मूल लघुगणकीय पहचान को कैसे पढ़ें। लघुगणक, उदाहरण, समाधान की गणना

हम लघुगणक का अध्ययन जारी रखते हैं। इस लेख में हम बात करेंगे लघुगणक की गणना, इस प्रक्रिया को कहा जाता है लोगारित्म. सबसे पहले, हम परिभाषा के अनुसार लघुगणक की गणना से निपटेंगे। इसके बाद, विचार करें कि लॉगरिदम के मूल्यों को उनके गुणों का उपयोग करके कैसे पाया जाता है। उसके बाद, हम अन्य लघुगणक के प्रारंभिक रूप से दिए गए मानों के माध्यम से लघुगणक की गणना पर ध्यान देंगे। अंत में, आइए जानें कि लघुगणक की तालिकाओं का उपयोग कैसे करें। संपूर्ण सिद्धांत विस्तृत समाधान के साथ उदाहरणों के साथ प्रदान किया गया है।

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परिभाषा के अनुसार लघुगणक की गणना

सरलतम मामलों में, जल्दी और आसानी से प्रदर्शन करना संभव है परिभाषा के अनुसार लघुगणक ज्ञात करना. आइए विस्तार से देखें कि यह प्रक्रिया कैसे होती है।

इसका सार संख्या b को a c के रूप में निरूपित करना है, जहाँ से, लघुगणक की परिभाषा के अनुसार, संख्या c लघुगणक का मान है। अर्थात्, परिभाषा के अनुसार, लघुगणक का पता लगाना समानता की निम्नलिखित श्रृंखला से मेल खाता है: log a b=log a c =c ।

तो, लघुगणक की गणना, परिभाषा के अनुसार, ऐसी संख्या c खोजने के लिए नीचे आती है कि a c \u003d b, और संख्या c स्वयं लघुगणक का वांछित मान है।

पिछले पैराग्राफों की जानकारी को देखते हुए, जब लघुगणक के चिह्न के नीचे की संख्या लघुगणक के आधार के कुछ अंश द्वारा दी जाती है, तो आप तुरंत संकेत कर सकते हैं कि लघुगणक किसके बराबर है - यह के बराबरडिग्री। आइए उदाहरण दिखाते हैं।

उदाहरण।

log 2 2 −3 खोजें और e 5.3 का प्राकृत लघुगणक भी परिकलित करें।

समाधान।

लघुगणक की परिभाषा हमें तुरंत यह कहने की अनुमति देती है कि लघुगणक 2 2 −3 = −3 । वास्तव में, लघुगणक के चिह्न के नीचे की संख्या आधार 2 से −3 घात के बराबर होती है।

इसी तरह, हम दूसरा लघुगणक पाते हैं: lne 5.3 =5.3।

उत्तर:

log 2 2 −3 = −3 और lne 5.3 =5.3 ।

यदि लॉगरिदम के चिन्ह के तहत संख्या b को लघुगणक के आधार की शक्ति के रूप में नहीं दिया गया है, तो आपको सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता है कि क्या संख्या b का प्रतिनिधित्व a c के रूप में करना संभव है। अक्सर यह प्रतिनिधित्व काफी स्पष्ट होता है, खासकर जब लघुगणक के चिह्न के तहत संख्या 1, या 2, या 3 की शक्ति के आधार के बराबर होती है ...

उदाहरण।

लघुगणक की गणना करें लॉग 5 25 , और .

समाधान।

यह देखना आसान है कि 25=5 2 , इससे आप पहले लघुगणक की गणना कर सकते हैं: log 5 25=log 5 5 2 =2 ।

हम दूसरे लघुगणक की गणना के लिए आगे बढ़ते हैं। एक संख्या को 7 की शक्ति के रूप में दर्शाया जा सकता है: (यदि आवश्यक हो तो देखें)। फलस्वरूप, .

आइए तीसरे लघुगणक को निम्नलिखित रूप में फिर से लिखें। अब आप देख सकते हैं कि , जहां से हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि . इसलिए, लघुगणक की परिभाषा के अनुसार .

संक्षेप में, समाधान इस प्रकार लिखा जा सकता है:

उत्तर:

लॉग 5 25=2 , तथा .

जब लॉगरिदम के चिह्न के तहत पर्याप्त रूप से बड़ा मान होता है प्राकृतिक संख्या, तो इसे प्रमुख कारकों में विघटित करने में कोई दिक्कत नहीं होती है। यह अक्सर लघुगणक के आधार की कुछ शक्ति के रूप में ऐसी संख्या का प्रतिनिधित्व करने में मदद करता है, और इसलिए परिभाषा के अनुसार इस लघुगणक की गणना करता है।

उदाहरण।

लघुगणक का मान ज्ञात कीजिए।

समाधान।

लघुगणक के कुछ गुण आपको लघुगणक के मान को तुरंत निर्दिष्ट करने की अनुमति देते हैं। इन गुणों में एकता के लघुगणक की संपत्ति और एक संख्या के लघुगणक की संपत्ति शामिल है, आधार के बराबर: log 1 1=log a 0 =0 और log a=log a 1 =1 । अर्थात्, जब संख्या 1 या संख्या a, लघुगणक के चिह्न के नीचे, लघुगणक के आधार के बराबर होती है, तो इन मामलों में लघुगणक क्रमशः 0 और 1 होते हैं।

उदाहरण।

लघुगणक और lg10 क्या हैं?

समाधान।

चूँकि , यह लघुगणक की परिभाषा का अनुसरण करता है .

