что такое логарифмирование и потенцирование

05.12.202321.04.2022 admin 0 Comments

Что такое логарифмирование и потенцирование

Логарифм числа b по основанию а – это показатель степени, в которую нужно возвести число а, чтобы получить число b.

Формула

Примеры

log_a b = c (при a > 0, a ≠ 1, b > 0).

Это означает, что a c = b.

Читается так: логарифмом числа 25 по основанию 5 является 2.
Число 2 является показателем степени.
Это означает, что 5 2 = 25.

Логарифмом числа 64 по основанию 4 является 3.
Это означает, что 4 3 = 64

Говоря иначе, логарифмирование – это действие, обратное возведению в степень.

Логарифм по основанию 10 называют десятичным логарифмом.

Примеры десятичного логарифма:

Десятичный логарифм обозначают символом lg. Таким образом:

вместо log₁₀ 100 следует писать lg 100;

вместо log₁₀ 5 пишем lg 5;

вместо log₁₀ 0,01 пишем lg 0,01.

Логарифмирование и потенцирование.

Логарифмирование – это нахождение логарифмов заданных чисел или выражений.

Последовательно воспользуемся сразу всеми тремя основными свойствами логарифмов, которые изложены выше (логарифм произведения, логарифм частного и логарифм степени):
b
lg x = lg (a 2 · —) = lg a 2 + lg b – lg c = 2lg a + lg b – lg c.
c

Потенцирование – это нахождение чисел или выражений по данному логарифму числа (выражения).

Потенцировать – значит освобождаться от значков логарифмов в процессе решения логарифмического выражения.

Например, надо решить уравнение log₂ 3x = log₂ 9.

Убираем значки логарифмов – то есть потенцируем:

В результате получаем простое уравнение, которое решается за несколько секунд:

Но потенцирование не сводится к простому и произвольному убиранию значков логарифмов. Для этого в обоих частях уравнения как минимум должно быть одинаковое значение основания (в нашем случае это число 2). Подробнее о потенцировании и его правилах – в следующем разделе.

Источник

Что такое логарифмирование и потенцирование

ПОКАЗАТЕЛЬНАЯ И ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ФУНКЦИИ VIII

§ 186. Логарифмирование и потенцирование

Если некоторое выражение составлено из положительных чисел посредством умножения, деления, возведения в степень и извлечения корня, то логарифм всего этого выражения легко выразить через логарифмы входящих в него чисел.

Тогда по теореме о логарифме дроби

Теорема о логарифме произведения дает:

Теперь, используя теоремы о логарифме степени и корня, получаем:

Переход от выражения к его логарифму называется логарифмированием этого выражения.

Операция, обратная логарифмированию, называется потенцированием. Она заключается в том, что по логарифму некоторого выражения восстанавливается само выражение. Поясним это на следующем примере. Пусть

Прежде всего, используя теоремы о логарифме степени и корня, можно записать:

После этого log_ax можно записать в виде

Теперь, используя теоремы о логарифме произведения и частного, получим:

= log_a(100 • 3 √ 19 ) — log_a (√ 7 • 27) = log_a .

log_ax = log_a

Но если логарифмы двух положительных чисел по одному и тому же основанию равны, то равны и сами эти числа. Поэтому

Прологарифмировать по основанию 10 следующие выражения (№ 1418 — 1422):

Источник

Конспект занятия по дисциплине Математика на тему логарифмирование и потенцирование

ЛОГАРИФМИРОВАНИЕ И ПОТЕНЦИРОВАНИЕ ВЫРАЖЕНИЙ

повторение, систематизация и обобщение знаний;

закрепление умений решать практические задачи по теме;

развитие логического мышления алгоритмической культуры;

развитие умения доказывать свои умозаключения, анализировать ответы друг друга;

продолжить формировать умение правильно воспринимать и активно запоминать новую информацию.

Тип урока : комбинированный урок

Методическое обеспечение : учебники, план-конспект урока, карточки.

1. Организационный момент

Перед началом урока преподаватель проводит проверку подготовленности кабинета к занятию.

Приветствие обучающихся, определение отсутствующих, заполнение группового журнала. Сообщается тема и цель урока.

