www.matematiranje.com LOGARITMI
Logaritam broja b za osnovu a je realan broj x kojim treba stepenovati osnovu a da bi se dobilo pozitivan broj b. (a > 0, a ≠ 0) ili
log a b = x ⇔ b = a x
Važno: b > 0 je najčešći uslov koji postavljamo a još je a ∈ R, a ≠ 1, i a > 0 b-se zove numerus (logaritmand), a je osnova (baza) Osnovna svojstva logaritma
1. log a 1 = 0 2. log a a = 1 3. log a ( xy ) = log a x + log a y x 4. log a = log a x − log a y y 5. log a x n = n log a x 1 6. log a s x = log a x s
7. log a b ⋅ log a a = 1 tj. log a b =
1 log b a
8. Za prelazak na neku novu bazu c: log a b =
log c b log c a
9. a log a b = b → Ako je baza (osnova) a=10 takvi se logaritmi nazivaju DEKADNI i označavaju se log10 x = log x (Znači kad nema da piše osnova, podrazumeva se da je 10) → Ako je osnova (baza) a=e ( e ≈ 2,7 ) onda se takvi logaritmi zovu PRIRODNI I označavaju se log e x = ln x → Moramo voditi računa o zapisu:
(log a x )2 = log a2 x = log a x ⋅ log a x log a x 2 = log a x ⋅ x = 2 log a x Upoznajmo se sa svojstvima logaritma kroz sledeće primere:
1
www.matematiranje.com Izračunati: 1)
log 5 1 = ? log 6 1 = ?
Svi ovi logaritmi za rešenje imaju 0. Znači, za bilo koju osnovu, od jedinice rešenje je 0 ( log a 1 = 0 )
log 1 1 = ? 2
log 1 = ? ln 1 = ?
2)
log12 12 = ? log 2 3
2 =? 3
Svi ovi logaritmi za rešenje imaju 1, jer je log a a = 1 PAZI: log 10 = log10 10 = 1
ln e = log e e = 1
log10 = ? ln e = ?
3)
a) log 6 2 + log 6 3 = ? b) log 30 2 + log 30 5 + log 30 3 = ?
Primenićemo svojstvo 3:
log a x + log a y = log a ( xy )
Dakle: a) log 6 2 + log 6 3 = log 6 (2 ⋅ 3) = log 6 6 = ( po drugom svojstvu)=1 b) log 30 2 + log 30 5 + log 30 3 = log 30 (2 ⋅ 5 ⋅ 3) = log 30 30 = 1
4)
a) log 5 10 − log 5 2 = ? b) log 2 20 − log 2 10 = ?
Primenićemo:
log a x − log a y = log a
x y
Dakle: 10 = log 5 5 = 1 2 20 b) log 2 20 − log 2 10 = log 2 = log 2 2 = 1 10
a) log 5 10 − log 5 2 = log 5
2
www.matematiranje.com 5) Izračunati:
a) log 2 8 = ? 1 b) log 5 =? 125
Ovde ćemo upotrebiti log a x n = n log a x n
v) log a 5 a 2 = ?
Podsetnik:
m
an = a m i
1 = a −n an
a) log 2 8 = log 2 23 = 3 log 2 2 = 3 ⋅1 = 3 b) log 5
1 1 = log 5 3 = log 5 5−3 = −3log 5 5 = −3 ⋅1 = −3 125 5
v) 2 5
log a a = log a a = 2
5
2 2 2 log a a = ⋅1 = 5 5 5
6) Izračunati:
a) log 81 3 = ? b) log 2 2 = ? v) log
3
27 = ?
1 Ovde ćemo upotrebiti da je log a s x = log a x s a)
log 81 3 = log 34 3 =
b)
log
v)
log
1 1 1 log 3 3 = ⋅1 = 4 4 4
1 log 2 2 = 2 ⋅1 = 2 1 2
2
2 = log 1 2 =
3
27 = log 1 33 = 3 ⋅
22
32
1 log 3 3 = 3 ⋅ 2 ⋅1 = 6 1 2
3
www.matematiranje.com
7) Izračunati:
a) log 5 2 ⋅ log 2 5 = ? b) log10 15 ⋅ log15 10 = ?