दूसरे उदाहरण में, लघुगणक के चिह्न के नीचे की संख्या 10 इसके आधार के साथ मेल खाती है, इसलिए दस का दशमलव लघुगणक एक के बराबर है, अर्थात lg10=lg10 1 =1 ।

उत्तर:

और एलजी 10 = 1।

ध्यान दें कि परिभाषा के अनुसार लघुगणक की गणना (जिसकी हमने पिछले पैराग्राफ में चर्चा की थी) का तात्पर्य समानता लॉग a p =p के उपयोग से है, जो लघुगणक के गुणों में से एक है।

व्यवहार में, जब लघुगणक के चिह्न के नीचे की संख्या और लघुगणक के आधार को आसानी से किसी संख्या की शक्ति के रूप में दर्शाया जाता है, तो सूत्र का उपयोग करना बहुत सुविधाजनक होता है , जो लघुगणक के गुणों में से एक से मेल खाती है। इस सूत्र के उपयोग को दर्शाने वाले लघुगणक को खोजने के एक उदाहरण पर विचार करें।

उदाहरण।

के लघुगणक की गणना करें।

समाधान।

उत्तर:

.

ऊपर वर्णित लघुगणक के गुण भी गणना में उपयोग किए जाते हैं, लेकिन हम इसके बारे में निम्नलिखित पैराग्राफ में बात करेंगे।

अन्य ज्ञात लघुगणक के संदर्भ में लघुगणक ढूँढना

इस अनुच्छेद की जानकारी उनकी गणना में लघुगणक के गुणों का उपयोग करने के विषय को जारी रखती है। लेकिन यहां मुख्य अंतर यह है कि लघुगणक के गुणों का उपयोग मूल लघुगणक को दूसरे लघुगणक के रूप में व्यक्त करने के लिए किया जाता है, जिसका मूल्य ज्ञात होता है। आइए स्पष्टीकरण के लिए एक उदाहरण लेते हैं। मान लें कि हम जानते हैं कि लॉग 2 3≈1.584963 , तो हम उदाहरण के लिए, लॉगरिदम के गुणों का उपयोग करके थोड़ा परिवर्तन करके लॉग 2 6 पा सकते हैं: लॉग 2 6=लॉग 2 (2 3)=लॉग 2 2+लॉग 2 3≈ 1+1,584963=2,584963 .

उपरोक्त उदाहरण में, हमारे लिए उत्पाद के लघुगणक की संपत्ति का उपयोग करना पर्याप्त था। हालांकि, दिए गए लोगों के संदर्भ में मूल लॉगरिदम की गणना करने के लिए आपको अक्सर लॉगरिदम के गुणों के व्यापक शस्त्रागार का उपयोग करना पड़ता है।

उदाहरण।

27 से आधार 60 के लघुगणक की गणना करें यदि यह ज्ञात हो कि लघुगणक 60 2=a और लघुगणक 60 5=b है।

समाधान।

तो हमें लॉग 60 27 खोजने की जरूरत है। यह देखना आसान है कि 27=3 3 , और मूल लघुगणक, डिग्री के लघुगणक के गुण के कारण, 3·log 60 3 के रूप में फिर से लिखा जा सकता है।

अब देखते हैं कि लॉग 60 3 को ज्ञात लघुगणक के रूप में कैसे व्यक्त किया जा सकता है। आधार के बराबर किसी संख्या के लघुगणक का गुण आपको समानता लॉग 60 60=1 लिखने की अनुमति देता है। दूसरी ओर, लघुगणक 60 60=log60(2 2 3 5)= लॉग 60 2 2 +लॉग 60 3+लॉग 60 5= 2 लॉग 60 2+लॉग 60 3+लॉग 60 5 . इस तरह, 2 लॉग 60 2+लॉग 60 3+लॉग 60 5=1. फलस्वरूप, लॉग 60 3=1−2 लॉग 60 2−लॉग 60 5=1−2 a−b.

अंत में, हम मूल लघुगणक की गणना करते हैं: लघुगणक 60 27=3 लघुगणक 60 3= 3 (1−2 a−b)=3−6 a−3 b.

उत्तर:

लॉग 60 27=3 (1−2 a−b)=3−6 a−3 b.

अलग-अलग, यह प्रपत्र के लघुगणक के एक नए आधार पर संक्रमण के सूत्र के अर्थ का उल्लेख करने योग्य है . यह आपको किसी भी आधार के साथ लघुगणक से एक विशिष्ट आधार के साथ लघुगणक में जाने की अनुमति देता है, जिसके मूल्य ज्ञात हैं या उन्हें खोजना संभव है। आमतौर पर, मूल लघुगणक से, संक्रमण सूत्र के अनुसार, वे आधार 2, ई या 10 में से किसी एक में लघुगणक पर स्विच करते हैं, क्योंकि इन आधारों के लिए लघुगणक की तालिकाएँ होती हैं जो एक निश्चित डिग्री के साथ उनके मूल्यों की गणना करने की अनुमति देती हैं। सटीकता का। अगले भाग में, हम दिखाएंगे कि यह कैसे किया जाता है।

लघुगणक की सारणी, उनका उपयोग

लघुगणक के मूल्यों की अनुमानित गणना के लिए, कोई उपयोग कर सकता है लघुगणक सारणी. आधार 2 लघुगणक तालिका, प्राकृतिक लघुगणक तालिका और दशमलव लघुगणक तालिका का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। दशमलव संख्या प्रणाली में काम करते समय, आधार दस के लिए लघुगणक की एक तालिका का उपयोग करना सुविधाजनक होता है। इसकी सहायता से हम लघुगणक के मान ज्ञात करना सीखेंगे।

प्रस्तुत तालिका 1.000 से 9.999 (तीन दशमलव स्थानों के साथ) के दशमलव लघुगणक के मानों को खोजने के लिए, एक दस-हज़ारवें की सटीकता के साथ अनुमति देती है। दशमलव लघुगणक की तालिका का उपयोग करके लघुगणक का मान ज्ञात करने के सिद्धांत का विश्लेषण किया जाएगा विशिष्ट उदाहरण- इतना स्पष्ट। आइए खोजें lg1,256 ।

दशमलव लघुगणक की तालिका के बाएँ स्तंभ में हमें 1.256 संख्या के पहले दो अंक मिलते हैं, अर्थात्, हम 1.2 पाते हैं (यह संख्या स्पष्टता के लिए नीले रंग में परिक्रमा करती है)। संख्या 1.256 (संख्या 5) का तीसरा अंक दोहरी रेखा के बाईं ओर पहली या अंतिम पंक्ति में पाया जाता है (यह संख्या लाल रंग में परिक्रमा करती है)। मूल संख्या 1.256 (नंबर 6) का चौथा अंक दोहरी रेखा के दाईं ओर पहली या अंतिम पंक्ति में पाया जाता है (यह संख्या हरे रंग में परिक्रमा करती है)। अब हम चिह्नित पंक्ति और चिह्नित स्तंभों के चौराहे पर लघुगणक तालिका के कक्षों में संख्याएँ पाते हैं (इन संख्याओं को हाइलाइट किया गया है) संतरा) अंकित संख्याओं का योग दशमलव लघुगणक के चौथे दशमलव स्थान तक का वांछित मान देता है, अर्थात्, log1.236≈0.0969+0.0021=0.0990.

