Для чего нужен логарифм простыми словами

Для чего нужны логарифмы?

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Слово «логарифм» многие бывшие ученики общеобразовательных учреждений помнят со школьных уроков математики. Эта тема некоторым из них казалась сложной и непонятной. Не все из них действительно поняли, что такое логарифмы и для чего они нужны. Попробуем разобраться в этом вместе с вами.

Конечно, в математике есть определение этого слова, но оно не всем может показаться понятным. Логарифмирование – это действие, которое обратно возведению в степень. Неподготовленному человеку трудно понять, что означают эти слова, и какая от всего этого польза.

Что же это такое и как с этим можно работать?

Допустим, нужно найти х в уравнении 5 х = 12. В этом случае х будет равен числу, в которое надо возвести 5, чтобы получилось 12. Используя логарифм, этот пример будет звучать так: х равен логарифму 12 по основанию 5. А выгладит уравнение так: х = log512. Если произвести вычисление на калькуляторе или компьютере, то получается иррациональное число. Чтобы было легче работать с такими числами, и создали такую математическую конструкцию, как логарифм.

Говоря простым языком, они нужны для упрощения трудных вычислений. Логарифмы обладают важными свойствами, благодаря которым умножение можно заменить простым сложением, а извлечение корня и его возведение в степень можно преобразовать в умножение и в деление.

Применение свойств логарифмов в жизнедеятельности человека

Если логарифмы имеют одинаковое основание, то их сумма равна логарифму произведения, а разность – частного. И получается, что при математических действиях со сложными иррациональными числами, результатом становятся привычные всем натуральные числа. Если основания логарифма разные, то их можно преобразовать по формулам перехода к новому основанию.

Для упрощения подобных вычислений были созданы логарифмические таблицы. С их помощью можно было легко умножать числа, складывая их логарифмы. Более 300 лет такие таблицы расширялись и уточнялись многими математиками. С появлением возможности электронных вычислений, пользоваться логарифмами стало ещё проще. Таблицы теперь используют только в узкоспециализированных сферах.

Свойства логарифмов на практике пригодятся многим людям, занятым на производстве и в научных сферах, в которых необходимы трудоёмкие вычисления. С их помощью можно сравнивать величины, значительно отличающиеся друг от друга. Если вы нарисуете обычный график, на котором отмечены значения 10, 100 и 100 000, то маленькие значения будут практически около ноля. Но логарифмическая линейка позволяет сделать изображение таких чисел более наглядным. С помощью подобных схем часто проводится анализ сравнения шумов, что бывает полезным во многих сферах.

Где можно получить больше информации о свойствах логарифмов?

Пропустили занятие в школе, готовитесь к ЕГЭ или просто интересуетесь математикой? Тогда вам может пригодиться видеоурок на тему «Свойства логарифмов. Логарифм степени», который можно найти, перейдя по ссылке http://interneturok.ru/algebra/11-klass/pokazatelnaya-i-logarifmicheskaya-funktsii/svoystva-logarifmov-logarifm-stepeni.

В рамках занятия преподаватель не только расскажет о формуле логарифма степени, но и докажет её и напомнит некоторые важные свойства логарифмов. Также можно узнать, как использовать свойства логарифма при решении распространенных примеров. Видеоурок дополнен иллюстрированным текстовым конспектом, в котором также можно найти необходимую информацию.

Источник

Что такое логарифм. Как посчитать логарифм. Свойства логарифмов. Примеры решения логарифмов

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Многие школьники считают логарифмы сложной темой в курсе математики. Но если разобрать, что такое логарифм подробно, от простого к сложному, то на ЕГЭ вы не станете их опасаться.

Часто у учеников возникает путаница, где аргумент, а где основание логарифма. И что же нужно возвести в степень, чтобы этот логарифм, наконец, посчитать.

В этой статье мы откроем секрет, как легче запомнить принцип решения логарифма.

Итак, давайте разбираться, что такое логарифм.

Что такое логарифм и как его посчитать

Логарифм имеет следующий вид:

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамигде a – это основание логарифма,

b – это аргумент логарифма

Чтобы узнать значение логарифма приравняем его к X.Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамии преобразовываем вДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиЗапомните, что именно основание (оно выделено красным) возводится в степень.

