Книга для учителя МЦНМО 2003


 § 3  | Оглавление | Глава 2 

Глава 1. Вычисления. Преобразование выражений


§ 4. Логарифмические выражения

При повторении темы "Преобразование логарифмических выражений" (§ 1.6 сборника) следует вспомнить ряд основных формул, связанных с логарифмами:

  1. aloga b = b (a > 0,  a 1,  b > 0) – определение логарифма.

  2. logc a + logc b = logc (ab) (a > 0,  b > 0,  c > 0,  c 1).


  3. logc a - logc b = logc  a

    b

    (a > 0,  b > 0,  c > 0,  c 1).

  4. logc ab = blogc a (a > 0,  c > 0,  c 1).


  5. logb a =  logc a

    logc b

    и, в частности,
    loga b =  1

    logb a

    (a > 0,  b > 0,  c > 0,  b 1,  c 1).
Укажем еще несколько формул, совершенно очевидных для хорошо занимающихся учащихся:

  1. loga a = 1 (a > 0,  a 1).

  2. loga 1 = 0 (a > 0,  a 1).

  3. loga ab = b (a > 0,  a 1).
Приведем ряд формул, знание которых не требуется для решения задач уровней А и В, но может оказаться полезным при решении более сложных задач (число этих формул можно как уменьшать, так и увеличивать в зависимости от взглядов учителя и уровня учащихся):


  1. logcb a =  1

    b
    logc a

    (a > 0,  c > 0,  c 1)

  2. alogc b = blogc a (a > 0,  b > 0,  c > 0,  c 1)


  3.  logc b

    logc a
    =  logd b

    logda

    (a > 0,  b > 0,  c > 0,  d > 0,  
    a 1,  c 1,  d 1).

  4. logc b ·logd a = logc a ·logd b (a > 0,  b > 0,  c > 0,  
    d > 0,  c 1,  d 1).
Большинство упражнений из § 1.6 сборника можно отнести к одной из следующих групп:

Приведем краткие решения упражнений на непосредственное использование определения и свойств логарифмов.


1.6.A03

а) Найдите значение выражения log2781+log279.

Решение. Воспользуемся свойствами логарифмов: 
log2781+log279=log3381+log339=  1

3
log381+  1

3
log39=  1

3
log334+  1

3
log332=  4

3
+  2

3
=2

.

Ответ:

2.


1.6.A04

б) Найдите значение выражения log224-log26.

Решение. Воспользуемся свойствами логарифмов: 
log224-log26=log2  24

6
=log24=2

.

Ответ:

2.


1.6.B01

б) Найдите значение выражения

Ц
 

log432+log414-log47
 
.

Решение. Воспользуемся свойствами логарифмов: 
log432+log414-log47=log4  32·14

7
=log464=3.


Следовательно, значение данного выражения равно Ц3.

Ответ:

Ц3.


1.6.B05

а) Найдите значение выражения log2004tan45° +log[ 1/2]cos45°.

Решение. tan45° = 1; 
cos45° =  Ц2

2

. Выражение принимает вид
log20041+log[ 1/2]  Ц2

2
= log[ 1/2]  1

Ц2
=log[ 1/2] ж
и
 1

2
ц
ш
[ 1/2]
 
=  1

2
log[ 1/2]  1

2
=  1

2

.

Ответ:


 1

2

.


1.6.B08

б) Найдите значение выражения log4Ц2(8Ц2).

Решение. log4Ц2(8Ц2)=log25/227/2. Воспользуемся свойствами логарифмов:
log25/227/2=  7

2
·  2

5
=  7

5

.

Ответ:


 7

5

.


1.6.B10

а) Найдите значение выражения 
64log82- ж
и
 1

5
ц
ш
log58
 

.

Решение.
64log82- ж
и
 1

5
ц
ш
log58
 
=82log82-5-log58

.


Воспользуемся свойствами логарифмов:
82log82-5-log58=8log822-5log51/8=4-  1

8
=  31

8

.

Ответ:


 31

8

.

Вычисления можно делать иначе:
82log82-5-log58=(8log82)2-(5log58)-1=22-8-1=  31

8
.

1.6.D01

а) Найдите значение выражения
2log2  32

Ц5+Ц6
+log2 ж
и
11+2
Ц
 

30
 
ц
ш
.

