मैं परीक्षा में लघुगणकीय समीकरण हल करूंगा। लघुगणकीय समीकरणों को हल करना

लघुगणक क्या है?

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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। विशेषकर लघुगणक वाले समीकरण।

यह बिल्कुल सच नहीं है। बिल्कुल! मुझ पर विश्वास नहीं है? अच्छा। अब, केवल 10-20 मिनट में आप:

1. आप समझ जायेंगे लघुगणक क्या है.

2. घातीय समीकरणों की एक पूरी कक्षा को हल करना सीखें। भले ही आपने उनके बारे में कुछ नहीं सुना हो.

3. सरल लघुगणक की गणना करना सीखें।

इसके अलावा, इसके लिए आपको केवल गुणन तालिका और किसी संख्या को घात तक कैसे बढ़ाया जाए यह जानने की आवश्यकता होगी...

मुझे लगता है कि आपको संदेह है... ठीक है, ठीक है, समय चिह्नित करें! जाना!

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

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

आप फ़ंक्शंस और डेरिवेटिव से परिचित हो सकते हैं।

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

गणित में परिभाषा

एक लघुगणक निम्नलिखित रूप की एक अभिव्यक्ति है: log a b=c, अर्थात, किसी भी गैर-नकारात्मक संख्या (अर्थात, कोई भी सकारात्मक) का लघुगणक "b" से उसके आधार "a" को घात "c" माना जाता है। ” जिसके लिए अंततः मूल्य “बी” प्राप्त करने के लिए आधार “ए” को ऊपर उठाया जाना चाहिए। आइए उदाहरणों का उपयोग करके लघुगणक का विश्लेषण करें, मान लें कि एक अभिव्यक्ति है लॉग 2 8. उत्तर कैसे खोजें? यह बहुत सरल है, आपको ऐसी शक्ति ढूंढनी होगी कि 2 से आवश्यक शक्ति तक आपको 8 प्राप्त हो। अपने दिमाग में कुछ गणना करने के बाद, हमें संख्या 3 मिलती है! और यह सच है, क्योंकि 2 की घात 3 का उत्तर 8 होता है।

लघुगणक के प्रकार

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 उनके सामान्य अर्थ को समझना और उनके गुणों और कुछ नियमों को याद रखना है। लघुगणकीय अभिव्यक्ति के तीन अलग-अलग प्रकार हैं:

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

उनमें से प्रत्येक को एक मानक तरीके से हल किया जाता है, जिसमें लघुगणक प्रमेयों का उपयोग करके सरलीकरण, कमी और बाद में एकल लघुगणक में कमी शामिल है। लघुगणक के सही मान प्राप्त करने के लिए, आपको उन्हें हल करते समय उनके गुणों और क्रियाओं के क्रम को याद रखना चाहिए।

नियम और कुछ प्रतिबंध

गणित में कई नियम-बाधाएँ हैं जिन्हें एक स्वयंसिद्ध के रूप में स्वीकार किया जाता है, अर्थात वे चर्चा का विषय नहीं हैं और सत्य हैं। उदाहरण के लिए, संख्याओं को शून्य से विभाजित करना असंभव है, और ऋणात्मक संख्याओं का सम मूल निकालना भी असंभव है। लघुगणक के भी अपने नियम होते हैं, जिनका पालन करके आप लंबी और क्षमता वाले लघुगणकीय अभिव्यक्तियों के साथ भी आसानी से काम करना सीख सकते हैं:

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

लघुगणक कैसे हल करें?

उदाहरण के लिए, कार्य समीकरण 10 x = 100 का उत्तर खोजने के लिए दिया गया है। यह बहुत आसान है, आपको संख्या दस को बढ़ाकर एक घात चुननी होगी जिससे हमें 100 प्राप्त होगा। यह, निश्चित रूप से, 10 2 = है 100.

आइए अब इस अभिव्यक्ति को लघुगणकीय रूप में प्रस्तुत करें। हमें लघुगणक 10 100 = 2 प्राप्त होता है। लघुगणक को हल करते समय, सभी क्रियाएं व्यावहारिक रूप से उस शक्ति को खोजने के लिए एकत्रित होती हैं जिस तक किसी दिए गए नंबर को प्राप्त करने के लिए लघुगणक के आधार में प्रवेश करना आवश्यक होता है।