2. Повторение ранее изученного материала

3. Изучение нового материала

ПОВТОРЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

1. Проверка домашнего задания, работа у доски над затруднительными моментами.

2. Дайте определение понятию логарифм.

Логарифм числа b по основанию а – это показатель степени, в которую нужно возвести число а, чтобы получить число b.

3. Приведите пример записи логарифма. Что означает эта запись?

3. Для того, чтобы проверить уровень усвоения материала, предлагается решить некоторые задания. На доске таблица, которую необходимо заполнить, указав решение примера и номер свойства из ранее записанного конспекта урока.

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Логарифмирование – это нахождение логарифмов заданных чисел или выражений.

Пример : Найдем логарифм

Последовательно воспользуемся сразу всеми тремя основными свойствами логарифмов, которые изложены выше (логарифм произведения, логарифм частного и логарифм степени):

Логарифмирование – это преобразование, при котором логарифм выражения с переменными приводится к сумме или разности логарифмов переменных.

Потенцирование – это преобразование, обратное логарифмированию.

Потенцировать – значит освобождаться от знаков логарифмов в процессе решения логарифмического выражения.

При решении уравнений потенцированием выражения преобразовывают с помощью свойств логарифмов, приводя их к виду

Убираем знаки логарифмов – то есть потенцируем:

В результате получаем простое уравнение, которое решается за несколько секунд:

Потенциирование применяется при решении логарифмических уравнений, с которыми мы познакомимся на следующем занятии.

Прологорифмируйте выражение по основанию 10 при условии, что все переменные положительные:

Выполните потенцирование выражения:

Группа разбивается на подгруппы по два-три человека. Каждая подгруппа составляет один пример для логарифмирования, передает его соседней подгруппе для решения. После чего подгруппы решают пример и передают его следующей подгруппе для решения. В итоге каждая подгруппа должна выставить оценку своим одногруппникам, решившим составленное выражение.

Прологорифмируйте выражение по основанию 10 при условии, что все переменные положительные:

Выполните потенцирование выражения:

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Методика обучения математике в основной и средней школе в условиях реализации ФГОС ОО

Курс профессиональной переподготовки

Математика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-470314

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

В Пензенской области запустят проект по снижению административной нагрузки на учителей

Время чтения: 1 минута

Российские школьники завоевали пять медалей на олимпиаде по физике

Время чтения: 1 минута

Российский совет олимпиад школьников намерен усилить требования к олимпиадам

Время чтения: 2 минуты

Рособрнадзор откажется от ОС Windows при проведении ЕГЭ до конца 2024 года

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения разрабатывает образовательный минимум для подготовки педагогов

Время чтения: 2 минуты

Попова предложила изменить школьную программу по биологии

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Потенцирование

Потенцирование — это действие, заключающееся в нахождении числа по данному логарифму через логарифмы других чисел (нем. potenzieren — возводить в степень, от Potenz — степень).

Схематически логарифмическое уравнение, решаемое потенцированием, можно представить приблизительно так:

Решение начинаем с нахождения ОДЗ:

0;\\ g(x) > 0;\\ h(x) > 0. \end \right.\]» title=»Rendered by QuickLaTeX.com»/>

Затем преобразовываем выражение: число перед логарифмом вносим в показатель степени выражения, стоящего под знаком логарифма, а отдельно стоящее число представляем в виде логарифма по тому же основанию, что и остальные логарифмы:

От суммы логарифмов переходим к логарифму произведения, от разности — к логарифму частного:

Теперь приравниваем выражения, стоящие под знаками логарифмов

и решаем алгебраическое уравнение.

Рассмотрим примеры решения логарифмических уравнений потенцированием.

От суммы логарифмов переходим к логарифму произведения:

По определению логарифма

Первый корень не входит в ОДЗ.

Число 2 вносим в показатель степени выражения, стоящего под знаком логарифма. Единицу представляем в виде логарифма по основанию 3

(-x)²=x². От суммы логарифмов переходим к логарифму произведения

Так как равны логарифмы с одинаковыми основаниями, можем приравнять выражения, стоящие под знаками логарифмов:

Первый корень не входит в ОДЗ.