क्या उपरोक्त तालिका का उपयोग करके, दशमलव बिंदु के बाद तीन से अधिक अंकों वाली संख्याओं के दशमलव लघुगणक के मान ज्ञात करना और 1 से 9.999 तक की सीमा से आगे जाना संभव है? हाँ आप कर सकते हैं। आइए दिखाते हैं कि यह एक उदाहरण के साथ कैसे किया जाता है।

आइए lg102.76332 की गणना करें। सबसे पहले आपको लिखना होगा मानक रूप में संख्या: 102.76332=1.0276332 10 2। उसके बाद, मंटिसा को दशमलव के तीसरे स्थान तक गोल किया जाना चाहिए, हमारे पास 1.0276332 10 2 ≈1.028 10 2, जबकि मूल दशमलव लघुगणक लगभग है लघुगणक के बराबर हैपरिणामी संख्या, अर्थात्, हम lg102.76332≈lg1.028·10 2 लेते हैं। अब लघुगणक के गुण लागू करें: एलजी1.028 10 2 =एलजी1.028+एलजी10 2 =एलजी1.028+2. अंत में, हम दशमलव लघुगणक की तालिका के अनुसार लघुगणक lg1.028 का मान पाते हैं lg1.028≈0.0086+0.0034=0.012। नतीजतन, लघुगणक की गणना की पूरी प्रक्रिया इस तरह दिखती है: lg102.76332=lg1.0276332 10 2 lg1.028 10 2 = lg1.028+lg10 2 =lg1.028+2≈0.012+2=2.012.

अंत में, यह ध्यान देने योग्य है कि दशमलव लघुगणक की तालिका का उपयोग करके, आप किसी भी लघुगणक के अनुमानित मूल्य की गणना कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, दशमलव लॉगरिदम पर जाने के लिए संक्रमण सूत्र का उपयोग करने के लिए पर्याप्त है, तालिका में उनके मान ढूंढें, और शेष गणना करें।

उदाहरण के लिए, आइए log 2 3 की गणना करें। लघुगणक के एक नए आधार में संक्रमण के सूत्र के अनुसार, हमारे पास . दशमलव लघुगणक की तालिका से हम lg3≈0.4771 और lg2≈0.3010 पाते हैं। इस तरह, .

ग्रंथ सूची।

• कोलमोगोरोव ए.एन., अब्रामोव ए.एम., डुडनित्सिन यू.पी. और अन्य। बीजगणित और विश्लेषण की शुरुआत: सामान्य शैक्षिक संस्थानों के ग्रेड 10-11 के लिए एक पाठ्यपुस्तक।
• गुसेव वी.ए., मोर्दकोविच ए.जी. गणित (तकनीकी स्कूलों के आवेदकों के लिए एक मैनुअल)।

\(a^(b)=c\) \(\Leftrightarrow\) \(\log_(a)(c)=b\)

आइए इसे आसान समझाते हैं। उदाहरण के लिए, \(\log_(2)(8)\) घात के बराबर है \(2\) को \(8\) प्राप्त करने के लिए बढ़ाया जाना चाहिए। इससे यह स्पष्ट होता है कि \(\log_(2)(8)=3\).

लघुगणक का तर्क और आधार

किसी भी लघुगणक में निम्नलिखित "शरीर रचना" होती है:

लघुगणक का तर्क आमतौर पर इसके स्तर पर लिखा जाता है, और आधार लघुगणक के संकेत के करीब सबस्क्रिप्ट में लिखा जाता है। और इस प्रविष्टि को इस प्रकार पढ़ा जाता है: "पच्चीस का लघुगणक से पाँच के आधार तक।"

लघुगणक की गणना कैसे करें?

लघुगणक की गणना करने के लिए, आपको प्रश्न का उत्तर देने की आवश्यकता है: तर्क प्राप्त करने के लिए आधार को किस डिग्री तक बढ़ाया जाना चाहिए?

उदाहरण के लिए, लघुगणक की गणना करें: a) \(\log_(4)(16)\) b) \(\log_(3)\)\(\frac(1)(3)\) c) \(\log_(\ sqrt (5))(1)\) d) \(\log_(\sqrt(7))(\sqrt(7))\) e) \(\log_(3)(\sqrt(3))\)

a) \(16\) प्राप्त करने के लिए \(4\) को किस शक्ति तक बढ़ाया जाना चाहिए? जाहिर है दूसरा। इसीलिए:

\(\log_(4)(16)=2\)

\(\log_(3)\)\(\frac(1)(3)\) \(=-1\)

c) \(1\) प्राप्त करने के लिए \(\sqrt(5)\) को किस शक्ति तक बढ़ाया जाना चाहिए? और कौन सी डिग्री किसी भी संख्या को एक इकाई बनाती है? जीरो, बिल्कुल!