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, यदि आपके पास तकनीकी दिमाग और गुणन सारणी का ज्ञान है तो कुछ घातांकों का सहज अनुमान लगाया जा सकता है। हालाँकि, बड़े मूल्यों के लिए आपको एक पावर टेबल की आवश्यकता होगी। इसका उपयोग वे लोग भी कर सकते हैं जो जटिल गणितीय विषयों के बारे में कुछ भी नहीं जानते हैं। बाएँ स्तंभ में संख्याएँ (आधार a) हैं, संख्याओं की शीर्ष पंक्ति घात c का मान है जिससे संख्या a बढ़ा दी गई है। चौराहे पर, कोशिकाओं में संख्या मान होते हैं जो उत्तर (एसी = बी) होते हैं। आइए, उदाहरण के लिए, संख्या 10 वाली पहली सेल लें और इसे वर्गित करें, हमें 100 का मान मिलता है, जो हमारी दो कोशिकाओं के प्रतिच्छेदन पर इंगित किया गया है। सब कुछ इतना सरल और आसान है कि सबसे सच्चा मानवतावादी भी समझ जाएगा!

समीकरण और असमानताएँ

यह पता चला है कि कुछ शर्तों के तहत घातांक लघुगणक है। इसलिए, किसी भी गणितीय संख्यात्मक अभिव्यक्ति को लघुगणकीय समानता के रूप में लिखा जा सकता है। उदाहरण के लिए, 3 4 =81 को चार के बराबर 81 के आधार 3 लघुगणक के रूप में लिखा जा सकता है (लॉग 3 81 = 4)। नकारात्मक घातों के लिए नियम समान हैं: 2 -5 = 1/32 हम इसे लघुगणक के रूप में लिखते हैं, हमें लघुगणक 2 (1/32) = -5 मिलता है। गणित के सबसे आकर्षक अनुभागों में से एक "लघुगणक" का विषय है। हम उनके गुणों का अध्ययन करने के तुरंत बाद, नीचे दिए गए समीकरणों के उदाहरण और समाधान देखेंगे। अब आइए देखें कि असमानताएँ कैसी दिखती हैं और उन्हें समीकरणों से कैसे अलग किया जाए।

निम्नलिखित अभिव्यक्ति दी गई है: लॉग 2 (x-1) > 3 - यह एक लघुगणकीय असमानता है, क्योंकि अज्ञात मान "x" लघुगणक चिह्न के अंतर्गत है। और अभिव्यक्ति में दो मात्राओं की तुलना भी की गई है: वांछित संख्या का आधार दो का लघुगणक संख्या तीन से अधिक है।

लघुगणक समीकरणों और असमानताओं के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर यह है कि लघुगणक वाले समीकरण (उदाहरण के लिए, लघुगणक 2 x = √9) उत्तर में एक या अधिक विशिष्ट संख्यात्मक मान दर्शाते हैं, जबकि असमानता को हल करते समय, दोनों स्वीकार्य की सीमा इस फ़ंक्शन को तोड़कर मान और अंक निर्धारित किए जाते हैं। परिणामस्वरूप, उत्तर व्यक्तिगत संख्याओं का एक सरल सेट नहीं है, जैसा कि किसी समीकरण के उत्तर में होता है, बल्कि एक सतत श्रृंखला या संख्याओं का सेट होता है।

लघुगणक के बारे में बुनियादी प्रमेय

लघुगणक के मान ज्ञात करने की आदिम समस्याओं को हल करते समय, इसके गुणों का पता नहीं चल पाता है। हालाँकि, जब लघुगणक समीकरणों या असमानताओं की बात आती है, तो सबसे पहले, लघुगणक के सभी बुनियादी गुणों को स्पष्ट रूप से समझना और व्यवहार में लागू करना आवश्यक है। हम समीकरणों के उदाहरण बाद में देखेंगे; आइए पहले प्रत्येक संपत्ति को अधिक विस्तार से देखें।

1. मुख्य पहचान इस तरह दिखती है: एक logaB =B. यह तभी लागू होता है जब a 0 से बड़ा हो, एक के बराबर न हो और B शून्य से बड़ा हो।
2. उत्पाद का लघुगणक निम्नलिखित सूत्र में दर्शाया जा सकता है: लॉग डी (एस 1 * एस 2) = लॉग डी एस 1 + लॉग डी एस 2। इस मामले में, अनिवार्य शर्त है: डी, ​​एस 1 और एस 2 > 0; a≠1. आप उदाहरण और समाधान सहित इस लघुगणकीय सूत्र का प्रमाण दे सकते हैं। मान लीजिए कि log a s 1 = f 1 है और log a s 2 = f 2 है, तो a f1 = s 1, a f2 = s 2. हम पाते हैं कि s 1 * s 2 = a f1 *a f2 = a f1+f2 (के गुण डिग्री ), और फिर परिभाषा के अनुसार: लॉग ए (एस 1 * एस 2) = एफ 1 + एफ 2 = लॉग ए एस 1 + लॉग ए एस 2, जिसे सिद्ध करने की आवश्यकता है।
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: लॉग ए क्यू बी एन = एन/क्यू लॉग ए बी।

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 प्राकृतिक अभिधारणाओं पर आधारित हैं। आइए सबूत देखें.

