Matematyka
Logarytm: definicja i podstawowe wzory
Zestaw wyjaśnia, czym jest logarytm i jak korzystać ze wzorów na logarytm iloczynu, ilorazu oraz potęgi. Nauczysz się też warunków istnienia logarytmu, najważniejszych własności i typowych przekształceń spotykanych w liceum i na maturze.
Podcast
Ładuję…
Quizy w tym zestawie
16 pytań w 2 etapach
Odblokujesz je po dodaniu zestawu.
Etap 1
5 fiszek · 8 pytań
Etap 2
5 fiszek · 8 pytań
Powtórka z całości
15 pytań ze wszystkich etapów, po ukończeniu etapów
Karty pracy
Ćwiczenia do wydruku na ten temat
Logarytmy - definicja i własnościSzkoła średnia, klasa 1
Otwórz kartę pracyLekcje z kursów Odrabiamy
Obejrzyj albo posłuchaj o tym temacie
Określenie logarytmuWideo, 14 min · Kurs Maturalny - Matematyka podstawowa 2027
Obejrzyj lekcjęWłasności logarytmówWideo, 14 min · Kurs Maturalny - Matematyka podstawowa 2027
Obejrzyj lekcjęFunkcja logarytmicznaWideo, 10 min · Kurs Maturalny - Matematyka podstawowa 2027
Obejrzyj lekcję1.Logarytm liczby dodatniej
Logarytm liczby dodatniej przy podstawie to wykładnik potęgi, do której trzeba podnieść , aby otrzymać . Zapisujemy: , gdzie , , .
2.Warunki istnienia logarytmu
Aby wyrażenie miało sens, musi zachodzić: , oraz . Podstawa logarytmu jest dodatnia i różna od , a liczba logarytmowana musi być dodatnia.
3.Definicja równoważna
Zależność między logarytmem a potęgowaniem ma postać: . Dzięki temu można przechodzić z zapisu logarytmicznego do wykładniczego i odwrotnie.
4.Logarytm iloczynu
Dla i zachodzi wzór: . Logarytm iloczynu zamienia się na sumę logarytmów, przy tej samej podstawie .
5.Logarytm ilorazu
Dla i zachodzi wzór: . Logarytm ilorazu zamienia się na różnicę logarytmów.
6.Logarytm potęgi
Dla i liczby rzeczywistej zachodzi wzór: . Wykładnik potęgi można „wyciągnąć” przed logarytm.
7.Szczególna wartość:
Dla każdej dopuszczalnej podstawy zachodzi , ponieważ .
8.Szczególna wartość:
Dla każdej dopuszczalnej podstawy zachodzi , ponieważ .
9.Logarytm pierwiastka
Ponieważ dla , mamy .
10.Typowe uproszczenie
Przy upraszczaniu wyrażeń logarytmicznych najpierw sprawdza się warunki, a potem stosuje wzory: iloczyn na sumę, iloraz na różnicę, potęgę na współczynnik przed logarytmem. Nie wolno zmieniać podstawy bez odpowiedniego wzoru.
Notatka
Czym jest logarytm
Logarytm to działanie odwrotne do potęgowania. Jeśli chcemy odpowiedzieć na pytanie, do jakiej potęgi trzeba podnieść liczbę , aby otrzymać liczbę , używamy logarytmu. Zapisujemy to tak:
.
Przykład: , bo . Podobnie , bo .
W liceum najważniejsze jest rozumienie tej zależności w obie strony. Gdy widzisz zapis logarytmiczny, możesz zamienić go na wykładniczy, a gdy widzisz równanie potęgowe, często możesz odczytać z niego wartość logarytmu.
Warunki istnienia logarytmu
Wyrażenie ma sens tylko wtedy, gdy spełnione są trzy warunki:
Liczba to podstawa logarytmu. Musi być dodatnia i różna od , ponieważ potęgowanie o takiej podstawie daje jednoznaczne wyniki potrzebne do definicji logarytmu. Liczba to argument logarytmu i musi być dodatnia.
To bardzo ważne przy zadaniach maturalnych. Zanim zastosujesz wzór lub zaczniesz upraszczać wyrażenie, sprawdź, czy argument logarytmu jest dodatni. Na przykład wyrażenie istnieje tylko dla .
Najprostsze własności
Z definicji wynikają dwie bardzo często używane własności:
- , bo
- , bo
Warto też pamiętać o zależności:
- , jeśli wyrażenie ma sens
Te własności pozwalają szybko obliczać proste logarytmy. Przykładowo , a . Jeśli mamy , to wynik od razu wynosi .
W praktyce logarytm „odczytuje wykładnik”, ale tylko przy tej samej podstawie.
Wzór na logarytm iloczynu
Jeżeli i , to obowiązuje wzór:
.
To znaczy, że logarytm z mnożenia można rozbić na sumę dwóch logarytmów o tej samej podstawie. Wzór działa tylko dla iloczynu, nie dla sumy.
Przykłady:
Bardzo częsty błąd to próba zapisania . Taki wzór nie istnieje i nie wolno go używać.
Wzór na logarytm ilorazu
Jeżeli i , to zachodzi:
.
Logarytm z dzielenia zamienia się na różnicę logarytmów. Znów podstawa musi być ta sama, a licznik i mianownik muszą być dodatnie.
Przykłady:
Ten wzór jest wygodny przy upraszczaniu bardziej złożonych wyrażeń oraz przy zamianie różnicy logarytmów na jeden logarytm.
Wzór na logarytm potęgi
Jeżeli , to dla odpowiedniego wykładnika mamy:
.
Oznacza to, że wykładnik potęgi można przenieść przed logarytm jako współczynnik. To jedna z najważniejszych własności w rachunkach logarytmicznych.
Przykłady:
Dzięki temu wzorowi można też obsługiwać pierwiastki, ponieważ pierwiastek zapisujemy jako potęgę ułamkową, na przykład .
Jak rozwiązywać typowe zadania
W zadaniach szkolnych najczęściej trzeba:
- obliczyć konkretny logarytm z definicji
- sprawdzić, dla jakich wartości zmiennej logarytm istnieje
- uprościć wyrażenie z użyciem wzorów na iloczyn, iloraz i potęgę
Dobra kolejność pracy jest taka:
- sprawdź warunki istnienia logarytmu
- rozpoznaj, czy masz iloczyn, iloraz czy potęgę
- zastosuj odpowiedni wzór
- na końcu oblicz wartość, jeśli to możliwe
Przykład: uprość .
Najpierw można użyć wzorów:
.
Można też najpierw policzyć wyrażenie pod logarytmem: , więc wynik to .
W obu sposobach otrzymujemy ten sam wynik, jeśli rachunki są poprawne.
Sprawdzian do druku
Arkusz PDF z kluczem, punktacją i oceną
Sprawdzam sprawdzian…
Znasz kogoś z klasy, komu się przyda? Podziel się zestawem
Podobne zestawy
24 fiszki uczy się 17
12 fiszek uczy się 21
16 fiszek uczy się 1
28 fiszek
14 fiszek
16 fiszek uczy się 2