Единицу представляем в виде логарифма по основанию 3:

От разности логарифмов переходим к логарифму частного:

Приравниваем выражения, стоящие под знаками логарифмов:

Источник

Показательные функции и логарифмы в математике с примерами решения и образцами выполнения

Определение показательной функции:

Определение:

Показательной функцией от независимого переменного х называется выражение , где а — данное число.

Если а отрицательно, функция определена только при когда х дробное или иррациональное (см. определение дробного показателя в гл. VI).

Если а = 0, функция определена только при именно при х > 0 всех положительных значениях x =0. При х = 0, а также при х

Свойства функции

Если a

Доказательство:

Пусть а > 1 и М—сколь угодно большое положительное число. Как показано в теореме 2 § 9 гл. V, >М при всех Пусть теперь

При всех значениях х, удовлетворяющих этому неравенству,

Пусть теперь m— сколь угодно малое положительное число. По доказанному найдется такое х, что или, что все равно т. е.

Первая часть утверждения доказана.

Пусть теперь а

убывает от значений сколь угодно больших до значений, сколь угодно близких к нулю. Вторая часть утверждения доказана.

6. Если а положительно и отлично от единицы, то каково бы ни было положительное число N, существует и притом только одно такое значение х, что

Иными словами, если а положительно и отлично от единицы и N— данное положительное число, уравнение имеет решение и притом только одно.

Доказательство:

Докажем сначала, что уравнение имеет решение. Одно из двух: или существует такое рациональное число г, что или такого числа не существует. Если имеет место первое, то для таких N утверждение доказано. Если имеет место второе, покажем, что существует такое иррациональное число а, что

Пусть а > 1. Существует такое целое т, что С другой стороны, существует такое целое n₁ что Выпишем все целые числа от n₁ дo n:

Рассмотрим последовательность степеней

Сравнивая члены последовательности (1) с числом N, можно найти такие два соседних члена последовательности (1), что число N будет заключено между ними, т. е.

Составим теперь последовательность

Сравнивая члены последовательности (2) с числом N, можно найти таких два соседних члена последовательности (2), что

Сравнивая члены последовательности (3) с числом N, опять найдем таких два соседних члена что

Продолжая неограниченно процесс деления промежутка на 10 равных частей и сравнивая всякий раз число N с получающимися при этом степенями числа а, получим две последовательности показателей

и две последовательности степеней

Последовательность (4) — возрастающая и ограниченная сверху любым членом последовательности (5). Последовательность (5) — убывающая и ограниченная снизу любым членом последовательности (4). Разность последовательностей (5) и (4) сходится к нулю. Следовательно, существует единственное число а, которое больше всех членов последовательности (4) и меньше всех членов последовательности (5).

Точно так же существует единственное число, которое больше всех членов последовательности (6) и меньше всех членов последовательности (7). Этим числом по построению последовательности является число N. По определению степени с иррациональным показателем, этим числом является . Значит,

Пусть теперь а 1. Уравнение

имеет решение при любом положительном N. Это же решение удовлетворяет уравнению

Докажем, что решение единственно. Предположим, что уравнение имеет два решения: x = x₁, и х = х₂, причем x₁>x₂. Тогда имеем:

Но это невозможно, так как при

График показательной функции

Пусть а > 1, тогда график функции имеет вид, указанный на рис. 83. В соответствии со свойствами функции , изложенными в § 2, график этой функции обладает следующими свойствами:

В левой своей части график, если наблюдать за ним справа налево, все ближе подходит к оси Ох, как бы стремясь коснуться ее. Однако график нигде не касается оси Ох (свойства 5 и 2 § 2).

5. Всякая прямая, параллельная оси Ох и лежащая в верхней полуплоскости, пересекает график и притом только в одной точке (свойство 6 § 2).

6. При всех а график проходит через точку (0,1). Это объясняется тем, что при любом положительном а

Если a 1 и при а

Таблица составлена посредством приближенного извлечения √2, ∜2, √8, ∜8 и т. д.

На рис. 86 изображен график функции График построен при помощи следующей таблицы:

Определение логарифма

Определение:

Логарифмом числа N по основанию а называется показатель степени, в которую надо возвести а, чтобы получить N.