\(\log_(\sqrt(5))(1)=0\)

d) \(\sqrt(7)\) प्राप्त करने के लिए \(\sqrt(7)\) को किस घात तक बढ़ाया जाना चाहिए? प्रथम में - प्रथम अंश में कोई भी संख्या स्वयं के बराबर होती है।

\(\log_(\sqrt(7))(\sqrt(7))=1\)

ई) \(\sqrt(3)\) प्राप्त करने के लिए \(3\) को किस शक्ति तक बढ़ाया जाना चाहिए? से हम जानते हैं कि यह एक भिन्नात्मक शक्ति है, जिसका अर्थ है वर्गमूलडिग्री है \(\frac(1)(2)\) ।

\(\log_(3)(\sqrt(3))=\)\(\frac(1)(2)\)

उदाहरण : लघुगणक की गणना करें \(\log_(4\sqrt(2))(8)\)

समाधान :

उत्तर : \(\log_(4\sqrt(2))(8)=1,2\)

लॉगरिदम का आविष्कार क्यों किया गया था?

इसे समझने के लिए, आइए समीकरण को हल करें: \(3^(x)=9\)। समानता कार्य करने के लिए बस \(x\) का मिलान करें। बेशक, \(x=2\)।

अब समीकरण को हल करें: \(3^(x)=8\)। x किसके बराबर है? यही तो बात है।

सबसे सरल कहेगा: "X दो से थोड़ा कम है।" यह संख्या वास्तव में कैसे लिखी जाए? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, वे लघुगणक के साथ आए। उसके लिए धन्यवाद, यहाँ उत्तर \(x=\log_(3)(8)\) के रूप में लिखा जा सकता है।

मैं इस बात पर जोर देना चाहता हूं कि \(\log_(3)(8)\), साथ ही कोई भी लघुगणक केवल एक संख्या है. हाँ, यह असामान्य लगता है, लेकिन यह छोटा है। क्योंकि अगर हम इसे फॉर्म में लिखना चाहते हैं दशमलव अंश, तो यह इस तरह दिखेगा: \(1.892789260714.....\)

उदाहरण : समीकरण को हल करें \(4^(5x-4)=10\)

समाधान :

उत्तर : \(\frac(\log_(4)(10)+4)(5)\)

दशमलव और प्राकृतिक लघुगणक

जैसा कि लघुगणक की परिभाषा में कहा गया है, इसका आधार एक \((a>0, a\neq1)\) को छोड़कर कोई भी धनात्मक संख्या हो सकती है। और सभी संभावित आधारों में से दो ऐसे होते हैं जो इतनी बार होते हैं कि उनके साथ लघुगणक के लिए एक विशेष लघु संकेतन का आविष्कार किया गया था:

प्राकृतिक लघुगणक: एक लघुगणक जिसका आधार यूलर संख्या \(e\) है (लगभग \(2.7182818…\) के बराबर), और लघुगणक \(\ln(a)\) के रूप में लिखा जाता है।

वह है, \(\ln(a)\) \(\log_(e)(a)\) के समान है

दशमलव लघुगणक: एक लघुगणक जिसका आधार 10 है \(\lg(a)\) लिखा है।

वह है, \(\lg(a)\) \(\log_(10)(a)\) के समान है, जहां \(a\) कुछ संख्या है।

मूल लघुगणकीय पहचान

लॉगरिदम में कई गुण होते हैं। उनमें से एक को "मूल लघुगणकीय पहचान" कहा जाता है और यह इस तरह दिखता है:

यह संपत्ति सीधे परिभाषा से आती है। आइए देखें कि यह सूत्र वास्तव में कैसा दिखाई दिया।

लघुगणक की संक्षिप्त परिभाषा को याद करें:

अगर \(a^(b)=c\), तो \(\log_(a)(c)=b\)

अर्थात्, \(b\) \(\log_(a)(c)\) के समान है। फिर हम सूत्र \(a^(b)=c\) में \(b\) के बजाय \(\log_(a)(c)\) लिख सकते हैं। यह निकला \(a^(\log_(a)(c))=c\) - मुख्य लघुगणकीय पहचान।

आप लघुगणक के शेष गुण पा सकते हैं। उनकी मदद से, आप लघुगणक के साथ भावों के मूल्यों को सरल और गणना कर सकते हैं, जिनकी सीधे गणना करना मुश्किल है।

उदाहरण : व्यंजक का मान ज्ञात कीजिए \(36^(\log_(6)(5))\)

समाधान :

उत्तर : \(25\)

किसी संख्या को लघुगणक के रूप में कैसे लिखें?

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, कोई भी लघुगणक केवल एक संख्या है। विलोम भी सत्य है: किसी भी संख्या को लघुगणक के रूप में लिखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, हम जानते हैं कि \(\log_(2)(4)\) दो के बराबर है। फिर आप दो के बजाय \(\log_(2)(4)\) लिख सकते हैं।

लेकिन \(\log_(3)(9)\) भी \(2\) के बराबर है, इसलिए आप \(2=\log_(3)(9)\) भी लिख सकते हैं। इसी तरह \(\log_(5)(25)\), और \(\log_(9)(81)\), आदि के साथ। यानी यह पता चला है

\(2=\log_(2)(4)=\log_(3)(9)=\log_(4)(16)=\log_(5)(25)=\log_(6)(36)=\ लॉग_(7)(49)...\)

इस प्रकार, यदि हमें आवश्यकता है, तो हम दोनों को किसी भी आधार के साथ लॉगरिदम के रूप में कहीं भी लिख सकते हैं (यहां तक ​​​​कि एक समीकरण में, यहां तक ​​​​कि एक अभिव्यक्ति में, यहां तक ​​​​कि असमानता में भी) - बस वर्ग आधार को तर्क के रूप में लिखें।

ट्रिपल के साथ भी ऐसा ही है - इसे \(\log_(2)(8)\), या \(\log_(3)(27)\), या \(\log_(4)( के रूप में लिखा जा सकता है) 64) \) ... यहाँ हम घन में आधार को तर्क के रूप में लिखते हैं:

\(3=\log_(2)(8)=\log_(3)(27)=\log_(4)(64)=\log_(5)(125)=\log_(6)(216)=\ लॉग_(7)(343)...\)

और चार के साथ:

\(4=\log_(2)(16)=\log_(3)(81)=\log_(4)(256)=\log_(5)(625)=\log_(6)(1296)=\ लॉग_(7)(2401)...\)

और माइनस वन के साथ:

\(-1=\) \(\log_(2)\)\(\frac(1)(2)\) \(=\) \(\log_(3)\)\(\frac(1)( 3)\) \(=\) \(\log_(4)\)\(\frac(1)(4)\) \(=\) \(\log_(5)\)\(\frac(1 )(5)\) \(=\) \(\log_(6)\)\(\frac(1)(6)\) \(=\) \(\log_(7)\)\(\frac (1)(7)\)\(...\)

और एक तिहाई के साथ:

\(\frac(1)(3)\) \(=\log_(2)(\sqrt(2))=\log_(3)(\sqrt(3))=\log_(4)(\sqrt( 4))=\log_(5)(\sqrt(5))=\log_(6)(\sqrt(6))=\log_(7)(\sqrt(7))...\)

किसी भी संख्या \(a\) को आधार \(b\) के साथ लघुगणक के रूप में दर्शाया जा सकता है: \(a=\log_(b)(b^(a))\)

उदाहरण : व्यंजक का मान ज्ञात कीजिए \(\frac(\log_(2)(14))(1+\log_(2)(7))\)

समाधान :

उत्तर : \(1\)

एक लघुगणक क्या है?

ध्यान!
अतिरिक्त हैं
विशेष धारा 555 में सामग्री।
उन लोगों के लिए जो दृढ़ता से "बहुत नहीं ..."
और उन लोगों के लिए जो "बहुत ज्यादा...")

एक लघुगणक क्या है? लघुगणक कैसे हल करें? ये प्रश्न कई स्नातकों को भ्रमित करते हैं। परंपरागत रूप से, लघुगणक का विषय जटिल, समझ से बाहर और डरावना माना जाता है। विशेष रूप से - लघुगणक के साथ समीकरण।

यह बिल्कुल सच नहीं है। बिल्कुल! विश्वास मत करो? अच्छा। अब, कुछ 10 - 20 मिनट के लिए आप:

1. समझें लघुगणक क्या है?.

2. पूरी कक्षा को हल करना सीखें घातीय समीकरण. भले ही आपने उनके बारे में नहीं सुना हो।

3. सरल लघुगणक की गणना करना सीखें।

इसके अलावा, इसके लिए आपको केवल गुणन तालिका को जानना होगा, और किसी संख्या को घात में कैसे बढ़ाया जाता है ...

मुझे लगता है कि आपको संदेह है ... ठीक है, समय रखो! जाओ!

सबसे पहले, निम्नलिखित समीकरण को अपने दिमाग में हल करें:

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वैसे, मेरे पास आपके लिए कुछ और दिलचस्प साइटें हैं।)

आप उदाहरणों को हल करने का अभ्यास कर सकते हैं और अपने स्तर का पता लगा सकते हैं। तत्काल सत्यापन के साथ परीक्षण। सीखना - रुचि के साथ!)

आप कार्यों और डेरिवेटिव से परिचित हो सकते हैं।

आदिम स्तर के बीजगणित के तत्वों में से एक लघुगणक है। नाम से आया है यूनानीशब्द "संख्या" या "शक्ति" से और इसका अर्थ वह शक्ति है जिसके लिए अंतिम संख्या को खोजने के लिए आधार पर संख्या बढ़ाना आवश्यक है।

लघुगणक के प्रकार

• लॉग ए बी संख्या बी का आधार ए (ए> 0, ए ≠ 1, बी> 0) का लॉगरिदम है;
• एलजी बी - दशमलव लघुगणक (लघुगणक आधार 10, ए = 10);
• एलएन बी - प्राकृतिक लॉगरिदम (लघुगणक आधार ई, ए = ई)।

लघुगणक कैसे हल करें?

संख्या b से आधार a का लघुगणक एक घातांक है, जिसके लिए आधार a को संख्या b तक बढ़ाना आवश्यक है। परिणाम इस तरह उच्चारित किया जाता है: "बी का लॉगरिदम टू बेस ए"। लॉगरिदमिक समस्याओं का समाधान यह है कि आपको निर्दिष्ट संख्याओं द्वारा दी गई डिग्री को संख्याओं द्वारा निर्धारित करने की आवश्यकता है। लघुगणक को निर्धारित करने या हल करने के साथ-साथ संकेतन को बदलने के लिए कुछ बुनियादी नियम हैं। उनका उपयोग करके, लॉगरिदमिक समीकरण हल किए जाते हैं, व्युत्पन्न पाए जाते हैं, इंटीग्रल हल किए जाते हैं, और कई अन्य ऑपरेशन किए जाते हैं। मूल रूप से, लघुगणक का समाधान ही इसका सरलीकृत अंकन है। नीचे मुख्य सूत्र और गुण हैं:

किसी के लिए; ए > 0; a 1 और किसी भी x के लिए; वाई> 0।

• a log a b = b मूल लघुगणकीय पहचान है
• लॉग ए 1 = 0
• लॉग ए = 1
• log a (x y ) = log a x + log a y
• लॉग a x/ y = लॉग a x – लॉग a y
• लॉग ए 1/x = -लॉग ए x
• लॉग a x p = p लॉग a x
• लॉग a k x = 1/k लॉग a x , k 0 . के लिए
• लॉग a x = लॉग a c x c
• लॉग ए एक्स \u003d लॉग बी एक्स / लॉग बी ए - एक नए आधार पर संक्रमण के लिए सूत्र
• लॉग एक्स = 1/लॉग एक्स ए

लघुगणक कैसे हल करें - हल करने के लिए चरण दर चरण निर्देश

• सबसे पहले, आवश्यक समीकरण लिखिए।

कृपया ध्यान दें: यदि आधार लघुगणक 10 है, तो रिकॉर्ड छोटा हो जाता है, एक दशमलव लघुगणक प्राप्त होता है। यदि कोई प्राकृतिक संख्या ई है, तो हम एक प्राकृतिक लघुगणक को कम करते हुए लिखते हैं। इसका अर्थ है कि सभी लघुगणक का परिणाम वह शक्ति है जिससे संख्या b प्राप्त करने के लिए आधार संख्या को ऊपर उठाया जाता है।

