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

Свойство 3. Из свойства

a

0

=1

 

 

 

 

 

Пример 17. Вычислить log2

1.

Решение.

 

 

 

log2 1

log

1=

a

 

= 0.

0

.

Пример 18. Вычислить

Решение.

log6 1.

log6 1=

0

.

Пример 19. Вычислить

Решение.

log

15

1

.

 

 

log

1=

15

 

0

.

a

Свойство 4. loga b

c

= c loga b .

 

 

Пусть

 

 

a

 

=b (a

a

 

)

= b a

a

=b

log

b

 

log

b

c

c

 

 

c log b

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 20. Вычислить log2

8.

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

8 = log

 

3

 

= 3

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

c log

a

b = log

a

 

 

log

2

2 = 3 1 =

 

 

b

c

 

3

.

 

log

 

b

c

a

 

 

 

 

= c log

a

 

b

.

Пример 21. Вычислить log5 25.

Решение.

log5 25 = log5 52 = 2 log5 5 = 2 1 = 2 .

11

Пример 22. Вычислить

Решение.

log

3

729 =

 

 

log

log

3

 

3 729.

6

= 6 log

 

3 = 6 1 =

3

3

 

 

 

6

.

Свойство 5.

log

 

 

b =

1

log

a

b

a

d

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 23. Вычислить log8

Решение.

log

8

2 = log

2

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

.

2

=

.

1

log

 

2 =

3

2

 

 

 

 

 

1

1

=

3

 

 

1 3

.

Пример 24. Вычислить log125

Решение.

log

 

25 = log

 

 

5

2

125

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25.

=

2

log

 

5 =

2

1

=

3

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3

.

Пример 25. Вычислить log4 8.

Решение.

log

 

8 = log

 

 

2

3

=

3

log

 

2

=

4

2

2

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

=

2

 

 

3 2

.

Свойство

Пусть

a

log

b

=

 

a

 

 

6.

b

loga b +loga c = loga (b c).

и a

a

c

= c a

a

b

a

a

c

=b c a

a

a

 

=b c

 

log

 

log

 

log

 

log

b+log

c

 

loga b +loga c = loga (b c).

12

Пример 26.

Решение.

log

6

2 +log

 

 

Пример 27.

Решение.

Вычислить log6 2 +log6 18.

 

18 = log

(2 18)= log

 

36 = log

 

6

2

= 2

log

 

6

6

6

 

6

6

 

 

 

 

 

 

 

Вычислить log12

2 +log12 6.

 

 

 

 

 

 

log12 2 +log12 6 = log12 (2 6)= log12 12 =1.

6 = 2 1 =

2

.

Пример 28. Вычислить log8 4 +

Решение.

log

8

4 + log

16 = log

(4 16)= log

8

 

8

 

 

8

 

 

 

 

Свойство 7.

log

 

b log

 

c = log

 

a

a

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log8 16 .

64 = log

 

2

8

8

 

 

b

 

 

.

 

 

c

 

 

= 2 log

8 =

8

 

2 1=

2

.

a

log

b

a

 

 

 

Пусть

=b и a

log c

= c a

log

b

: a

log

c

=

b

a

 

 

 

 

 

 

=

b

loga b loga

a

a

 

a

 

 

log

blog

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

Пример 29. Вычислить log2 6 log2

3.

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

 

6 log

 

3 = log

 

 

6

 

= log

 

2 =1

.

 

 

2

2

2

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

=

log

b

 

 

 

a

 

 

c

.

Пример 30. Вычислить log25 10 log25 2.

Решение.

log25 10 log25

2 = log25

10

 

= log25 5 = log52

5 =

1

log5

5 =

1

1

=

1

.

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Пример 31. Вычислить

 

3

 

 

 

 

3

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

54 log

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log3

 

 

 

 

 

 

 

54

= log3

 

 

 

 

 

 

 

3

= 3

log3 3 = 3 1 = 3.