Для обозначения логарифма употребляется знак log. Тот факт, что число х является логарифмом числа N по основанию а, записывается так:

По определению . Например, log₂ 8 = 3, так как 2³ = 8;

Логарифмическая функция

Пусть а > 0 и отлично от единицы. Возьмем произвольное положительное число у. Как показано (п. 6 § 2), уравнение

имеет единственное решение. Это значит, что всякое положительное число у по любому основанию (положительному и отличному от единицы) имеет единственный логарифм

Это утверждение называется теоремой о существовании логарифма.

Придавая числу у различные положительные значения, будем получать различные значения и при этом каждому положительному значению у будет соответствовать одно и только одно значение х. Это означает, что х является функцией от у, определенной и однозначной для всех положительных значений у. Функция эта называется логарифмической.

Логарифмическая функция связана с показательной функцией следующим образом.

Показательная функция дает описание изменения степени числа а в зависимости от изменения показателя степени; логарифмическая функция дает описание изменения показателя степени в зависимости от изменения степени числа а.

Иными словами, показательная функция дает описание изменения числа в зависимости от изменения его логарифма по основанию а; логарифмическая функция дает описание изменения логарифма числа по основанию а в зависимости от изменения числа.

Таблица значений показательной функции при данном основании а является одновременно и таблицей значений логарифмической функции при том же основании а.

График показательной функции является одновременно и графиком логарифмической функции. (см. рис. 83 и 84), только в одном случае значения независимого переменного

отложены на горизонтальной оси, а значения функции — на вертикальной; в другом случае, наоборот, значения функции отложены на горизонтальной оси, а значения не-, зависимого переменного — на вертикальной.

Показательная функция при основании а и логарифмическая функция при том же основании представляют пример двух обратных друг другу функций.

Обычно принято значения независимого переменного обозначать буквой х и откладывать на горизонтальной оси, а значения функции обозначать буквой у и откладывать на вертикальной оси.

Если придерживаться этого правила, то для функции обратной будет функция , а графиком функции будет служить кривая, получаемая из графика функции (рис. 83, 84) посредством преобразования симметрии относительно прямой у = х, т. е. посредством переноса каждой точки М(а, b) в точку М₁ (b, а) (рис. 87).

Свойства логарифмов чисел

Свойства логарифмов чисел при основании, большем единицы:

Это свойство вытекает из свойства 5 показательной функции и условно записывается так:

7. Логарифм основания равен единице.

Свойства логарифмов чисел при положительном основании, меньшем единицы:

Теоремы о логарифмах

Теорема:

Логарифм произведения двух или нескольких чисел равен сумме логарифмов сомножителей.

Доказательство:

Пусть — произвольные положительные числа. По определению логарифма, имеем

Перемножив эти равенства почленно, получим

С другой стороны, по определению логарифма,

Из равенств (1) и (2) имеем

Теорема:

Логарифм частного равен разности логарифмов делимого и делителя.

Доказательство:

Пусть N₁ и N₂ — произвольные положительные числа. По определению логарифма,

Разделив эти равенства почленно, получим

С другой стороны, по определению логарифма,

Из равенств (3) и (4) имеем:

Теорема:

Логарифм степени равен произведению показателя степени на логарифм основания.

Доказательство:

Пусть N—произвольное положительное число и а — любое вещественное число. По определению логарифма,

Возведя обе части равенства в степень а, получим

С другой стороны, по определению логарифма,

Из равенств (5) и (6) имеем

Теорема:

Логарифм корня равен логарифму подкоренного выражения, деленному на показатель корня.

Доказательство:

Пусть N — произвольное положительное число, n— натуральное. Тогда, используя теорему 3, получим

Доказанные теоремы служат основой для вычислений при помощи логарифмов.

Пусть требуется найти произведение двух чисел N₁ и N₂ Пользуясь графиком логарифмической функции или таблицей ее значений, определяют Далее, сложением логарифмов определяют логарифм искомого произведения (теорема 1)

Точно так же при делении, возведении в степень и извлечении корня используются теоремы 2, 3, 4 соответственно.

Логарифмирование и потенцирование выражений

Пользуясь теоремами 1 —4 § 7, часто удается свести логарифм сложного выражения к результату простых действий над логарифмами входящих в него более простых выражений.

Такое преобразование логарифма называется логарифмированием выражения.

Например, пусть надо вычислить

Применяя теорему о логарифме частного, имеем

Далее, на основании теорем о логарифме произведения, степени и корня последовательно имеем

Таким образом, вычисление логарифма А сведено к вычислению логарифмов а, b, с, d, е.