Чтобы было легче, можно запоминать так – основание всегда остается внизу (и в первом, и во втором выражении a внизу)!

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Чтобы вычислить данный логарифм, необходимо приравнять его к X и воспользоваться правилом, описанным выше:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиА в какую степень нужно возвести 2, чтобы получилось 8? Конечно же в третью степень, таким образом:

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиЕще раз обращаю ваше внимание, что основание (в нашем случае это – 2) всегда находится внизу и именно оно возводится в степень.

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Логарифмы со специальным обозначением

Для некоторых логарифмов в математике введены специальные обозначения. Это связано с тем, что такие логарифмы встречаются особенно часто. К таким логарифмам относятся десятичный логарифм и натуральный логарифм. Для этих логарифмов справедливы все правила, что и для обычных логарифмов.

Десятичный логарифм

Десятичный логарифм обозначается lg и имеет основание 10, т.е.

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиЧтобы вычислить десятичный логарифм, нужно 10 возвести в степень X.

Например, вычислим lg100Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Натуральный логарифм

Натуральный логарифм обозначается ln и имеет основание e, то есть

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Чтобы вычислить данный логарифм нужно число е возвести в степень x. Некоторые из вас спросят, что это за число такое е? Число е – это иррациональное число, т.е. точное его значение вычислить невозможно. е = 2,718281…

Сейчас не будем подробно разбирать, зачем это число нужно, просто запомним, что

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

И вычислить его можно таким образом:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Основные свойства логарифмов

Логарифмы можно преобразовывать, но для этого необходимо знать правила, которые называются основными свойствами логарифмов. Данные свойства обязательно нужно знать каждому ученику! Без знания этих свойств невозможно решить ни одну серьезную логарифмическую задачу. Вот эти свойства:

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Совет – тренируйтесь применять эти свойства в обе стороны, то есть как слева направо, так и справа налево!

Рассмотрим свойства логарифмов на примерах.

Логарифмический ноль и логарифмическая единица

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Это следствия из определения логарифма. И их нужно обязательно запомнить. Эти простейшие свойства нередко вводят учеников в ступор.

Запомните, что логарифм от a по основанию а всегда равен единице:

loga a = 1 – это логарифмическая единица.

Если же в аргументе стоит единица, то такой логарифм всегда равен нулю независимо от основания, так как a 0 = 1:

loga 1 = 0 – логарифмический ноль.

Основное логарифмическое тождество

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

В первой формуле число m становится степенью, которая стоит в аргументе. Данное число может быть любым. Некоторые выражения могут быть решены только с помощью этого тождества.

Вторая формула по сути является просто переформулированным определением логарифма

Разберем применение тождества на примере:

Необходимо найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиСначала преобразуем логарифм

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиВернемся к исходному выражению и применим правило умножения степеней с одинаковым основанием:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиТеперь применим основное логарифмическое тождество и получим:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Сумма логарифмов. Разница логарифмов

Логарифмы с одинаковыми основаниями можно складывать:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиЛогарифмы с одинаковыми основаниями можно вычитать:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиМы видим, что исходные выражения состояли из логарифмов, которые по отдельности не вычисляются, а при применении свойств логарифмов у нас получились нормальные числа. Поэтому повторим, что основные свойства логарифмов нужно знать обязательно!

Обратите внимание, что формулы суммы и разности логарифмов верны только для логарифмов с одинаковыми основаниями! Если основания разные, то данные свойства применять нельзя!

Вынесение показателя степени из логарифма

Вынесение показателя степени из логарифма:

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Переход к новому основанию

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиКогда мы разбирали формулы суммы и разности логарифмов, то обращали внимание на то, что основания логарифмов должны быть при этом одинаковыми. А что же делать, если основания логарифмов разные? Воспользоваться свойством перехода к новому основанию.

Такие формулы чаще всего нужны при решении логарифмических уравнений и неравенств.

Разберем на примере.