 

54 log3 2 = log3

 

 

27 = log3 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свойство 8.

logc b

= loga b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

logc a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

log b

=b

. Прологарифмируем обе части по основанию c:

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

logc aloga b

= logc b ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

loga b logc

a =logc b ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

a

b =

 

log

c

b

 

log

c

b

= log

a

b

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

c

a

 

 

log

c

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 32. Вычислить log7 25 .

log7 5

Решение.

log

7

25

= log

 

25

= log

 

5

2

=

 

 

 

 

 

log

 

5

5

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 33. Вычислить

log 5 + log

 

 

6

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

6

225

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 log

5

5 = 2 1 =

 

 

3

.

 

2

.

Решение.

log6 5 + log6 3

=

log6 (5 3)

=

log6 15

= log

 

15 = log

2 15 =

 

 

 

225

log6 225

 

log6 225

log6 225

15

 

 

 

 

 

= 12 log15 15 = 12 1 = 12.

14

Свойство 9.

log

a

b =

1

 

.

log

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

Свойство 9 является следствием свойства 8, то есть, если

c

=

b

, то

log

a

 

Пример 34. Вычислить

Решение.

log

3

2 log

2

3

 

 

 

b =

log

b

b

=

 

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

log

b

a

 

log

b

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log3 2 log2 3.

 

 

 

 

= log 2

1

 

=

log 2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

log

 

2

 

log

 

2

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

=

1

.

Свойство 10.

log10 b = lg b

(десятичный логарифм числа b).

Пример 35. Вычислить

lg10

.

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

lg10 =1

(по свойству 1).

 

 

 

Пример 36. Вычислить

Решение.

lg1 =

lg1

.

 

0

(по свойству 2).

 

Пример 37. Вычислить lg1000.

Решение.

lg1000 = lg10

3

 

= 3 lg10

= 3 1=

3

.

15

Пример 38. Вычислить

log

7

200 log

7

2

 

 

 

 

 

 

 

 

log

7

5

+ log

7

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

Решение.

 

 

 

log7

 

200

 

 

 

 

 

 

 

log7 200 log7

2

 

 

 

 

 

log7

100

 

 

 

 

2

 

 

 

 

=

 

 

 

=

= log

100 = lg100 = lg10

2

 

 

log7 (5 2)

 

 

 

log7 5 + log7 2

 

 

 

log7 10

10

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2 lg10 = 2 1 = 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свойство 11.

loge b = ln b(«натуральный логарифм числа b»).

Пример 39. Вычислить ln e .

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

ln e =1 (по свойству 1).

Пример 40. Вычислить

ln 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

ln 1 = 0

(по свойству 2).

Пример 41. Вычислить ln e

.

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

ln e

4

= 4 ln e = 4

1

= 4 .

 

 

Для вычисления отличного от десятичного или натурального логарифмов на инженерном калькуляторе используется свойство 8, то есть

log

 

b =

lg b

a

lg a

 

 

 

 

 

или

log

a

b =

 

 

ln b ln a

.

В математических программах, например, Excel, Mathcad, Photomath и других loga b можно найти без преобразований.

16

Пример 42. Вычислить

Решение.

log

5

a +log

5

b = log

(a b)

 

 

5

 

Пример 43. Вычислить

log

5

a

 

 

= log

5

 

log

1

a

 

 

 

2

 

+log5 b , если

625 = log

 

4

5

5

 

 

 

 

 

+ log

1

b

, если

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

ab

= 4

ab

= 625

.

 

log5 5 = 4 1=

=1 .

8

4

.

Решение.

log

1

a + log

 

 

 

2

 

Пример 44.

1b = log1 (a b

22

Вычислить

)=

lg

log

a +

 

1

 

 

 

 

1

 

3

 

1

 

 

 

 

 

= log

 

= 3 log

 

= 3

1

=

1

8

1

 

2

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

2

 

 

 

 

lg b

, если

ab =1000000

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

.

Решение.

lg a + lg b = lg(a b)= lg1000000 = lg10

6

 

= 6 lg10

=

6 1=

6

.

Пример 45. Вычислить

log

2

 

a log

2

 

b

, если

a b

=

1

16

 

.