Логарифм суммы не может быть просто выражен через логарифмы слагаемые. Иногда логарифм суммы преобразуется так:

Такое преобразование используется в так называемых гауссовых логарифмах.

При решении некоторых вопросов приходится ввести преобразование, обратное логарифмированию, т. е. приходится результат действий над логарифмами нескольких выражений преобразовывать в логарифм одного выражения. Такое преобразование логарифмов называется потенцированием выражения.

Пример:

Решение:

На основании теоремы о логарифме степени имеем:

На основании теоремы о логарифме произведения

Ha основании теоремы о логарифме частного

Так как из равенства логарифмов двух чисел дледует равенство этих чисел (см. свойство 4 § 6), то

Пример:

Найти А, если известно, что

Решение:

Ответ.

В этом параграфе, за исключением последнего примера, употребляется знак логарифма без указания основания, по которому берутся логарифмы. Объясняется это тем, что все изложенное здесь справедливо для логарифмов по любому основанию.

Десятичные логарифмы

За основание логарифмов обычно принимается число 10, так как 10 лежит в основе употребительной системы счисления. Логарифмы чисел по основанию 10 называются десятичными. Для упрощения записи десятичных логарифмов основание обычно не указывается и знак log заменяют знаком lg, т. е. вместо log₁₀N пишут lgN

Десятичные логарифмы обладают всеми свойствами логарифмов при основании, бoльшем единицы, и, кроме того, следующими:

2. Если число является степенью числа 0,1 с натуральным показателем, то десятичный логарифм его равен целому отрицательному числу, абсолютная величина которого равна количеству нулей, входящих в десятичное изображение этого числа, в том числе и нуля целых.

Действительно, Например, lg 1000 = 3; lg 0,0001 = — 4.

3. Если число умножить на , логарифм его увеличится на n.

Действительно, пусть lg N = x, тогда lg

4. Если число разделить на 10ⁿ, логарифм его уменьшатся на n.

5. Если в десятичной дроби перенести запятую на п знаков вправо, логарифм ее увеличится на n. Если в десятичной дроби перенести запятую на п знаков влево, логарифм ее уменьшится на n.

6. Логарифмы рациональных чисел вообще иррациональны. Исключение составляют лишь числа, являющиеся степенью числа 10 с целым показателем.

Доказательство:

1. Пусть натуральное N имеет рациональный логарифм , где m и n — натуральные числа. Тогда

Если N делится на простое число р, отличное от 2 и 5, равенство (1) невозможно, так как 10ᵐ на р не делится. Остается предполагать, что , где q и t — целые неотрицательные числа. Докажем, что q = t и, следовательно, N есть степень числа 10 с целым показателем. Допустим, что q > t. Тогда

Равенство (1) принимает вид

Если m = nt равенство (2) невозможно, так как оно приводит к равенству

где q > t. Точно так же равенство (2) невозможно как при m nt. Итак,

Рассуждая точно так же, можно показать, что q не может быть меньше t.

2. Пусть N—неправильная несократимая дробь, т. е. где а и b натуральные, а > b > 1 и a взаимно просто с b. Предположим опять, что логарифм N равен . Тогда

Так как степень несократимой дроби с натуральным показателем есть опять несократимая дробь, равенство (3) невозможно.

3. Пусть N — правильная несократимая дробь, т. е. ,b

По доказанному в п. 2 равенство (4) возможно только тогда, когда b ≠ 1. Равенство (4) принимает такой вид:

По доказанному в п. 1 последнее равенство возможно только тогда, когда а есть степень числа 10 с целым неотрицательным показателем. Выходит, что

где k—целое неотрицательное число.

Характеристика и мантисса

Если действительное число не является целым, то его можно представить в виде суммы целого числа и положительного числа, меньшего единицы. Например,

Поэтому и логарифм любого положительного числа N можно представить так:

где А — целое число и 0 ≤ a

т. е. 2

где 0

т. е. —3

где 0

так как есть наименьшее целое n-значное число, а 10ⁿ есть (n+ 1)-значное число. Значит,

где 0 ≤ а

а — цифра, отличная от нуля. Тогда Значит,

где 0 ≤ a Понятие о вычислении логарифмов

Для использования логарифмов при вычислениях необходимо, чтобы в распоряжении вычислителя имелись достаточно подробные таблицы значений логарифмической функции, вычисленные с определенной, достаточной для практических целей, точностью.

