Compartilhando logaritmos

Logaritmos podem parecer difíceis de usar, mas assim como expoentes ou polinômios, você só precisa aprender as técnicas certas. Você só precisa conhecer algumas propriedades básicas para dividir dois logaritmos com a mesma base ou estender um logaritmo por um quociente.

Degraus

Método 1 de 2: Dividindo logaritmos manualmente

Imagem intitulada Divide Logarithms Step 1
1. Verifique se há números negativos e uns. Este método lida com problemas na forma registrob(X)registrob(uma){displaystyle {frac {log _{b}(x)}{log _{b}(a)}}}{displaystyle {frac {log _{b}(x)}{log _{b}(a)}}}. No entanto, isso não funciona para alguns casos especiais:
  • O logaritmo de um número negativo não é definido para todas as bases (como registro(-3){estilo de exibição log(-3)}{estilo de exibição log(-3)} ou registro4(-5){displaystyle log _{4}(-5)}{displaystyle log _{4}(-5)}). Em seguida, escreva `Sem solução`.
  • O logaritmo de zero também é indefinido para todas as bases. Se você vir um termo como ln(0){estilo de exibição ln(0)}{estilo de exibição ln(0)}, em seguida, escreva também `Sem solução`.
  • O logaritmo de um em qualquer base (registro(1){estilo de exibição log(1)}{estilo de exibição log(1)}) é sempre igual a zero, pois X0=1{estilo de exibição x^{0}=1}{estilo de exibição x^{0}=1} para todos os valores de X. Substitua esse logaritmo por 1 em vez de usar o método abaixo.
  • Se os dois logaritmos tiverem bases diferentes, como euOg3(X)euOg4(uma){displaystyle {frac {log_{3}(x)}{log_{4}(a)}}}{displaystyle {frac {log_{3}(x)}{log_{4}(a)}}}, e você não pode simplificar nenhum deles para um número inteiro, então o problema não pode ser resolvido manualmente.
Imagem intitulada Divide Logarithms Step 2
2. Edite a expressão em um logaritmo. Supondo que você não encontrou nenhuma das exceções acima, agora você pode simplificar o problema em um logaritmo. Para isso, use a fórmularegistrob(X)registrob(uma)=registrouma(X){displaystyle {frac {log _{b}(x)}{log _{b}(a)}}=log _{a}(x)}{displaystyle {frac {log _{b}(x)}{log _{b}(a)}}=log _{a}(x)}.
  • Exemplo 1: Resolva: registro16registro2{displaystyle {frac {log {16}}{log {2}}}}{displaystyle {frac {log {16}}{log {2}}}}.
    Comece convertendo isso em um logaritmo usando a fórmula acima: registro16registro2=registro2(16){displaystyle {frac {log {16}}{log {2}}}=log _{2}(16)}{displaystyle {frac {log {16}}{log {2}}}=log _{2}(16)}.
  • Esta fórmula é a fórmula de `mudança de base`, derivada das propriedades logarítmicas básicas.
  • Imagem intitulada Divide Logarithms Step 3
    3. Calcule isso manualmente, se possível. Lembre-se: oh registrouma(X){estilo de exibição log _{a}(x)}{estilo de exibição log _{a}(x)} para resolver, você pensa em `uma?=X{estilo de exibição a^{?}=x}{displaystyle a^{?}=x}` ou `Qual expoente posso usar uma elevar para X para obter?` Nem sempre é possível resolver isso sem uma calculadora, mas se você tiver sorte, acabará com um logaritmo facilmente simplificado.
  • Exemplo 1 (cont.): Reescrever registro2(16){estilo de exibição log _{2}(16)}{estilo de exibição log _{2}(16)} E se 2?=16{estilo de exibição 2^{?}=16}{displaystyle 2^{?}=16}. O valor de `?` é a resposta para o problema. Você pode ter que tentar alguns para encontrá-lo:
    22=2*2=4{estilo de exibição 2^{2}=2*2=4}{estilo de exibição 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 é o que você estava procurando, então registro2(16){estilo de exibição log _{2}(16)}{estilo de exibição log _{2}(16)} = 4.
  • Imagem intitulada Divide Logarithms Step 4
    4. Deixe a resposta em forma de logaritmo se você não puder simplificá-la. Alguns logaritmos são muito difíceis de resolver manualmente. Você precisa de uma calculadora se precisar da resposta para um propósito prático. Quando você resolve problemas na aula de matemática, seu professor provavelmente espera que você deixe a resposta como logaritmo. Aqui está outro exemplo que usa esse método para um problema mais complicado:
  • Exemplo 2: O que é registro3(58)registro3(7){displaystyle {frac {log _{3}(58)}{log _{3}(7)}}}{displaystyle {frac {log _{3}(58)}{log _{3}(7)}}}?
  • Converta isso para um logaritmo:: registro3(58)registro3(7)=registro7(58){displaystyle {frac {log _{3}(58)}{log _{3}(7)}}=log _{7}(58)}{displaystyle {frac {log _{3}(58)}{log _{3}(7)}}=log _{7}(58)}.(Observe que o 3 desaparece em qualquer log inicial -- isso se aplica a qualquer base).
  • Reescrever como 7?=58{estilo de exibição 7^{?}=58}{displaystyle 7^{?}=58} e testar possíveis valores de ?:
    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}
    Como 58 está entre esses dois números, registro7(58){displaystyle log _{7}(58)}{displaystyle log _{7}(58)} nenhum inteiro como resposta.
  • Deixe sua resposta como: registro7(58){displaystyle log _{7}(58)}{displaystyle log _{7}(58)}.
  • Método 2 de 2: Trabalhando com o logaritmo de um quociente