Необходимо найти значение такого выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиДля начала преобразуем каждый логарифм с помощью свойства вынесения показателя степени из логарифма:

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Теперь применим переход к новому основанию для второго логарифма:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиПодставим полученные результаты в исходное выражение:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

10 примеров логарифмов с решением

1. Найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами2. Найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами3. Найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами4. Найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами5. Найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами6. Найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиСначала найдем значениеДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиДля этого приравняем его к Х:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиТогда изначальное выражение принимает вид:

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами7. Найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиПреобразуем наше выражение:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиТеперь воспользуемся свойством вынесения показателя степени из логарифма и получим: Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами8. Найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиТак как основания логарифмов одинаковые, воспользуемся свойством разности логарифмов:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами9. Найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиТак как основания логарифмов разные, применять свойство суммы логарифмов нельзя. Поэтому решаем каждый логарифм по отдельности:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиПодставляем полученные значения в исходное выражение:

10. Найти значение выраженияДля чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словамиОбращаем внимание, что данное выражение – это не произведение логарифмов. У логарифма по основанию 4 подлогарифным выражением является log216. Поэтому сначала найдем значение log216, а затем подставим полученный результат в log4:Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Надеюсь, теперь вы разобрались, что такое логарифм.

Источник

Для чего нужны логарифмы?

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Слово «логарифм» многие бывшие ученики общеобразовательных учреждений помнят со школьных уроков математики. Эта тема некоторым из них казалась сложной и непонятной. Не все из них действительно поняли, что такое логарифмы и для чего они нужны. Попробуем разобраться в этом вместе с вами.

Конечно, в математике есть определение этого слова, но оно не всем может показаться понятным. Логарифмирование – это действие, которое обратно возведению в степень. Неподготовленному человеку трудно понять, что означают эти слова, и какая от всего этого польза.

Что же это такое и как с этим можно работать?

Допустим, нужно найти х в уравнении 5 х = 12. В этом случае х будет равен числу, в которое надо возвести 5, чтобы получилось 12. Используя логарифм, этот пример будет звучать так: х равен логарифму 12 по основанию 5. А выгладит уравнение так: х = log512. Если произвести вычисление на калькуляторе или компьютере, то получается иррациональное число. Чтобы было легче работать с такими числами, и создали такую математическую конструкцию, как логарифм.

Говоря простым языком, они нужны для упрощения трудных вычислений. Логарифмы обладают важными свойствами, благодаря которым умножение можно заменить простым сложением, а извлечение корня и его возведение в степень можно преобразовать в умножение и в деление.

Применение свойств логарифмов в жизнедеятельности человека

Если логарифмы имеют одинаковое основание, то их сумма равна логарифму произведения, а разность – частного. И получается, что при математических действиях со сложными иррациональными числами, результатом становятся привычные всем натуральные числа. Если основания логарифма разные, то их можно преобразовать по формулам перехода к новому основанию.

Для упрощения подобных вычислений были созданы логарифмические таблицы. С их помощью можно было легко умножать числа, складывая их логарифмы. Более 300 лет такие таблицы расширялись и уточнялись многими математиками. С появлением возможности электронных вычислений, пользоваться логарифмами стало ещё проще. Таблицы теперь используют только в узкоспециализированных сферах.

Свойства логарифмов на практике пригодятся многим людям, занятым на производстве и в научных сферах, в которых необходимы трудоёмкие вычисления. С их помощью можно сравнивать величины, значительно отличающиеся друг от друга. Если вы нарисуете обычный график, на котором отмечены значения 10, 100 и 100 000, то маленькие значения будут практически около ноля. Но логарифмическая линейка позволяет сделать изображение таких чисел более наглядным. С помощью подобных схем часто проводится анализ сравнения шумов, что бывает полезным во многих сферах.

Где можно получить больше информации о свойствах логарифмов?

В рамках занятия преподаватель не только расскажет о формуле логарифма степени, но и докажет её и напомнит некоторые важные свойства логарифмов. Также можно узнать, как использовать свойства логарифма при решении распространенных примеров. Видеоурок дополнен иллюстрированным текстовым конспектом, в котором также можно найти необходимую информацию.

Стоит отметить, что на образовательном портале можно найти видеоуроки и конспекты не только по алгебре и геометрии, но и по остальным предметам школьной программы, включая обществознание, географию, биологию, и многим другим.

