ЕНТ 2027 · Казахстан · Математика

Логарифмы: свойства, логарифмические уравнения и неравенства

Логарифм отвечает на вопрос, в какую степень нужно возвести основание, чтобы получить число. К ЕНТ нужно уметь вычислять логарифмы по свойствам, решать логарифмические уравнения с проверкой области допустимых значений и логарифмические неравенства. Здесь собраны формулы, порядок решения, примеры с разбором и задания в формате ЕНТ.

Спецификация ЕНТ, профильная математика: раздел 02 «Уравнения», тема 07; раздел 03 «Системы уравнений», тема 09; раздел 04 «Неравенства», тема 10; раздел 05 «Системы неравенств», тема 11. В наших пробных вариантах по профильной математике — по жребию задания 7, 11, 12 и 31–40.

Где эта тема на ЕНТ

по спецификации
Что называет спецификация каждого предмета и в каких заданиях наших пробных вариантов встречается тема.
  • Математика

    Раздел 02. Уравнения

    • Тема 07. Показательные уравнения. Логарифмические уравнения.

    Раздел 03. Системы уравнений

    • Тема 09. Системы тригонометрических уравнений. Системы иррациональных уравнений. Системы показательных уравнений. Системы логарифмических уравнений.

    Раздел 04. Неравенства

    • Тема 10. Линейные, квадратные и рациональные неравенства. Простейшие тригонометрические неравенства. Простейшие иррациональные неравенства. Показательные неравенства. Логарифмические неравенства

    Раздел 05. Системы неравенств

    • Тема 11. Система линейных неравенств. Система дробно-рациональных неравенств с одной переменной. Система нелинейных неравенств. Системы показательных и логарифмических неравенств.

    Формы заданий в наших вариантах

    один ответ из четырёх, установление соответствия, один или несколько правильных ответов

    В наших пробных вариантах — по жребию задания 7, 11, 12 и 31–40.

    Задания наших вариантов составлены нами по спецификации НЦТ; настоящие варианты НЦТ не публикует.

    Все темы этого предметаБесплатный пробный вариант

Главное

что нужно знать
  • Логарифм числа bb по основанию aa — это показатель степени, в которую нужно возвести aa, чтобы получить bb: log⁡ab=c\log_a b = c означает ac=ba^c = b. Определён он при a>0a > 0, a≠1a \neq 1 и b>0b > 0. Десятичный логарифм записывают lg⁡b\lg b, то есть логарифм по основанию 10.
  • Особые значения и основное логарифмическое тождество: log⁡aa=1\log_a a = 1, log⁡a1=0\log_a 1 = 0, alog⁡ab=ba^{\log_a b} = b.
  • Логарифм произведения, частного и степени: log⁡a(xy)=\log_a(xy) ={}log⁡ax+log⁡ay \log_a x + \log_a y, log⁡axy=\log_a\frac{x}{y} ={}log⁡ax−log⁡ay \log_a x - \log_a y, log⁡axk=\log_a x^k ={}klog⁡ax k\log_a x. Если основание записано степенью: log⁡akb=\log_{a^k} b ={}1klog⁡ab \frac{1}{k}\log_a b.
  • Переход к новому основанию: log⁡ab=\log_a b ={}log⁡cblog⁡ca \frac{\log_c b}{\log_c a} для любого допустимого cc. Отсюда log⁡ab=\log_a b ={}1log⁡ba \frac{1}{\log_b a}.
  • ОДЗ (область допустимых значений) логарифмического уравнения — это условие, что каждое выражение под знаком логарифма положительно, а основание положительно и не равно единице. Корень, не попавший в ОДЗ, отбрасывают.
  • Неравенство log⁡af(x)>log⁡ag(x)\log_a f(x) > \log_a g(x) при a>1a > 1 равносильно f(x)>g(x)f(x) > g(x), а при 0<a<10 < a < 1 знак меняется на противоположный: f(x)<g(x)f(x) < g(x). В обоих случаях к полученному условию добавляют ОДЗ: f(x)>0f(x) > 0 и g(x)>0g(x) > 0.

Как решать: по шагам

по порядку
  1. 1.Запишите ОДЗ

    Выпишите условия: выражение под каждым логарифмом больше нуля, основание положительно и не равно единице. Решите эти условия сразу, чтобы потом сверять с ними корни.
  2. 2.Приведите к одному основанию

    Если в уравнении логарифмы по разным основаниям, перейдите к одному основанию с помощью формулы log⁡ab=\log_a b ={}log⁡cblog⁡ca \frac{\log_c b}{\log_c a} или представьте основания как степени одного числа.
  3. 3.Соберите логарифмы

    Сумму логарифмов замените логарифмом произведения, разность — логарифмом частного, а множитель перед логарифмом внесите в степень под знак логарифма.
  4. 4.Перейдите к уравнению без логарифма

    Если слева и справа стоят логарифмы по одному основанию, приравняйте выражения под знаком. Если справа число, запишите его как логарифм: c=log⁡aacc = \log_a a^c, или воспользуйтесь определением log⁡af(x)=\log_a f(x) ={}c  ⟺  f(x)= c \iff f(x) ={}ac a^c.
  5. 5.Решите и сверьте с ОДЗ

    Решите получившееся уравнение. Подставьте каждый корень в условия ОДЗ и отбросьте те, что им не удовлетворяют. Для неравенства запишите пересечение решения с ОДЗ.
  6. 6.Обратите внимание на основание неравенства

    Если основание меньше единицы, знак неравенства при переходе к выражениям под логарифмом меняется на противоположный. Если забыть об этом, получится ответ, противоположный верному.

Примеры с решением

Сначала попробуйте решить сами, потом сравните с решением.
  1. 1.Вычисление по определению и тождеству

    Вычислите log⁡48+2log⁡27\log_4 8 + 2^{\log_2 7}.
  2. 2.Уравнение с проверкой ОДЗ

    Решите уравнение log⁡2(x2−4)=\log_2(x^2 - 4) ={}log⁡2(3x) \log_2(3x).
  3. 3.Замена переменной в логарифмическом уравнении

    Решите уравнение log⁡22x−\log_2^2 x -{}3log⁡2x+ 3\log_2 x +{}2= 2 ={}0 0.
  4. 4.Неравенство с основанием меньше единицы

    Решите неравенство log⁡13(2x−1)>−2\log_{\frac{1}{3}}(2x - 1) > -2.

Задание в формате ЕНТ

наше задание
Задание в той форме, в какой его показывают на тесте. Попробуйте решить его, прежде чем открывать решение.
Задание в формате ЕНТМатематика

Установление соответствия

Задание 1.

Вычислите значения логарифмов. Установите соответствие между выражениями и их значениями.
1. log⁡232\log_{2} 32
2. log⁡313\log_{3} \frac{1}{3}

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ. · Решить весь пробный вариант бесплатно

Задание в формате ЕНТМатематика

Один или несколько правильных ответов

Задание 2.

Какие из данных равенств верны? Укажите все верные ответы.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ. · Решить весь пробный вариант бесплатно

Проверьте себя

проверка сразу
Выберите или впишите ответ и сразу проверьте его: решение появится под заданием.
Математика

Задание 1.

Вычислите: log⁡354+\log_{3} 54 +{}log⁡321− \log_{3} 21 -{}log⁡314 \log_{3} 14.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ.

Математика

Задание 2.

Вычислите: log⁡214+\log_{2} 14 +{}log⁡220− \log_{2} 20 -{}log⁡235 \log_{2} 35.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ.

Математика

Задание 3.

Решите уравнение: log⁡5(2x+5)=2\log_{5}(2x + 5) = 2.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ.

Математика

Задание 4.

Решите уравнение: log⁡5(3x+17)=1\log_{5}(3x + 17) = 1.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ.

Больше заданий: решите бесплатно весь пробный вариант

Частые ошибки

где теряют баллы
  • Применяют несуществующее свойство log⁡a(x+y)=\log_a(x + y) ={}log⁡ax+log⁡ay \log_a x + \log_a y. Проверьте на числах: log⁡2(4+4)=3\log_2(4 + 4) = 3, а log⁡24+log⁡24=\log_2 4 + \log_2 4 ={}4 4. Складывать логарифмы можно только тогда, когда под знаком стоит произведение.
  • Забывают проверить корни по ОДЗ. После преобразований уравнение может приобрести лишние корни, которых исходное не имело.
  • Не меняют знак неравенства при основании меньше единицы. Функция y=log⁡axy = \log_a x убывает при 0<a<10 < a < 1, и большему значению функции отвечает меньший аргумент.
  • Путают log⁡ab\log_a b и log⁡ba\log_b a. Эти числа взаимно обратны: log⁡28=3\log_2 8 = 3, а log⁡82=13\log_8 2 = \frac{1}{3}.
  • При замене t=log⁡axt = \log_a x не возвращаются к xx и записывают в ответ значения tt.

Запомните

  • log⁡ab=\log_a b ={}c  ⟺  ac= c \iff a^c ={}b b, где a>0a > 0, a≠1a \neq 1, b>0b > 0.
  • log⁡aa=1\log_a a = 1, log⁡a1=0\log_a 1 = 0, alog⁡ab=ba^{\log_a b} = b.
  • log⁡a(xy)=\log_a(xy) ={}log⁡ax+log⁡ay \log_a x + \log_a y, log⁡axk=\log_a x^k ={}klog⁡ax k\log_a x.
  • log⁡ab=\log_a b ={}log⁡cblog⁡ca \frac{\log_c b}{\log_c a}.
  • ОДЗ — до решения, проверка корней — после; при основании меньше 1 знак неравенства меняется.

Вопросы и ответы

  1. 1.Что называет спецификация про логарифмы?+
    Ответ:В спецификации НЦТ для профильной математики логарифмы стоят в нескольких строках: «Показательные уравнения. Логарифмические уравнения» (раздел 02, тема 07), системы логарифмических уравнений (раздел 03, тема 09), логарифмические неравенства (раздел 04, тема 10) и системы показательных и логарифмических неравенств (раздел 05, тема 11). Отдельной строки про свойства логарифма в списке нет, но без них эти темы не решить.
  2. 2.Что такое ОДЗ и зачем её записывать?+
    Ответ:ОДЗ — область допустимых значений: те значения переменной, при которых все выражения в уравнении имеют смысл. Для логарифма это положительность выражения под знаком и условия на основание. Преобразования, например замена суммы логарифмов на логарифм произведения, расширяют область, и без ОДЗ в ответ попадают лишние корни.
  3. 3.Как перейти к новому основанию?+
    Ответ:По формуле log⁡ab=\log_a b ={}log⁡cblog⁡ca \frac{\log_c b}{\log_c a} с любым подходящим cc. На практике выбирают cc так, чтобы числа стали степенями одного числа. Например, log⁡927=\log_9 27 ={}log⁡327log⁡39= \frac{\log_3 27}{\log_3 9} ={}32 \frac{3}{2}.
  4. 4.Как решать логарифмическое неравенство?+
    Ответ:Запишите ОДЗ, приведите обе части к логарифмам по одному основанию и перейдите к неравенству для выражений под знаком. При основании больше единицы знак сохраняется, при основании от нуля до единицы меняется на противоположный. Ответом служит пересечение решения с ОДЗ.
  5. 5.Чему равен логарифм единицы и логарифм основания?+
    Ответ:Логарифм единицы по любому допустимому основанию равен нулю, потому что a0=1a^0 = 1. Логарифм самого основания равен единице, потому что a1=aa^1 = a. На этих двух значениях строятся многие упрощения в вычислительных заданиях.
  6. 6.Что такое десятичный логарифм?+
    Ответ:Это логарифм по основанию 10, его записывают lg⁡b\lg b. Все свойства логарифмов выполняются и для него. Например, lg⁡1000=3\lg 1000 = 3, потому что 103=100010^3 = 1000, и lg⁡0,01=−2\lg 0{,}01 = -2, потому что 10−2=0,0110^{-2} = 0{,}01.

Последнее задание.

Решите бесплатно пробный вариант № 1 — 40 заданий в формате ЕНТ, 80 минут