    Imagem intitulada Divide Logarithms Step 5
    1. Comece com um problema de divisão em um logaritmo. Esta seção ajuda você a resolver problemas com expressões na forma registrouma(Xy){displaystyle log _{a}({frac {x}{y}})}{displaystyle log _{a}({frac {x}{y}})}.
    • Por exemplo, comece com este problema:
      `Resolva para n se registro3(276n)=-6-registro3(6){displaystyle log _{3}({frac {27}{6n}})=-6-log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}({frac {27}{6n}})=-6-log _{3}(6)}.`
    Imagem intitulada Divide Logarithms Step 6
    2. Verifique se há números negativos. O logaritmo de um número negativo é indefinido. Se x ou y forem um número negativo, verifique se o problema tem solução antes de continuar:
  • Se tanto x ou y é negativo, não há solução para o problema.
  • E se Ambas x se y for negativo, remova os sinais negativos usando a propriedade -X-y=Xy{displaystyle {frac {-x}{-y}}={frac {x}{y}}}{displaystyle {frac {-x}{-y}}={frac {x}{y}}}
  • Não há logaritmos de números negativos no problema de exemplo, então você pode prosseguir para a próxima etapa.
  • Imagem intitulada Divide Logarithms Step 7
    3. Divida o quociente em dois logaritmos. Uma propriedade útil dos logaritmos é descrita pela fórmula: registrouma(Xy)=registrouma(X)-registrouma(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)}. Em outras palavras, o logaritmo de um quociente é sempre igual ao logaritmo do numerador, menos o logaritmo do denominador.
  • Use isso para expandir o lado esquerdo do problema de amostra:
    registro3(276n)=registro3(27)-registro3(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)}
  • Substituindo isso de volta na equação original:
    registro3(276n)=-6-registro3(6){displaystyle log _{3}({frac {27}{6n}})=-6-log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}({frac {27}{6n}})=-6-log _{3}(6)}

    registro3(27)-registro3(6n)=-6-registro3(6){displaystyle log _{3}(27)-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}(27)-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}
  • Imagem intitulada Divide Logarithms Step 8
    4. Simplifique os logaritmos se possível. Se algum dos novos logaritmos na expressão for um número inteiro, simplifique-os agora.
  • O problema de exemplo tem um novo termo: registro3(27){estilo de exibição log _{3}(27)}{estilo de exibição log _{3}(27)}. Como 3 = 27, simplifique registro3(27){estilo de exibição log _{3}(27)}{estilo de exibição log _{3}(27)} nojento 3.
  • A comparação completa agora é:
    3-registro3(6n)=-6-registro3(6){displaystyle 3-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}{displaystyle 3-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}
  • Imagem intitulada Divide Logarithms Step 9
    5. Isolar a variável. Como qualquer problema de matemática, ajuda a isolar o termo com a variável em um lado da equação. Elimine termos semelhantes sempre que possível para simplificar a equação.
  • 3-registro3(6n)=-6-registro3(6){displaystyle 3-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}{displaystyle 3-log _{3}(6n)=-6-log _{3}(6)}
    9-registro3(6n)=-registro3(6){displaystyle 9-log _{3}(6n)=-log _{3}(6)}{displaystyle 9-log _{3}(6n)=-log _{3}(6)}
    registro3(6n)=9+registro3(6){displaystyle log _{3}(6n)=9+log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}(6n)=9+log _{3}(6)}.
  • Imagem intitulada Divide Logarithms Step 10
    6. Use propriedades adicionais de logaritmos quando necessário. Para isolar a variável de outros termos dentro do mesmo logaritmo, reescreva o termo usando diferentes propriedades logarítmicas.
  • No problema de exemplo, o n ainda preso no termo registro3(6n){estilo de exibição log _{3}(6n)}{estilo de exibição log _{3}(6n)}.
    Em volta do n para isolar, use a regra do produto dos logaritmos: registrouma(bc)=registrouma(b)+registrouma(c){displaystyle log _{a}(bc)=log _{a}(b)+log {a}(c)}{displaystyle log _{a}(bc)=log _{a}(b)+log {a}(c)}
    registro3(6n)=registro3(6)+registro3(n){displaystyle log _{3}(6n)=log _{3}(6)+log _{3}(n)}{displaystyle log _{3}(6n)=log _{3}(6)+log _{3}(n)}
  • Substituindo isso de volta na equação completa:
    registro3(6n)=9+registro3(6){displaystyle log _{3}(6n)=9+log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}(6n)=9+log _{3}(6)}
    registro3(6)+registro3(n)=9+registro3(6){displaystyle log _{3}(6)+log _{3}(n)=9+log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}(6)+log _{3}(n)=9+log _{3}(6)}
  • Imagem intitulada Divide Logarithms Step 11
    7. Continue simplificando até encontrar a solução. Repita as mesmas técnicas algébricas e logarítmicas para resolver o problema. Se não houver solução inteira, use uma calculadora e arredondar para o número significativo mais próximo.
  • registro3(6)+registro3(n)=9+registro3(6){displaystyle log _{3}(6)+log _{3}(n)=9+log _{3}(6)}{displaystyle log _{3}(6)+log _{3}(n)=9+log _{3}(6)}
    registro3(n)=9{estilo de exibição log _{3}(n)=9}{estilo de exibição log _{3}(n)=9}
    Desde 3 = 19683, n = 19683

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