Источник

Для чего нужен логарифм простыми словами

Изучение темы «Логарифмы» начинается с определения:

Логарифмом положительного числа b по основанию a, где a > 0, a ≠ 1, называется показатель степени, в которую надо возвести число a, чтобы получить число b.

Обычно, такая первая встреча с логарифмами не вызывает у учеников особой радости и энтузиазма, логарифм невольно ассоциируется с чем-то трудным. Многие ворчат: «Ну, кому понадобились эти логарифмы?».

Я тоже задумался над этим и решил узнать мнения людей, окончивших школу, по этому вопросу. Результаты меня озадачили: из 20 опрошенных 15 (75%) считают, что логарифмы не нужно изучать. Так может быть они действительно не нужны? Меня очень заинтересовала эта проблема.

Предмет исследования – частные вопросы создания и применения логарифмов.

Проблема: логарифмы – прихоть математиков или жизненная необходимость?

Гипотеза: логарифмы нужны современному человеку.

Существует связь между звездами, шумом, музыкой, природой и логарифмами.

Цель работы – доказать необходимость изучения логарифмов.

Для достижения своей цели, я выдвинул следующие задачи:

найти, собрать и проанализировать материал по истории возникновения логарифмов;

проанализировать, где в природе встречаются логарифмы;

проанализировать, в каких сферах жизнедеятельности человека применяются логарифмы;

сделать соответствующие выводы по исследовательской работе.

При проведении исследования были использованы следующие методы исследования:

анализ существующей литературы по рассматриваемой проблеме (метод научного анализа).

обобщение и синтез точек зрения, представленных в литературе (метод научного синтеза и обобщения).

моделирование на основе полученных данных авторского видения в раскрытии поставленной проблемы (метод моделирования).

2.1. История возникновения и развития логарифмов

Изобретение логарифмов, сократив

работу астронома, продлило ему жизнь.

Испокон веков люди пытались упростить вычисления: составляли таблицы, вводили приближенные формулы, облегчающие расчеты, пытались заменить сложные операции умножения и деления более простыми – сложением и вычитанием.

Логарифмы также были созданы в 16 веке как средство для упрощения вычислений. В их основе лежит очень простая идея, знакомство с которой приписывается еще Архимеду.

Рассмотрим две прогрессии, арифметическую и геометрическую при b1 = 2, q = 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (*)

2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024

Но это еще не все. С помощью указанных двух строк (*) действие возведения в степень заменяется умножением, а извлечение корня – делением.

Идея Архимеда получила развитие не сразу. Пока математикам было достаточно уже имевшихся средств вычислений, они проходили мимо этого удивительного свойства прогрессий. Но в эпоху Возрождения ситуация изменилась. Крупнейшие европейские державы стремились к владычеству на море. Для дальних плаваний, для определения положения морских судов по звездам и по солнцу необходимо было всё более развивать астрономию, а значит, и тригонометрию. И, в частности, понадобились более совершенные тригонометрические таблицы. В связи с нарастающими запросами практики продолжали совершенствоваться астрономические инструменты, увеличивалась точность наблюдений, исследовались планетные движения. Обработка полученных данных требовала колоссальных расчетов, и, следовательно, стали необходимы новые средства упрощения вычислений. Такими средствами в 15 – 16 веках явились в первую очередь логарифмы и десятичные дроби.

Рассмотрим, как развивалась дальше идея логарифмов.

Прежде всего, теоретическая подготовка учения о логарифмах тесно связана с развитием понятия степени. Степень с отрицательным показателем встречается уже в трактате «Арифметика» древнегреческого математика Диофанта (ок. 3 в.) из Александрии. Им, а возможно и его предшественниками, были введены особые обозначения для некоторых положительных и отрицательных степеней. С течением времени символика совершенствовалась, и эта идея получила дальнейшее развитие. Так, много позже, французский врач и математик Никола Шюке (ок. 1445 – 1500) в своем трактате «Наука о числе» более полно рассмотрел нулевые и отрицательные показатели степени. Ещё раньше, в 14 веке, епископ города Лизье в Нормандии Николай Орем (ок. 1323 – 1382), исходя из соображений о возможности вставлять в арифметическом ряду между натуральными числами дробные, высказал мысль о том, как надо выражать в рядах (*) соответствующие величины геометрического ряда. Таким образом, он пришел к степеням с дробным показателем.