Математика располагает различными средствами для составления таких таблиц. Однако рассмотрение этих способов вычисления логарифмов выходит за пределы школьной программы.

Можно указать способ, далеко не совершенный, но весьма простой по идее, из рассмотрения которого будет видно, что логарифм любого натурального числа может быть вычислен с любой точностью.

Пусть требуется вычислить логарифм натурального числа N с точностью до . Возведем N в k-ю степень и определим количество цифр t получаемого при этом числа. Тогда

Например, 2¹⁰= 1024, значит, lg2¹⁰ = 3,… Отсюда lg2 = 0,3…

На следующем примере будет показан более совершенный способ вычисления логарифмов.

Пример:

Решение:

Обозначив искомый логарифм буквой х, имеем

Положим где z > 1. Тогда

Дальнейшие вычисления по этой схеме затруднительны. Имеем

где 3

Положим z = 4, тогда

Так как 3

Посредством весьма несложных вычислений найдено значение lg2 с двумя верными знаками после запятой. Более точные вычисления показывают, что lg 2 = 0,30103 с точностью до 0,00001.

Интерполирование

Предположим, что логарифм числа N не указан в таблице. Найдем в таблице логарифмы ближайших к N чисел N₁ и N₂ из которых N₁ N Будем считать, что приращения логарифмов пропорциональны приращениям логарифмируемых чисел. Тогда имеем

откуда lgN легко определяется.

Этот способ приближенного вычисления, при котором по двум табличным значениям приближенно определяется промежуточное значение, называется интерполированием.

Пример:

Найти lg474,7, если lg 474 = 2,6758, a lg 475 = 2,6767.

Решение:

При увеличении числа на единицу логарифм его увеличился на 0,0009, так как 2,6767—2,6758 = 0,0009. На сколько увеличится логарифм, если число увеличится на 0,7? Предполагая, что приращения логарифмов пропорциональны приращениям логарифмируемых чисел, имеем

Таким образом, логарифм должен увеличиться на 0,0006, т. е.

Действительно, по пятизначным таблицам логарифмов видно, что

Мы получили правильный результат.

Употребление четырехзначных логарифмических таблиц

К таблицам логарифмов приложены объяснения, в которых показано, как следует пользоваться таблицами для отыскания логарифмов чисел и отыскания чисел по их логарифмам. Здесь поэтому нет надобности давать еще раз эти объяснения. Ограничимся рассмотрением примера. Пусть надо вычислить

Прежде всего следует, не вдаваясь в точные вычисления, определить, какой следует ожидать ответ. Так как то

Так то

Мы видим, что ответ следует ожидать приблизительно равный 8.

Действия над логарифмами с отрицательными характеристиками

При вычислениях при помощи таблиц логарифмов часто приходится производить сложение и вычитание логарифмов, умножение логарифма на натуральное число, деление логарифма на натуральное число.

Эти действия производятся по обычным схемам с учетом незначительной особенности, вызванной тем, что характеристика логарифма может быть отрицательной.

Так как мантисса вычитаемого больше мантиссы уменьшаемого, к мантиссе уменьшаемого мысленно прибавляется единица, а от характеристики отнимается единица.

Если бы потребовалось 6,2344 разделить на 4, следовало бы к характеристике, прибавить —2, а к мантиссе + 2, т. е.

Пример:

Понятие об устройстве логарифмической линейки

Расскажем сначала, как при помощи двух линеек можно производить сложение и вычитание чисел.

Возьмем линейку произвольной длины и разобьем ее делениями на 30 равных частей. У каждого деления поставим отметку 0, 1, 2,…, 30 (рис. 89).

Возьмем еще одну линейку такой же длины и разобьем ее на 30 равных частей так же, как и первую. Отметки на линейках должны быть расположены так, чтобы у одной из них они были нанесены на нижнем краю, а у другой —на ее верхнем краю (рис. 90).

При помощи этих двух линеек можно производить сложение и вычитание чисел.