Решение.

log

 

a log

 

b = log

a

= log

 

2

2

 

 

2

 

 

2

b

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 46. Вычислить log1

5

Решение.

log1

a log1

b = log1

a

= log

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

5

5

5

 

1

= log

 

2

4

= −4 log

 

2 = −4 1 = −4

 

 

 

 

 

 

 

16

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

a log1

b, если

a

=

1

.

b

25

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

1

= log1

 

1

2

= 2 log1

1

= 2

1

= 2 .

1

 

 

 

 

 

 

 

25

5

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

5

5

 

 

 

.

17

Пример 47. Вычислить

Решение.

lg a

lg a lg b

a

 

, если

b

 

a

 

lg b = lg

 

 

= lg1 =

 

b

 

=1

0.

.

Пример 48. Вычислить

log

3

b

 

 

log

3

a

 

 

, если loga b = 4 .

Решение.

log3 b

= loga b = 4 .

log3 a

 

Пример 49. Вычислить

log

9

b

, если loga b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

9

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log b

= log

 

b =

1

 

 

 

9

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

log

 

a

 

 

 

a

 

18

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1

18

 

.

Пример 50. Вычислить

Решение.

log

 

2

3

с = log

 

a

2

+ log

 

a

a

b

a

 

a

 

 

 

 

 

 

 

= 2 1+ 3 2 + (4)= 2 + 6

Пример 51. Вычислить

loga

a

b

с , если

loga

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

b

3

+ log

 

с = 2 log

 

a +

 

a

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 = 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

4

 

 

b

 

 

 

loga

 

 

 

 

, если

log

 

с

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

3

a

= 2

и

log

a

b

 

 

b = −4

log

a

с = −4

 

 

+loga с =

иloga с =

.

3.

Решение.

 

 

a4

b

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

4

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

= log

 

 

+ log

 

b log

 

 

= log

 

 

+ log

 

 

 

 

log

 

 

=

log

 

 

 

a

 

 

с

 

a

 

b2

 

с

a

с2

 

 

a

 

a

a

 

a

 

a

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 4loga a + 12 loga b 2loga с = 4 1+ 12 (4)2 3 = 4 2 6 = −4.

18

2. ГРАФИКИ ЛОГАРИФМИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ

Если y = ный на рис. 1.

log

a

x,

 

 

a

1

,

то график функции имеет вид, изображен-

y

0

y = log

a

x ,

a 1

 

 

 

 

 

 

x

Рис. 1. График функции

y = loga x, a 1

Анализ графика функции:

1. Область определения функции (область допустимых значений):

 

x (0;+ )

или

D(x) (0;+ )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Множество значений функции

y R

или

E(x) (;+ )

.

 

 

 

 

3.

Функция возрастает при

x (0;+ )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Функция общего вида.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Ограниченность функции слева

x = 0 .

 

 

 

6.

При y 0 x (1;+ ), при

y 0

x (0;1), при

 

y = 0 x =1.

 

7.

Наибольшее и наименьшее значения функции не существуют.

Если y =loga x, a (0;1), то график функции имеет вид, изображенный на рис. 2.

y

0

1 x

y = log

a

x ,

a (0;1)

 

 

 

Рис. 2. График функции y =loga x, a (0;1)

19

Анализ графика функции:

1.Область определения функции (область допустимых значений):

x(0;+ ) или D(x) (0;+ ).

2. Множество значений функции

y R

или

E(x) (;+ )

.

 

 

3. Функция убывает при

x (0;+ )

.

 

 

 

 

 

 

 

4.Функция общего вида.

5.Ограниченность функции слева x = 0 .

6.

При y 0 x (0;1), при

y 0

x (1;+ ), при

y = 0

x =1.

7.

Наибольшее и наименьшее значения функции не существуют.

Пример 52. Построить график функции y =log2 x .

Решение. Построим таблицу значений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

2

 

4

8

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

0

 

1

 

2

3

–1

–2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

График функции

y =log

2

x

 

 

на рис. 3.

y

y (x )

= log

2

x

3

2

1

x

0

1

2

Рис. 3. График функции y =log2 x

20

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]