Особое внимание сопоставлению арифметического и геометрического рядов уделял Михаэль Штифель (1487 – 1567). Подобно Шюке и Орему Штифель пришел к мысли о дробных показателях. Кроме того, сопоставляя ряд натуральных чисел, начинающихся единицей, он отмечал, что соответствующий единице показатель есть нуль, т.е. что a 0 = 1. Числам верхнего ряда Штифель дал употребительное и поныне название «показателей» (exponent).

Но, кто же стал автором первых таблиц логарифмов, позволяющих свести более сложные действия к более простым?

В истории науки иногда наступают моменты, когда необходимость некоторого открытия осознается многими, а его основная идея как бы витает в воздухе. В таких случаях к открытию приходят не один, а сразу несколько ученых. Так случилось и в истории логарифмов. Однако создатели первых логарифмических таблиц подходили к изобретению нового удобного средства для упрощения вычислений по-разному. Те соображения, которые мы выдвинули чуть раньше, пытаясь предугадать, каким путем пойдет создатель логарифмов, пожалуй, больше всего подходят к Бюрги.

Таблицы Иоста Бюрги были ещё очень несовершенны, правила работы с ними достаточно трудоемки, а многие результаты приходилось находить с помощью дополнительных приближенных приемов вычислений.

Бюрги очень медлил с опубликованием своих таблиц. Они вышли в свет лишь в 1620 году под названием «Таблицы арифметической и геометрической прогрессий, вместе с основательным наставлением, как их нужно понимать и с пользой применять во всяческих вычислениях». Но значительного распространения эти таблицы не получили, так как к моменту опубликования таблиц Бюрги ученому миру уже семь лет были известны другие таблицы, которые составил шотландский барон Джон Непер (1550 – 1617).

Интересно, что наряду с вышеуказанными таблицами существовали ещё одни таблицы, которыми можно было пользоваться как средством для упрощения вычислений. Однако их автор не заметил этого, подразумевая совсем иное назначение своих таблиц. Речь идет о таблицах процентов шотландского ученого и инженера Симона Стевина (1548 – 1620).

Итак, можно заметить, что в один смысловой блок собираются такие понятия, как арифметическая и геометрическая прогрессии, степень, проценты, формула сложных процентов и логарифмы.

2.2. Применение логарифмов для познания окружающего мира

Если в 16 веке логарифмы появились как средство для упрощения вычислений, то нужны ли они сегодня, когда вычислительная техника достаточно развита, чтобы справляться с самыми сложными расчетами? Вопрос правомерен. Ведь не изучают же в современной школе такие старые средства для упрощения вычислений, как простейшие счетные приборы, не изучаются древние алгоритмы умножения и деления чисел, извлечения квадратных и кубических корней и прочее. Так зачем изучают логарифмы сегодня? Попробуем ответить на этот интересный вопрос.

Во-первых, логарифмы и сегодня позволяют упрощать вычисления.

Во-вторых, испокон веков целью математической науки было помочь людям узнать больше об окружающем мире, познать его закономерности и тайны.

Ряд явлений природы помогает описать логарифмическая зависимость. Иначе говоря, математики, пытаясь составить математическую модель того или иного явления, достаточно часто обращаются именно к логарифмической функции.

Одним из наиболее наглядных примеров такого обращения является логарифмическая спираль. (см. Приложение 1.) Спираль в одну сторону развертывается до бесконечности, а вокруг полюса, напротив, закручивается, стремясь к нему, но не достигая.

a ) Логарифмическая спираль в природе.

Так почему в качестве примера логарифмической зависимости в природе выбирают именно логарифмическую спираль?

Немецкий биолог Румблер в 1910 году выдвинул теорию постоянного краевого угла при построении раковин улиток. Он исходил из того, что материал, из которого строятся раковины, вначале должен быть жидким, и в жидком состоянии попадает на край уже существующей части раковины где, естественно, всегда образуется постоянный краевой угол. Под этим углом жидкость затвердевает, и снова начинается та же игра. Раковина улитки представляет собой логарифмическую спираль.