मान लीजिए a b = t लॉग करें, तो यह a t = b निकलता है। यदि हम दोनों भागों को घात m तक बढ़ाएँ: a tn = b n ;

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

समस्याओं और असमानताओं के उदाहरण

लघुगणक पर सबसे आम प्रकार की समस्याएं समीकरणों और असमानताओं के उदाहरण हैं। वे लगभग सभी समस्या पुस्तकों में पाए जाते हैं, और गणित परीक्षा का एक आवश्यक हिस्सा भी हैं। किसी विश्वविद्यालय में प्रवेश करने या गणित में प्रवेश परीक्षा उत्तीर्ण करने के लिए, आपको यह जानना होगा कि ऐसे कार्यों को सही ढंग से कैसे हल किया जाए।

दुर्भाग्य से, लघुगणक के अज्ञात मान को हल करने और निर्धारित करने के लिए कोई एकल योजना या योजना नहीं है, लेकिन प्रत्येक गणितीय असमानता या लघुगणक समीकरण पर कुछ नियम लागू किए जा सकते हैं। सबसे पहले, आपको यह पता लगाना चाहिए कि क्या अभिव्यक्ति को सरल बनाया जा सकता है या सामान्य रूप में कम किया जा सकता है। यदि आप लंबी लघुगणकीय अभिव्यक्तियों के गुणों का सही ढंग से उपयोग करते हैं तो आप उन्हें सरल बना सकते हैं। आइए जल्दी से उनके बारे में जानें।

लघुगणक समीकरणों को हल करते समय, हमें यह निर्धारित करना होगा कि हमारे पास किस प्रकार का लघुगणक है: एक उदाहरण अभिव्यक्ति में प्राकृतिक लघुगणक या दशमलव हो सकता है।

यहां उदाहरण हैं एलएन100, एलएन1026। उनका समाधान इस तथ्य पर आधारित है कि उन्हें उस शक्ति को निर्धारित करने की आवश्यकता है जिसके लिए आधार 10 क्रमशः 100 और 1026 के बराबर होगा। प्राकृतिक लघुगणक को हल करने के लिए, आपको लघुगणकीय पहचान या उनके गुणों को लागू करने की आवश्यकता है। 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 के बारे में बुनियादी प्रमेयों का उपयोग करने के उदाहरण देखें।

1. किसी 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, लघुगणक शक्ति की चौथी संपत्ति का उपयोग करके, हम एक जटिल और अघुलनशील अभिव्यक्ति को हल करने में कामयाब रहे। आपको बस आधार का गुणनखंड करना होगा और फिर घातांक मानों को लघुगणक के चिह्न से बाहर निकालना होगा।

एकीकृत राज्य परीक्षा से असाइनमेंट

लघुगणक अक्सर प्रवेश परीक्षाओं में पाए जाते हैं, विशेष रूप से एकीकृत राज्य परीक्षा (सभी स्कूल स्नातकों के लिए राज्य परीक्षा) में कई लघुगणक समस्याएं। आमतौर पर, ये कार्य न केवल भाग ए (परीक्षा का सबसे आसान परीक्षण भाग) में मौजूद होते हैं, बल्कि भाग सी (सबसे जटिल और भारी कार्य) में भी मौजूद होते हैं। परीक्षा के लिए "प्राकृतिक लघुगणक" विषय का सटीक और पूर्ण ज्ञान आवश्यक है।

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

दिया गया लॉग 2 (2x-1) = 4. समाधान:
आइए अभिव्यक्ति को फिर से लिखें, इसे थोड़ा सरल बनाएं लॉग 2 (2x-1) = 2 2, लघुगणक की परिभाषा से हमें पता चलता है कि 2x-1 = 2 4, इसलिए 2x = 17; एक्स = 8.5.

• सभी लघुगणक को एक ही आधार पर कम करना सबसे अच्छा है ताकि समाधान बोझिल और भ्रमित करने वाला न हो।
• लघुगणक चिह्न के अंतर्गत सभी भावों को सकारात्मक के रूप में दर्शाया गया है, इसलिए, जब किसी अभिव्यक्ति का घातांक जो लघुगणक चिह्न के अंतर्गत है और उसका आधार गुणक के रूप में निकाला जाता है, तो लघुगणक के अंतर्गत शेष अभिव्यक्ति सकारात्मक होनी चाहिए।

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