सीधे तौर पर, समाधान इस डिग्री की गणना में निहित है। किसी व्यंजक को लघुगणक के साथ हल करने से पहले, इसे नियम के अनुसार सरल बनाना चाहिए, अर्थात सूत्रों का उपयोग करना। आप लेख में थोड़ा पीछे जाकर मुख्य पहचान पा सकते हैं।

दो अलग-अलग संख्याओं के साथ लघुगणक जोड़ना और घटाना, लेकिन साथ एक ही आधार, एक लघुगणक के साथ क्रमशः संख्या b और c के गुणनफल या विभाजन से बदलें। इस मामले में, आप संक्रमण सूत्र को दूसरे आधार पर लागू कर सकते हैं (ऊपर देखें)।

यदि आप लघुगणक को सरल बनाने के लिए व्यंजकों का उपयोग कर रहे हैं, तो कुछ सीमाएँ हैं जिनके बारे में पता होना चाहिए। और वह है: लघुगणक का आधार केवल एक धनात्मक संख्या है, लेकिन एक के बराबर नहीं है। संख्या b, जैसे a, शून्य से बड़ी होनी चाहिए।

ऐसे मामले हैं जब अभिव्यक्ति को सरल बनाने के बाद, आप संख्यात्मक रूप में लघुगणक की गणना करने में सक्षम नहीं होंगे। ऐसा होता है कि इस तरह की अभिव्यक्ति का कोई मतलब नहीं है, क्योंकि कई डिग्री अपरिमेय संख्याएं हैं। इस शर्त के तहत, संख्या की शक्ति को लघुगणक के रूप में छोड़ दें।

जैसा कि आप जानते हैं, जब व्यंजकों को घातों से गुणा किया जाता है, तो उनके घातांक हमेशा जोड़ते हैं (a b * a c = a b + c)। यह गणितीय नियम आर्किमिडीज द्वारा प्राप्त किया गया था, और बाद में, 8 वीं शताब्दी में, गणितज्ञ विरासेन ने पूर्णांक संकेतकों की एक तालिका बनाई। यह वे थे जिन्होंने लघुगणक की आगे की खोज के लिए कार्य किया। इस फ़ंक्शन का उपयोग करने के उदाहरण लगभग हर जगह पाए जा सकते हैं जहां सरल जोड़ के लिए बोझिल गुणा को सरल बनाने की आवश्यकता होती है। यदि आप इस लेख को पढ़ने में 10 मिनट का समय लगाते हैं, तो हम आपको समझाएंगे कि लघुगणक क्या हैं और उनके साथ कैसे कार्य करें। सरल और सुलभ भाषा।

गणित में परिभाषा

लघुगणक निम्नलिखित रूप का एक व्यंजक है: log a b=c, अर्थात किसी भी गैर-ऋणात्मक संख्या (अर्थात कोई धनात्मक) का लघुगणक "b" उसके आधार "a" से "c" की घात मानी जाती है। , जिसके लिए आधार "ए" उठाया जाना चाहिए, ताकि अंत में "बी" मान प्राप्त हो। आइए उदाहरणों का उपयोग करते हुए लघुगणक का विश्लेषण करें, मान लें कि एक व्यंजक है लॉग 2 8. उत्तर कैसे खोजें? यह बहुत आसान है, आपको इतनी डिग्री ढूंढनी होगी कि 2 से आवश्यक डिग्री तक आपको 8 मिले। कुछ गणना करने के बाद, हमें नंबर 3 मिलता है! और ठीक ही है, क्योंकि 2 का घात 3 उत्तर में 8 अंक देता है।

लघुगणक की किस्में

कई विद्यार्थियों और छात्रों के लिए, यह विषय जटिल और समझ से बाहर लगता है, लेकिन वास्तव में, लघुगणक इतने डरावने नहीं हैं, मुख्य बात यह है कि उनके सामान्य अर्थ को समझना और उनके गुणों और कुछ नियमों को याद रखना। वहाँ तीन हैं ख़ास तरह केलघुगणक अभिव्यक्तियाँ:

1. प्राकृतिक लघुगणक ln a, जहां आधार यूलर संख्या (e = 2.7) है।
2. दशमलव a, जहाँ आधार 10 है।
3. आधार a>1 से किसी भी संख्या b का लघुगणक।

उनमें से प्रत्येक को एक मानक तरीके से हल किया जाता है, जिसमें लॉगरिदमिक प्रमेयों का उपयोग करके सरलीकरण, कमी और बाद में एक लघुगणक में कमी शामिल है। पाने के लिए सही मानलघुगणक, आपको उनके गुणों और उनके निर्णयों में क्रियाओं के क्रम को याद रखना चाहिए।

नियम और कुछ प्रतिबंध

गणित में, कई नियम-सीमाएँ हैं जिन्हें एक स्वयंसिद्ध के रूप में स्वीकार किया जाता है, अर्थात वे चर्चा के अधीन नहीं हैं और सत्य हैं। उदाहरण के लिए, संख्याओं को शून्य से विभाजित करना असंभव है, और ऋणात्मक संख्याओं से सम अंश का मूल निकालना भी असंभव है। लॉगरिदम के भी अपने नियम होते हैं, जिनका पालन करके आप आसानी से सीख सकते हैं कि लंबी और विशाल लॉगरिदमिक अभिव्यक्तियों के साथ भी कैसे काम किया जाए:

• आधार "ए" हमेशा शून्य से बड़ा होना चाहिए, और साथ ही 1 के बराबर नहीं होना चाहिए, अन्यथा अभिव्यक्ति अपना अर्थ खो देगी, क्योंकि "1" और "0" किसी भी डिग्री तक हमेशा उनके मूल्यों के बराबर होते हैं;
• यदि a > 0, तो a b > 0, यह पता चलता है कि "c" शून्य से बड़ा होना चाहिए।

लघुगणक कैसे हल करें?