Но не только раковины многих моллюсков, улиток, а даже рога таких млекопитающих, как архары (горные козлы), закручены по логарифмической спирали (см. Приложение 3.)

Можно сказать, что эта спираль является математическим символом соотношения формы и роста. Великий немецкий поэт Иоганн-Вольфганг Гёте считал её даже математическим символом жизни и духовного развития.

По логарифмической спирали очерчены не только раковины, но и в подсолнухе семечки (см. Приложение 4) расположены по дугам, близким к логарифмической спирали и т. д. Один из наиболее распространённых пауков – эпейра, сплетает нити паутины вокруг центра по логарифмическим спиралям (см. Приложение 5).

b ) Звёзды, шум и логарифмы.

Известно, что астрономы распределяют звезды по степеням видимой яркости на светила первой величины, второй величины, третьей и т.д. Последовательные звездные величины воспринимаются глазом как члены арифметической прогрессии. Но физическая яркость их изменяется по иному закону: объективные яркости составляют геометрическую прогрессию со знаменателем 2,5. Получается, что «величина» звезды представляет собой не что иное, как логарифм её физической яркости. Оценивая видимую яркость звёзд, астроном оперирует с таблицей логарифмов по основанию 2,5.

Рассмотрим несколько примеров. Тихий шелест листьев оценивается в 1 бел, громкая разговорная речь – в 6,5 бел, рычание льва – в 8,7 бела. Отсюда следует, что по силе звука разговорная речь превышает шелест листьев в раз; львиное рычание сильнее громкой разговорной речи в раз.

Случайность ли то, что и при оценке видимой яркости светил и при измерении громкости шума мы имеем дело с логарифмической зависимостью между величиной ощущения и порождающего его раздражения? Нет, и то, и другое – следствие общего закона (называемого «психофизическим законом Фехнера»), гласящего: величина ощущения пропорциональна логарифму величины раздражения. Как видим, логарифмы вторгаются и в область психологии.

c ) Логарифмическая спираль в технике.

Логарифмическая спираль знаменита не только тем, что её образы достаточно широко встречаются в природе, но и своими удивительными свойствами.

В технике часто применяют вращающиеся ножи. Сила, с которой они давят на разрезаемый материал, зависит от угла резания, т.е. угла между лезвием ножа и направлением скорости вращения. Для постоянства давления нужно, чтобы угол резания сохранял постоянное значение, а это будет в том случае, если лезвия ножей очерчены по дуге логарифмической спирали (см. Приложение 7).Величина угла резания зависит от обрабатываемого материала.

В гидротехнике по логарифмической спирали изгибают трубу, подводящую поток воды к лопастям турбины (см. Приложение 7). Благодаря такой форме трубы потери энергии на изменение и направление течения в трубе оказываются минимальными и напор воды используется с максимальной производительностью.

Пропорциональность длины дуги спирали радиус-вектору используют при проектировании зубчатых колёс с переменным передаточным числом. И через середину и конец каждой стороны проводят дуги одинаковых логарифмических спиралей (см. Приложение 7) с полюсами в центрах квадратов, причем одна спираль закручивается по часовой стрелке, а другая – против часовой стрелки. Тогда при вращении этих квадратов дуги спиралей будут катиться одна по другой без скольжения. Передаточное же число, т.е. отношение угловых скоростей этих колёс, будет непрерывно меняться, достигая в течение одного оборота колеса четыре раза максимального значения и четыре раза минимального.

d) Логарифмы и музыка.

«Даже изящные искусства питаются ею.

Разве музыкальная гамма не есть

Набор передовых логарифмов?»

И действительно, так называемые ступени темперированной хроматической гаммы (12-звуковой) частот звуковых колебаний представляют собой логарифмы. Только основание этих логарифмов равно 2 (а не 10, как принято в других случаях).

Логарифмируя эту формулу, получаем

lg = lg n + m lg 2 + + p ( lg 2)/12,

lg = lg n + (m + p/12)lg2.