Предположим, что мы хотим к числу 12 прибавить число 17. Отметку 12 на линейке АВ поставим против отметки 0 на линейке CD. Затем найдем на линейке CD отметку 17 и прочтем противостоящую ей отметку 29 на линейке АВ. Эта отметка 29 и дает нам искомую сумму (рис. 91).

Точно так же производится вычитание. Предположим, что мы хотим от 28 отнять 13., Против отметки 28 на линейке АВ устанавливаем отметку 13 на линейке CD. Против отметки 0 на линейке CD находится отметка 15 на линейке АВ. Эта отметка 15 и дает нам искомую разность (рис. 92).

По такой же схеме ведутся вычисления и на логарифмической линейке. Различие лишь заключается в том, что при работе на логарифмической линейке складываются и вычитаются не числа, а их логарифмы.

Возьмем линейку MN произвольной длины и примем ее за единицу. У точки М поставим отметку 1, а у точки N—отметку 10. Это означает, что точка М изображает lg 1, а точка N изображает lg 10.

Отметку 2 мы ставим у точки М₂ находящейся от точки М на расстоянии приблизительно 0,3 MN. Это означает, что точка M₂ изображает lg 2 (lg 2 = 0,301).

Отметку 3 мы ставим у точки M₃, находящейся от точки М на расстоянии приблизительно 0,48 MN. Это означает, что точка М₃ изображает lg 3 (lg 3 = 0,477).

По этому же правилу ставим и остальные отметки. Получается линейка (рис. 93), на которой нанесена логарифмическая шкала.

Возьмем еще одну линейку такой же длины, как и MN, и нанесем на ней точно такую же шкалу, как и на MN. Отметки на линейках и здесь должны быть расположены так, чтобы у одной из них они были нанесены на нижнем краю, а у другой — на ее верхнем краю (рис. 94).

Из способа построения шкал на линейках МN и PQ вытекает, что сложение, произведенное при помощи линеек с логарифмическими шкалами, означает сложение логарифмов и, следовательно, может быть использовано для умножения чисел, логарифмы которых складывались.

Вычитание, произведенное при помощи линеек с логарифмическими шкалами, означает вычитание логарифмов и, следовательно, может быть использовано для деления чисел, логарифмы которых вычитались.

Из сказанного вытекают следующие правила умножения и деления чисел на логарифмической линейке.

Правило умножения. Для того чтобы при помощи двух одинаковых линеек МN и PQ с логарифмическими шкалами перемножить два числа тип, нужно на линейке МN отыскать деление с отметкой m и поставить это деление против отметки 1 или 10 на линейке PQ. Затем на линейке PQ отыскать деление с отметкой n и прочесть на линейке МN противостоящую отметку, которая и даст искомое произведение.

Правило деления. Для того чтобы при помощи двух одинаковых линеек с логарифмическими шкалами разделить число m на n, нужно отметку m на линейке МN поставить против отметки n на линейке PQ. Частное будет дано отметкой ла линейке МN, находящейся против отметки 1 или 10 на линейке PQ.

На рис. 95 показано умножение 2 на 3. На рис. 96 показано умножение 8 на 5. На этих же рисунках показано и деление 6 на 3 (рис. 95) и деление 40 на 5 (рис. 96).

Устройство логарифмической линейки изложено здесь очень кратко и только для того, чтобы помочь учащемуся сделать первые шаги для ознакомления с этим простейшим счетным прибором. Для того

чтобы научиться быстро считать на логарифмической линейке, нужно упражняться и попутно ознакомиться с подробным описанием линейки, и правилами ее использования.

Для приближенных вычислений логарифмическая линейка, длина шкалы которой 25 см, может заменить таблицы трехзначных логарифмов.

Решение некоторых трансцендентных уравнений

Мы рассматривали уравнения первой степени, квадратные, биквадратные, иррациональные. Все эти уравнения относятся к классу алгебраических уравнений.

Помимо алгебраических уравнений, рассматриваются уравнения неалгебраические, или трансцендентные.

Мы рассмотрим некоторые трансцендентные уравнения: уравнения, содержащие неизвестное в показателе степени (показательные уравнения), и уравнения, содержащие неизвестное под знаком логарифма (логарифмические уравнения).

Пример:

Решить уравнение