उदाहरण के लिए, समीकरण 10 x \u003d 100 का उत्तर खोजने का कार्य दिया गया है। यह बहुत आसान है, आपको दस की संख्या बढ़ाकर ऐसी शक्ति चुनने की आवश्यकता है जिससे हमें 100 मिले। यह निश्चित रूप से 10 2 है। \u003d 100.

अब इस व्यंजक को लघुगणक के रूप में निरूपित करते हैं। हमें लॉग 10 100 = 2 मिलता है। लॉगरिदम को हल करते समय, सभी क्रियाएं व्यावहारिक रूप से उस डिग्री को खोजने के लिए अभिसरण करती हैं जिस पर किसी दिए गए नंबर को प्राप्त करने के लिए लॉगरिदम का आधार दर्ज किया जाना चाहिए।

किसी अज्ञात डिग्री के मूल्य को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए, आपको यह सीखना होगा कि डिग्री की तालिका के साथ कैसे काम किया जाए। यह इस तरह दिख रहा है:

जैसा कि आप देख सकते हैं, कुछ घातांक का सहज रूप से अनुमान लगाया जा सकता है यदि आपके पास तकनीकी मानसिकता और गुणन तालिका का ज्ञान है। हालांकि, के लिए बड़े मूल्यआपको डिग्री की एक तालिका चाहिए। इसका उपयोग उनके द्वारा भी किया जा सकता है जो जटिल गणितीय विषयों में कुछ भी नहीं समझते हैं। बाएँ स्तंभ में संख्याएँ (आधार a) हैं, संख्याओं की शीर्ष पंक्ति घात c का मान है, जिससे संख्या a उठाई जाती है। कोशिकाओं में प्रतिच्छेदन पर, संख्याओं के मान निर्धारित किए जाते हैं, जो उत्तर (a c =b) हैं। आइए, उदाहरण के लिए, संख्या 10 के साथ बहुत पहले सेल को लें और इसे वर्ग करें, हमें 100 का मान मिलता है, जो हमारे दो कोशिकाओं के चौराहे पर इंगित किया गया है। सब कुछ इतना सरल और आसान है कि सबसे वास्तविक मानवतावादी भी समझ जाएगा!

समीकरण और असमानता

यह पता चला है कि कुछ शर्तों के तहत, घातांक लघुगणक है। इसलिए, किसी भी गणितीय संख्यात्मक व्यंजक को लघुगणक समीकरण के रूप में लिखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, 3 4 =81 को आधार 3 के 81 के लघुगणक के रूप में लिखा जा सकता है, जो चार है (लॉग 3 81 = 4)। के लिये नकारात्मक शक्तियांनियम समान हैं: 2 -5 \u003d 1/32 हम एक लघुगणक के रूप में लिखते हैं, हमें लॉग 2 (1/32) \u003d -5 मिलता है। गणित के सबसे आकर्षक वर्गों में से एक "लघुगणक" का विषय है। समीकरणों के गुणों का अध्ययन करने के तुरंत बाद, हम समीकरणों के उदाहरणों और समाधानों पर थोड़ा कम विचार करेंगे। अब आइए देखें कि असमानताएँ कैसी दिखती हैं और उन्हें समीकरणों से कैसे अलग किया जाए।

निम्नलिखित रूप का व्यंजक दिया गया है: लघुगणक 2 (x-1) > 3 - यह है लघुगणक असमानता, चूंकि अज्ञात मान "x" लघुगणक के चिह्न के अंतर्गत है। और व्यंजक में भी दो मात्राओं की तुलना की जाती है: आधार दो में वांछित संख्या का लघुगणक संख्या तीन से अधिक है।

लघुगणकीय समीकरणों और असमानताओं के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर यह है कि लघुगणक वाले समीकरण (उदाहरण के लिए, 2 x = 9 का लघुगणक) उत्तर में एक या अधिक विशिष्ट संख्यात्मक मान दर्शाते हैं, जबकि असमानता को हल करते समय, दोनों की सीमा स्वीकार्य मान और इस फ़ंक्शन को तोड़ने वाले बिंदु। नतीजतन, उत्तर व्यक्तिगत संख्याओं का एक साधारण सेट नहीं है, जैसा कि समीकरण के उत्तर में है, बल्कि एक सतत श्रृंखला या संख्याओं का सेट है।

लघुगणक के बारे में मूल प्रमेय

लॉगरिदम के मूल्यों को खोजने पर आदिम कार्यों को हल करते समय, इसके गुणों का पता नहीं चल सकता है। हालांकि, जब लॉगरिदमिक समीकरणों या असमानताओं की बात आती है, तो सबसे पहले, लॉगरिदम के सभी बुनियादी गुणों को स्पष्ट रूप से समझना और व्यवहार में लागू करना आवश्यक है। हम बाद में समीकरणों के उदाहरणों से परिचित होंगे, आइए पहले प्रत्येक गुण का अधिक विस्तार से विश्लेषण करें।

1. मूल पहचान इस तरह दिखती है: a logaB =B. यह केवल तभी लागू होता है जब a 0 से बड़ा हो, एक के बराबर न हो और B शून्य से बड़ा हो।
2. उत्पाद के लघुगणक को निम्न सूत्र में दर्शाया जा सकता है: लॉग डी (एस 1 * एस 2) = लॉग डी एस 1 + लॉग डी एस 2. इसके अलावा, शर्तहै: डी, ​​एस 1 और एस 2> 0; ए≠1. आप लघुगणक के इस सूत्र के लिए उदाहरण और समाधान के साथ एक प्रमाण दे सकते हैं। मान लीजिए a s 1 = f 1 लॉग करें और a s 2 = f 2 लॉग करें, फिर a f1 = s 1 , a f2 = s 2. हमें वह मिलता है s 1 *s 2 = a f1 *a f2 = a f1+f2 (डिग्री गुण) ), और आगे परिभाषा के अनुसार: लॉग a (s 1 *s 2)= f 1 + f 2 = log a s1 + log a s 2, जिसे सिद्ध किया जाना था।
3. भागफल का लघुगणक इस तरह दिखता है: लॉग ए (एस 1 / एस 2) = लॉग ए एस 1 - लॉग ए एस 2।
4. सूत्र के रूप में प्रमेय निम्नलिखित रूप लेता है: log a q b n = n/q log a b।

इस सूत्र को "लघुगणक की डिग्री का गुण" कहा जाता है। यह सामान्य डिग्री के गुणों जैसा दिखता है, और यह आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि सभी गणित नियमित पदों पर टिकी हुई है। आइए सबूत देखें।

लॉग a b \u003d t दें, यह a t \u003d b निकलता है। यदि आप दोनों भागों को घात m: a tn = b n तक बढ़ाते हैं;

लेकिन चूँकि a tn = (a q) nt/q = b n , इसलिए a q b n = (n*t)/t लॉग करें, फिर a q b n = n/q log a b लॉग करें। प्रमेय सिद्ध हो चुका है।

समस्याओं और असमानताओं के उदाहरण

सबसे आम प्रकार की लघुगणक समस्याएं समीकरणों और असमानताओं के उदाहरण हैं। वे लगभग सभी समस्या पुस्तकों में पाए जाते हैं, और गणित में परीक्षा के अनिवार्य भाग में भी शामिल हैं। विश्वविद्यालय में प्रवेश या उत्तीर्ण होने के लिए प्रवेश परीक्षागणित में, आपको यह जानना होगा कि ऐसी समस्याओं को सही तरीके से कैसे हल किया जाए।

दुर्भाग्य से, एक ही योजना या योजना को संबोधित करने और निर्धारित करने के लिए अज्ञात मूल्यकोई लघुगणक नहीं है, हालांकि, प्रत्येक गणितीय असमानता या लघुगणक समीकरण पर कुछ नियम लागू किए जा सकते हैं। सबसे पहले, आपको यह पता लगाना चाहिए कि व्यंजक को सरल बनाया जा सकता है या घटाकर सामान्य दृष्टि से. यदि आप उनके गुणों का सही उपयोग करते हैं, तो आप लंबे लघुगणकीय व्यंजकों को सरल बना सकते हैं। आइए जल्द ही उन्हें जान लेते हैं।

लॉगरिदमिक समीकरणों को हल करते समय, यह निर्धारित करना आवश्यक है कि हमारे सामने किस प्रकार का लॉगरिदम है: अभिव्यक्ति के उदाहरण में प्राकृतिक लॉगरिदम या दशमलव हो सकता है।

यहाँ उदाहरण ln100, ln1026 हैं। उनका समाधान इस तथ्य तक उबाल जाता है कि आपको यह निर्धारित करने की आवश्यकता है कि आधार 10 क्रमशः 100 और 1026 के बराबर होगा। प्राकृतिक लघुगणक के समाधान के लिए, लघुगणकीय पहचान या उनके गुणों को लागू करना चाहिए। आइए विभिन्न प्रकार की लघुगणकीय समस्याओं को हल करने के उदाहरण देखें।

लघुगणक सूत्रों का उपयोग कैसे करें: उदाहरणों और समाधानों के साथ

तो, आइए लघुगणक पर मुख्य प्रमेयों के उपयोग के उदाहरण देखें।

1. उत्पाद के लघुगणक की संपत्ति का उपयोग उन कार्यों में किया जा सकता है जहां संख्या बी के बड़े मूल्य को सरल कारकों में विघटित करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, लॉग 2 4 + लॉग 2 128 = लॉग 2 (4*128) = लॉग 2 512। उत्तर 9 है।
2. लॉग 4 8 = लॉग 2 2 2 3 = 3/2 लॉग 2 2 = 1.5 - जैसा कि आप देख सकते हैं, लॉगरिदम की डिग्री की चौथी संपत्ति को लागू करके, हम पहली नज़र में एक जटिल और असफल अभिव्यक्ति को हल करने में कामयाब रहे। केवल आधार को गुणनखंड करना और फिर घातांक मानों को लघुगणक के चिह्न से बाहर निकालना आवश्यक है।

परीक्षा से कार्य

लॉगरिदम अक्सर प्रवेश परीक्षाओं में पाए जाते हैं, विशेष रूप से यूनिफाइड स्टेट परीक्षा (सभी स्कूल स्नातकों के लिए राज्य परीक्षा) में बहुत सारी लॉगरिदमिक समस्याएं। आमतौर पर ये कार्य न केवल भाग ए (परीक्षा का सबसे आसान परीक्षण भाग) में मौजूद होते हैं, बल्कि भाग सी (सबसे कठिन और भारी कार्य) में भी मौजूद होते हैं। परीक्षा का तात्पर्य "प्राकृतिक लघुगणक" विषय का सटीक और सही ज्ञान है।

उदाहरण और समस्या समाधान परीक्षा के आधिकारिक संस्करणों से लिए गए हैं। आइए देखें कि ऐसे कार्यों को कैसे हल किया जाता है।

दिया गया लघुगणक 2 (2x-1) = 4. हल:
आइए व्यंजक को फिर से लिखें, इसे थोड़ा सरल करते हुए लॉग 2 (2x-1) = 2 2, लघुगणक की परिभाषा से, हमें वह मिलता है 2x-1 = 2 4, इसलिए 2x = 17; एक्स = 8.5।

• सभी लघुगणक को एक ही आधार पर सबसे अच्छा कम किया जाता है ताकि समाधान बोझिल और भ्रमित न हो।
• लघुगणक के चिह्न के तहत सभी भाव सकारात्मक के रूप में इंगित किए जाते हैं, इसलिए, अभिव्यक्ति के घातांक के घातांक को निकालते समय, जो लघुगणक के संकेत के तहत होता है और इसके आधार के रूप में, लघुगणक के तहत शेष अभिव्यक्ति सकारात्मक होनी चाहिए।