=8

,

2

x

= 2

 

 

 

 

 

 

3

x = log9

81.

9

x

 

=81

9

x

2

 

 

 

=9

 

 

 

 

,

 

 

 

 

x = log10

10000.

,

,

Решение.

x= 3

x= 2

log

2

 

log

9

 

8 = 3

81 =

.

2

.

x = log 10000

 

10

 

10

x

 

=10000

,

10

x

 

=10

4

 

,

x = 4

log

10000

10

 

=

4

.

Пример 5. Найдите x =

Решение.

x = log

 

128

64

x

=128

64

 

 

 

 

 

 

Пример 6. Найдите x =

Решение.

x = log5 5 5x

log64 128.

, 2

= 2

,

6x

6x

7

 

 

log5 5.

= 5, 5x = 51 ,

= 7

,

 

x =1

x =

7

log

 

128 =

6

64

 

 

 

 

 

log5 5 =1.

7 6

.

Пример 7. Найдите

Решение.

x = log6 1

x = log6 1.

6x =1, 6x = 60 , x = 0 log6 1= 0.

7

Определение логарифма можно сформулировать следующим образом:

a

log

b

=b

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если в уравнении ax = b число b нельзя представить в виде b = ay ,

то решим уравнение, используя определение логарифма

a

log

b

=b

, тогда:

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

ax

= b ;

 

 

 

 

 

 

 

x

= a

log

b

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = loga b .

 

 

 

 

 

Также уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

x

= b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

можно решить, прологарифмировав обе части по основанию a

loga a

x

= loga

b ;

 

x = loga b.

 

Пример 8. Решите уравнение

9x =81

 

 

.

Решение. Решим уравнение

 

 

 

 

 

9x =81

 

 

 

 

 

.

 

Тогда

 

=9

 

 

9

x

log 81

,

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

x= log9 81.

Врезультате (как мы знаем):

x= 2 .

Ответ: x = 2 .

8

Пример 9. Решите уравнение

9

x

=80

 

 

 

 

 

 

Решение. Решим уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

9

x

=80

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

=9

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

x

 

 

log 80

 

 

 

 

 

 

 

9

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно

x = log9 80.

Ответ: x = log9 80.

.

Решим это же уравнение другим способом:

9x =80

log

 

9

x

= log

 

9

 

9

 

 

 

 

x = log

80

9

 

80

.

Ответ:

x

= log

9

 

80

.

Пример 10. Решите уравнение 4x

= 5.

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

x

= 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

= 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

log

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

x = log

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: x = log4 5.

Пример 11. Решите уравнение

4

x

= 5

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

x

=

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

4

4x = log

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = log4 5.

Ответ: x = log4 5.

9

Пример 12. Упростите выражение

Решение.

7

log

6

7

 

 

 

.

7

log 6

= 6

.

 

7

 

 

 

 

Пример 13. Упростите выражение

Решение.

3

 

= (3

 

4

= 5

 

 

)

4log 5

log 5

 

4

 

3

 

3

 

 

34

=

log 5

.

3

 

625

.

1.2. СВОЙСТВА ЛОГАРИФМОВ

Свойство 1.

a

log

b

=b

(основное логарифмическое тождество).

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = a

 

Свойство 2. Из свойства

1

 

loga a =1.

 

 

Пример 14. Найти значение log3 3.

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log3

3 =1.

Пример 15. Найти значение log5 5.

Решение.

log5 5 =1.

Пример 16. Найти значение log12 12

Решение.

log12 12 =1.

.

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]