Važi: log a b ⋅ log b a = 1
Dakle rešenja oba ova zadačića je 1. 8) Izračunati:
a) log 3 2 ⋅ log 4 3 ⋅ log 5 4 ⋅ log 6 5 ⋅ log 7 6 ⋅ log8 7 = ? b) Ako je log 5 2 = a i log 5 3 = b izračunati log 45 100 = ? Rešenje:
Ovde ćemo primeniti prelazak na novu osnovu: log a b =
log c b log c a
a) Ajde recimo da uzmemo novu osnovu 10 tada je: log 3 2 =
log 2 log 3 ; log 4 3 = , log 3 log 4
itd. Dakle: log 3 2 ⋅ log 4 3 ⋅ log 5 4 ⋅ log 6 5 ⋅ log 7 6 ⋅ log 8 7 =
log 2 log 3 log 4 log 5 log 6 log 7 = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ log 3 log 4 log 5 log 6 log 7 log 8
log 2 = (sad vidimo da je bilo bolje da log 8 log c a uzmemo osnovu 2, ali nema veze vraćamo se u = = log b a ) log c b 1 1 1 = log8 2 = log 23 2 = log 2 2 = ⋅1 = 3 3 3
Kao što vidimo dosta toga se ‘’skratiti’’ =
b) log 5 2 = a ∧ log 5 3 = b
4
www.matematiranje.com log 45 100 = (ovde je jasno da nova osnova mora biti 5.) =
log 5 100 = log 5 45
=
log 5 102 2 log 5 10 2 log 5 (5 ⋅ 2) 2 ( log 5 5 + log 5 2 ) = = = = log 5 (5 ⋅ 9) log 5 5 + log 5 9 1 + log 5 32 1 + 2 log 5 3
=
2(1 + log 5 2) 2(1 + a) = 1 + 2 log 5 3 1 + 2b
9) Izračunati:
a) 3log3 81 = ? b) 10log 5 = ? 3log3 81 = 81
Dakle:
Primenjujemo: a log a b = ? i
10 log 5 = 5
Sad kad smo se upoznali sa osnovnim svojstvima logaritama , pokažimo još neke osnovne tipove zadataka: 1) Logaritmovati sledeće izraze za osnovu 10.
x⋅ y z x2 ⋅ y3 b) B = z5 3 x v) C = 5 y2 ⋅ y a) A =
d) D = 3 5 x 4 y 3 Rešenja: a) A=
x⋅ y z
log A = log
xy = log( xy ) − log z = log x + log y − log z z
b) B=
x2 ⋅ y3 z5
x2 ⋅ y3 log B = log 5 = log( x 2 ⋅ y 3 ) − log z 5 = log x 2 + log y 3 − log z 5 = z = 2 log x + 3 log y − 5 log z
5
www.matematiranje.com v) C=
3 5
PAZI:
y2 ⋅ z
log C = log
1
n
x 3 5
x
y2 ⋅ z
m
an = a m ,
= log 3 x − log
(
5
a = a2
)
1 2 1 ⎛ ⎞ y 2 ⋅ z = log x 3 − ⎜ log y 5 + log z 2 ⎟ = ⎝ ⎠
1 2 1 = log x − log y − log z 3 5 2 g) D = 3 5x4 y3 1
4
D = 3 5 x 4 y 3 = 3 5 3 x 4 3 y 3 = 5 3 ⋅x 3 ⋅ y ⎛ 13 43 ⎞ log D = log⎜⎜ 5 ⋅ x ⋅ y ⎟⎟ ⎝ ⎠ 1 4 = log 5 + log x + log y 3 3 2) Rešiti po x jednačine:
a) log x = log 4 + 2 log 5 + log 6 − log15 b) log x + log 3 = 2 log r + log π + log H 1 v) 2 log x − 3 log a = log 5 + log b + log c 2 Rešenje: Ideja je da se upotrebom svojstva logaritma ‘’spakuju’’ obe strane!!! Dobićemo izraz log x = log ⊗, ovde izvršimo takozvano ANTILOGARITMOVANJE, tj. skratimo logaritme i dobijemo x = ⊗ a) log x = log 4 + 2 log 5 + log 6 − log15 SAVET: Prvo brojeve ispred prebacimo kao stepen numerusa!!! n log a x = log a x n log x = log 4 + log 52 + log 6 − log15 4 ⋅ 25 ⋅ 6 log x = log 15 600 log x = log 15 log x = log 40.................. / ANTILOGARITMOVANJE x = 40
6
www.matematiranje.com
b) log x + log 3 = 2 log r + log π + log H log( x ⋅ 3) = log r 2 + log π + log H log(3 x) = log(r 2π H )....................................... / ANTILOGARITMOVANJE 3 x = r 2π H x=
r 2π H ...............................................(V kupe) 3
v) 1 2 log x − 3log a = log 5 + log b + log c 2 log x − log a = log 5 + log b + log c 2
log
3
1 2
x2 = log 5 ⋅ b ⋅ c ................. / ANTILOGARITMOVANJE a3
x2 = 5b c a3 x 2 = 5a 3 b c x = 5a 3 b c
3) Ako je log14 7 = a i
log14 5 = b
Izračunati log 35 28 = ?
Rešenje: ovo je onaj tip zadataka gde moramo uzeti novu osnovu, naravno, to će biti 14.
196 log14 28 log14 196 − log14 7 log14 14 2 − log14 7 7 log 35 28 = = = = = log14 35 log14 (7 ⋅ 5) log14 7 + log14 5 log14 7 + log14 5 log14
=
2 log14 14 − log14 7 2 − a = log14 7 + log14 5 a+b
196 14 2 = . Probajte razne 7 7 opcije, nešto mora da ‘’upali’’, uglavnom, iskustvo je presudno!!!
Vi se sada naravno pitate kako smo mi znali da napišemo 28 =
7
www.matematiranje.com
8