Решение. Воспользуемся свойствами логарифмов:
2log2  32

Ц5+Ц6
+log2 ж
и
11+2
Ц
 

30
 
ц
ш
=2log232-2log2(Ц5+Ц6)+log2 ж
и
11+2
Ц
 

30
 
ц
ш
=10-log2(Ц5+Ц6)2+log2 ж
и
11+2
Ц
 

30
 
ц
ш
=10-log2 ж
и
11+2
Ц
 

30
 
ц
ш
+log2 ж
и
11+2
Ц
 

30
 
ц
ш
=10

.

Ответ:

10.


1.6.D08

б) Найдите значение выражения
(1-log436)(1-log936)
.

Решение. Воспользуемся свойствами логарифмов: (1-log436)(1-log936) =(1-log44-log49)·(1-log94-log99) =-log49·(-log94)=1.

Ответ:

1.


1.6.D10

а) Найдите значение выражения 
 log642·log742

log67+log76+2

.

Решение. Преобразуем числитель: log642·log742 =(1+log67)(1+log76)=1+log67+log76+log67·log76.

Но log67·log76=1.

Следовательно, числитель равен 2+log67+log76, а дробь равна 1.

Ответ:

1.

Перейдем к решению упражнений на вычисление значения логарифмического выражения по данному значению другого выражения или логарифма.


1.6.C02

б) Найдите 
logsin[(2p)/13] ж
и
2
3
Ц
 

49
 
cos  p

13
ц
ш
+logsin[(2p)/13]sin  p

13

, если 
log7sin  2p

13
=b

.

Решение. Воспользуемся свойствами логарифмов.
logsin[(2p)/13] ж
и
2
3
Ц
 

49
 
cos  p

13
ц
ш
+logsin[(2p)/13]sin  p

13
=logsin[(2p)/13] ж
и
2
3
Ц
 

49
 
sin  p

13
cos  p

13
ц
ш
=logsin[(2p)/13] ж
и
3
Ц
 

49
 
sin  2p

13
ц
ш
=logsin[(2p)/13]
3
Ц
 

72
 
+logsin[(2p)/13]sin  2p

13
=  2

3
logsin[(2p)/13]7+1 =  2

3
·  1

log7sin  2p

13
+1=  2

3b
+1

.

Ответ:


 2

3b
+1

.


1.6.D02

а) Найдите значение выражения log70320, если log57=a, log72=b.

Решение. Преобразуем выражение. Перейдем к основанию 7: 
log70320=  log7320

log770
=  log75+log764

log77+log75+log72
=  log75+6log72

1+log75+log27

.

Из условия следует, что 
log75=  1

a

.

Поэтому 
log70320=
 1

a
+6b

1+  1

a
+b
=  1+6ab

1+a+ab

.

Ответ:


 1+6ab

1+a+ab

.

В следующей задаче требуется сравнить значения двух выражений, содержащих логарифмы.


1.6.C11

а) Сравните числа 
2log[ 1/2]  1

6

и 3log835.

Решение. Приведем оба логарифма к основанию 2.
2log[ 1/2]  1

6
=log[ 1/2] ж
и
 1

6
ц
ш
2
 
=log236

; 3log835=3log2335=log235.

Таким образом, следует сравнить log236 и log235. Функция y=log2t возрастает на (0;+Ґ), следовательно, log235 < log236.

Значит, 
3log835 < 2log[ 1/2]  1

6

.

Ответ:


3log835 < 2log[ 1/2]  1

6

.

Завершим разбор задач по теме «Логарифмические выражения» решением двух более сложных упражнений.


1.6.D11

а) Найдите значение выражения
 1

1+log211+log213
+  1

1+log112+log1113
+  1

1+log132+log1311

.

Решение. Преобразуем первое слагаемое: 
 1

1+log211+log213
=  1

log22+log2143
=  1

log2286
=log2862

.

Аналогично, второе слагаемое равно log28611. Третье слагаемое равно log28613. Искомая сумма равна 1.

Ответ:

1.


1.6.D12

б) Сравните сумму 
 1

log3231
+  1

log7231
+  1

log11231

и произведение log73·log117·log311.

Решение. Преобразуем сумму: 
 1

log3231
+  1

log7231
+  1

log11231
=log2313+log2317+log23111=log231(3·7·11)=log231231=1

.

Преобразуем произведение: 
log73·log117·log311 =  log117·log311

log37
=log117·log711=1

.

Следовательно, данные числа равны.

Ответ:

данные числа равны.

 § 3  |  Оглавление  |  Глава 2 

Copyright © 2003 МЦНМО Интернет версия Замечания, исправления и пожелания: exam@mioo.ru.
Заказ книги: biblio@mccme.ru.
Rambler's Top100