Принимая частоту самого низкого “до” за единицу (n = 1) и приводя все логарифмы к основанию 2. имеем

e ) Логарифмы в разных отраслях науки

Логарифмы – это математическое понятие, которое применяется во всех отраслях науки: химии, биологии, физике, механике, информатике, электротехнике, географии и многих других.

Статистика постоянно использует понятие среднего. Средняя численность населения, средний уровень инфляции, средняя заработная плата и т.д. Для нахождения средних величин существует коэффициент усреднения он равен ln=2.

Сведения, собранные мною в данной работе, — это далеко не всё, что можно рассказать о логарифмах. В заключении обратимся еще раз к основной идее. Мы, обучаясь в школе, не просто впитываем некоторый набор информации. Мы усваиваем научные данные об окружающем мире, о его устройстве и законах. В этот период складывается картина мира, и чем полнее и объективнее она будет, тем лучше мы будем понимать и оценивать окружающую нас жизнь, тем более полноценными людьми будем себя ощущать. Поэтому стоит изучать вопросы, без которых картина мира будет неполноценной. С моей точки зрения, изобретение логарифмов по возможности можно смело поставить рядом с другими, более древним великим изобретением индусов – нашей десятичной системы счисления.

Результаты моего исследования следующие:

В ходе проведения исследовательской работы я нашел подтверждение словам Галилео Галилея «Великая книга природы написана математическими символами»;

Многие природные явления не могли быть изучены без понятия логарифма;

Логарифмы используются для описания природных явлений астрономами, физиками, биологами;

Понятие логарифма широко применяется человеком во многих науках.

Логарифм является инструментом для вычисления радиоактивного распада, изменения количества людей в стране, зависимости скорости ракеты от ее массы, коэффициента звукоизоляции.

Выяснил, что, играя по клавишам современного рояля, музыкант играет, собственно говоря, на логарифмах.

Материалы исследования имеют практическую значимость и могут быть использованы для дальнейшего изучения данной, столь увлекательной, на мой взгляд, темы.

Гипотеза моего исследования, что логарифмы нужны современному человеку, действительно подтвердилась.

Я постарался проследить, как в ходе истории возникала необходимость введения и изучения логарифмов, усиливалась их значимость. Показал применение логарифмов в современном мире. Тем самым, я смог доказать, насколько важно изучать логарифмы для познания окружающего мира.

Алимов Ш.А. Алгебра и начала анализа.- М.:Просвещение,2016.

Большая электронная энциклопедия «Кирилл и Мефодий»: 2004

Виленкин Н.Я. Алгебра и математический анализ.- М.:Мнемозина,2017.

Колмогоров А.Н. Алгебра и начала анализа.- М.:Просвещение,2016.

Лиман М.М. Школьникам о математике и математиках.- М.:Просвещение,1981.

Самсонов П.И. «Математика»:«Полный курс логарифмов. Естественнонаучный профиль». «Школьная пресса», М.2005

Энциклопедия для детей. Т. 11. Математика. – М.: Аванта+, 1998.

Приложение 1. Логарифмическая спираль.

Приложение 2. Раковины многих моллюсков, улиток закручены по логарифмической спирали.

Приложение 3. Рога таких млекопитающих, как архары (горные козлы), закручены по логарифмической спирали.

Приложение 4. В подсолнухе семечки расположены по дугам, близким к логарифмической спирали.

Приложение 5. Паук – эпейр сплетает нити паутины вокруг центра по логарифмическим спиралям.

Приложение 6. По логарифмическим спиралям также закручены и многие галактики, в частности Галактика, которой принадлежит Солнечная система.

Приложение 7. Лезвия вращающихся ножей очерчены по дуге логарифмической спирали. В гидротехнике по логарифмической спирали изгибают трубу, подводящую поток воды к лопастям турбины.

Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть фото Для чего нужен логарифм простыми словами. Смотреть картинку Для чего нужен логарифм простыми словами. Картинка про Для чего нужен логарифм простыми словами. Фото Для чего нужен логарифм простыми словами

Старт в науке

Учредителями Конкурса являются Международная ассоциация учёных, преподавателей и специалистов – Российская Академия Естествознания, редакция научного журнала «Международный школьный научный вестник», редакция журнала «Старт в науке».

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *