Dela logaritmer

Logaritmer kan se svåra att använda, men precis som exponenter eller polynom måste du bara lära dig rätt tekniker. Du behöver bara känna till några grundläggande egenskaper för att dela två logaritmer med samma bas, eller för att utöka en logaritm med en kvot.

Steg

Metod 1 av 2: Dela logaritmer för hand

Bild med titeln Dela logaritmer Steg 1
1. Kontrollera om det finns negativa siffror och ettor. Denna metod hanterar problem i formuläret loggab(X)loggab(a){displaystyle {frac {log _{b}(x)}{log _{b}(a)}}}{displaystyle {frac {log _{b}(x)}{log _{b}(a)}}}. Det fungerar dock inte för några speciella fall:
  • Logaritmen för ett negativt tal är inte definierad för alla baser (som t.ex logga(-3){displaystyle log(-3)}{displaystyle log(-3)} eller logga4(-5){displaystyle log _{4}(-5)}{displaystyle log _{4}(-5)}). Skriv sedan "Ingen lösning".
  • Logaritmen för noll är också odefinierad för alla baser. Om du ser en term som ln(0){displaystyle ln(0)}{displaystyle ln(0)}, skriv sedan även "Ingen lösning".
  • Logaritmen för en i valfri bas (logga(1){displaystyle log(1)}{displaystyle log(1)}) är alltid lika med noll, eftersom X0=1{displaystyle x^{0}=1}{displaystyle x^{0}=1} för alla värden av X. Ersätt den logaritmen med 1 istället för att använda metoden nedan.
  • Om de två logaritmerna har olika baser, som t.ex lOg3(X)lOg4(a){displaystyle {frac {log_{3}(x)}{log_{4}(a)}}}{displaystyle {frac {log_{3}(x)}{log_{4}(a)}}}, och du kan inte förenkla någon av dem till ett heltal, då kan problemet inte lösas för hand.
Bild med titeln Dela logaritmer steg 2
2. Redigera uttrycket i en logaritm. Förutsatt att du inte hittade något av ovanstående undantag, kan du nu förenkla problemet till en logaritm. För att göra detta, använd formelnloggab(X)loggab(a)=loggaa(X){displaystyle {frac {log _{b}(x)}{log _{b}(a)}}=log _{a}(x)}{displaystyle {frac {log _{b}(x)}{log _{b}(a)}}=log _{a}(x)}.
  • Exempel 1: Lös: logga16logga2{displaystyle {frac {log {16}}{log {2}}}}{displaystyle {frac {log {16}}{log {2}}}}.
    Börja med att konvertera detta till en logaritm med formeln ovan: logga16logga2=logga2(16){displaystyle {frac {log {16}}{log {2}}}=log _{2}(16)}{displaystyle {frac {log {16}}{log {2}}}=log _{2}(16)}.
  • Denna formel är "förändring av bas"-formeln, härledd från de grundläggande logaritmiska egenskaperna.
  • Bild med titeln Dela logaritmer Steg 3
    3. Beräkna detta för hand om möjligt. Kom ihåg: om loggaa(X){displaystyle log _{a}(x)}{displaystyle log _{a}(x)} att lösa, tänker du på `a?=X{displaystyle a^{?}=x}{displaystyle a^{?}=x}` eller `Vilken exponent kan jag använda a höja till X att få?` Det är inte alltid möjligt att lösa detta utan en miniräknare, men om du har tur kommer du att få en lätt förenklad logaritm.
  • Exempel 1 (forts.): Skriva om logga2(16){displaystyle log _{2}(16)}{displaystyle log _{2}(16)} om 2?=16{displaystyle 2^{?}=16}{displaystyle 2^{?}=16}. Värdet av `?` är svaret på problemet. Du kanske måste prova några för att hitta den:
    22=2*2=4{displaystyle 2^{2}=2*2=4}{displaystyle 2^{2}=2*2=4}
    23=4*2=8{displaystyle 2^{3}=4*2=8}{displaystyle 2^{3}=4*2=8}
    24=8*2=16{displaystyle 2^{4}=8*2=16}{displaystyle 2^{4}=8*2=16}
    16 är vad du letade efter, så logga2(16){displaystyle log _{2}(16)}{displaystyle log _{2}(16)} = 4.
  • Bild med titeln Dela logaritmer steg 4
    4. Lämna svaret i logaritmform om du inte kan förenkla det. Vissa logaritmer är mycket svåra att lösa för hand. Du behöver en miniräknare om du behöver svaret i ett praktiskt syfte. När du löser problem i mattelektionen förväntar sig din lärare förmodligen att du lämnar svaret som logaritm. Här är ett annat exempel som använder den här metoden för ett svårare problem:
  • Exempel 2: Vad är logga3(58)logga3(7){displaystyle {frac {log _{3}(58)}{log _{3}(7)}}}{displaystyle {frac {log _{3}(58)}{log _{3}(7)}}}?
  • Konvertera detta till en logaritm:: logga3(58)logga3(7)=logga7(58){displaystyle {frac {log _{3}(58)}{log _{3}(7)}}=log _{7}(58)}{displaystyle {frac {log _{3}(58)}{log _{3}(7)}}=log _{7}(58)}.(Observera att 3 försvinner i alla inledande loggar -- detta gäller alla baser).
  • Skriv om som 7?=58{displaystyle 7^{?}=58}{displaystyle 7^{?}=58} och testa möjliga värden på ?:
    72=7*7=49{displaystyle 7^{2}=7*7=49}{displaystyle 7^{2}=7*7=49}
    73=49*7=343{displaystyle 7^{3}=49*7=343}{displaystyle 7^{3}=49*7=343}
    Eftersom 58 hamnar mellan dessa två siffror har logga7(58){displaystyle log _{7}(58)}{displaystyle log _{7}(58)} inget heltal som svar.
  • Lämna ditt svar som: logga7(58){displaystyle log _{7}(58)}{displaystyle log _{7}(58)}.
  • Metod 2 av 2: Arbeta med logaritmen för en kvot

    Bild med titeln Dela logaritmer steg 5
    1. Börja med ett divisionsproblem i en logaritm. Det här avsnittet hjälper dig att lösa problem med uttryck i formuläret loggaa(Xy){displaystyle log _{a}({frac {x}{y}})}{displaystyle log _{a}({frac {x}{y}})}.
    • Börja till exempel med det här problemet:
      `Lös för n if logga3(276n)=-6-logga3(6){displaystyle log _{3}({frac {27}{6n}})=-6-log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}({frac {27}{6n}})=-6-log _{3}(6)}.`
    Bild med titeln Dela logaritmer steg 6
    2. Kontrollera om det finns negativa siffror. Logaritmen för ett negativt tal är odefinierad. Om x eller y är ett negativt tal, kontrollera om problemet har en lösning innan du fortsätter:
  • Om antingen x eller y är negativ, det finns ingen lösning på problemet.
  • om både x om y är negativ, ta bort de negativa tecknen med hjälp av egenskapen -X-y=Xy{displaystyle {frac {-x}{-y}}={frac {x}{y}}}{displaystyle {frac {-x}{-y}}={frac {x}{y}}}
  • Det finns inga logaritmer för negativa tal i exemplet, så du kan gå vidare till nästa steg.
  • Bild med titeln Dela logaritmer steg 7
    3. Dela upp kvoten i två logaritmer. En användbar egenskap hos logaritmer beskrivs med formeln: loggaa(Xy)=loggaa(X)-loggaa(y){displaystyle log _{a}({frac {x}{y}})=log _{a}(x)-log _{a}(y)}{displaystyle log _{a}({frac {x}{y}})=log _{a}(x)-log _{a}(y)}. Med andra ord, logaritmen för en kvot är alltid lika med täljarens logaritm, minus nämnarens logaritm.
  • Använd detta för att expandera den vänstra sidan av exempelproblemet:
    logga3(276n)=logga3(27)-logga3(6n){displaystyle log _{3}({frac {27}{6n}})=log _{3}(27)-log _{3}(6n)}{displaystyle log _{3}({frac {27}{6n}})=log _{3}(27)-log _{3}(6n)}
  • Byt tillbaka detta till den ursprungliga ekvationen:
    logga3(276n)=-6-logga3(6){displaystyle log _{3}({frac {27}{6n}})=-6-log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}({frac {27}{6n}})=-6-log _{3}(6)}

