Математика. Ч. 2. Логарифмическая функция. Практикум
.pdfСвойство 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 |
b−log |
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
