Jak pozbyć się logarytmów

Nic tak nie psuje równania jak logarytmy. Są nieporęczne, trudne do manipulowania i dla niektórych trochę tajemnicze. Na szczęście istnieje prosty sposób na pozbycie się z równania tych nieznośnych wyrażeń matematycznych. Wystarczy pamiętać, że logarytm jest odwrotnością wykładnika. Chociaż podstawą logarytmu może być dowolna liczba, najczęściej używanymi podstawami w nauce są 10 i e, która jest liczbą niewymierną znaną jako liczba Eulera. Aby je rozróżnić, matematycy używają „log”, gdy podstawa wynosi 10 i „ln”, gdy podstawa to e.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Aby pozbyć się równania logarytmów, podnieś obie strony do tego samego wykładnika co podstawa logarytmów. W równaniach z wyrażeniami mieszanymi zbierz wszystkie logarytmy po jednej stronie i najpierw uprość.

Co to jest logarytm?

Pojęcie logarytmu jest proste, ale trochę trudne do ujęcia w słowa. Logarytm to liczba razy, kiedy trzeba pomnożyć liczbę przez samą liczbę, aby uzyskać inną liczbę. Innym sposobem powiedzenia tego jest to, że logarytm to potęga, do której pewna liczba – zwana podstawą – musi zostać podniesiona, aby uzyskać inną liczbę. Potęga nazywana jest argumentem logarytmu.

Na przykład log82 = 64 oznacza po prostu, że podniesienie 8 do potęgi 2 daje 64. W logu równania x = 100, podstawa jest rozumiana jako 10 i możesz łatwo rozwiązać argument, x ponieważ odpowiada na pytanie "10 podniesionych do jakiej potęgi równa się 100?" Odpowiedź brzmi 2.

Logarytm jest odwrotnością wykładnika. Logarytm równania x = 100 to inny sposób napisania 10_x_ = 100. Ta zależność umożliwia usunięcie logarytmów z równania przez podniesienie obu stron do tego samego wykładnika co podstawa logarytmu. Jeśli równanie zawiera więcej niż jeden logarytm, muszą one mieć tę samą podstawę, aby to zadziałało.

Przykłady

W najprostszym przypadku logarytm nieznanej liczby równa się innej liczbie:

\log x = y

Podnieś obie strony do wykładników 10, a otrzymasz

10^ {\log x} = 10^y

Od 10(dziennik x) jest po prostu xrównanie staje się

x = 10^y

Gdy wszystkie wyrazy w równaniu są logarytmami, podniesienie obu stron do wykładnika daje standardowe wyrażenie algebraiczne. Na przykład podnieś

\log (x^2 - 1) = \log (x + 1)

do potęgi 10 i otrzymujesz:

x^2 - 1 = x + 1

co upraszcza do

x^2 - x - 2 = 0.

Rozwiązania są x = −2; x = 1.

W równaniach zawierających mieszankę logarytmów i innych terminów algebraicznych ważne jest, aby zebrać wszystkie logarytmy po jednej stronie równania. Następnie możesz dodawać lub odejmować terminy. Zgodnie z prawem logarytmów prawdziwe jest:

\log x + \log y = \log (xy) \\ \,\\ \log x - \log y = \log \bigg(\frac{x}{y}\bigg)

Oto procedura rozwiązywania równania z wyrażeniami mieszanymi:

Zacznij od równania: Na przykład

\log x = \log (x - 2) + 3

Zmień kolejność terminów:

\log x — \log (x — 2) = 3

Zastosuj prawo logarytmów:

\log \bigg(\frac{x}{x-2}\bigg) = 3

Podnieś obie strony do potęgi 10:

\bigg(\frac{x}{x-2}\bigg) = 10^3

Rozwiąż dla x:

\bigg(\frac{x}{x-2}\bigg) = 10^3 \\ x = 1000x - 2000 \\ -999x = -2000 \\ x = \frac{2000}{999}=2.002

  • Dzielić
instagram viewer