    logga3(27)-logga3(6n)=-6-logga3(6){displaystyle log _{3}(27)-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}(27)-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}
  • Bild med titeln Dela logaritmer steg 8
    4. Förenkla logaritmerna om möjligt. Om någon av de nya logaritmerna i uttrycket är ett heltal, förenkla dem nu.
  • Exempelproblemet har en ny term: logga3(27){displaystyle log _{3}(27)}{displaystyle log _{3}(27)}. Eftersom 3 = 27, förenkla logga3(27){displaystyle log _{3}(27)}{displaystyle log _{3}(27)} otäck 3.
  • Den fullständiga jämförelsen är nu:
    3-logga3(6n)=-6-logga3(6){displaystyle 3-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}{displaystyle 3-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}
  • Bild med titeln Dela logaritmer steg 9
    5. Isolera variabeln. Som alla matematiska problem hjälper det att isolera termen med variabeln på ena sidan av ekvationen. Eliminera liknande termer där det är möjligt för att förenkla ekvationen.
  • 3-logga3(6n)=-6-logga3(6){displaystyle 3-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}{displaystyle 3-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}
    9-logga3(6n)=-logga3(6){displaystyle 9-log _{3}(6n)=-log _{3}(6)}{displaystyle 9-log _{3}(6n)=-log _{3}(6)}
    logga3(6n)=9+logga3(6){displaystyle log _{3}(6n)=9+log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}(6n)=9+log _{3}(6)}.
  • Bild med titeln Dela logaritmer steg 10
    6. Använd ytterligare egenskaper för logaritmer vid behov. För att isolera variabeln från andra termer inom samma logaritm, skriv om termen med olika logaritmiska egenskaper.
  • I exemplet problemet n fortfarande fångad i termen logga3(6n){displaystyle log _{3}(6n)}{displaystyle log _{3}(6n)}.
    Runt n för att isolera, använd produktregeln för logaritmer: loggaa(bc)=loggaa(b)+loggaa(c){displaystyle log _{a}(bc)=log _{a}(b)+log {a}(c)}{displaystyle log _{a}(bc)=log _{a}(b)+log {a}(c)}
    logga3(6n)=logga3(6)+logga3(n){displaystyle log _{3}(6n)=log _{3}(6)+log _{3}(n)}{displaystyle log _{3}(6n)=log _{3}(6)+log _{3}(n)}
  • Byt tillbaka detta till hela ekvationen:
    logga3(6n)=9+logga3(6){displaystyle log _{3}(6n)=9+log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}(6n)=9+log _{3}(6)}
    logga3(6)+logga3(n)=9+logga3(6){displaystyle log _{3}(6)+log _{3}(n)=9+log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}(6)+log _{3}(n)=9+log _{3}(6)}
  • Bild med titeln Dela logaritmer steg 11
    7. Fortsätt att förenkla tills du hittar lösningen. Upprepa samma algebraiska och logaritmiska tekniker för att lösa problemet. Om det inte finns någon heltalslösning, använd en kalkylator och avrunda till närmaste signifikanta tal.
  • logga3(6)+logga3(n)=9+logga3(6){displaystyle log _{3}(6)+log _{3}(n)=9+log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}(6)+log _{3}(n)=9+log _{3}(6)}
    logga3(n)=9{displaystyle log _{3}(n)=9}{displaystyle log _{3}(n)=9}
    Sedan 3 = 19683, n =19683

  • Оцените, пожалуйста статью