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._~'Yl-¥~:<1)\"-i-",·,!",,,,!,,...-\'itrl"Y" ,-' f.!: rr;;~':""J~,,:ll.; ;<~"': ' <..r-~ ~- ...,. .~~ -~,~_. <,' \; _:~~t:""'O! ~;<~-/,.,.'q"l :,',;;':~~ ~'-:'-,~1""· ~;' .•. ...~ <C> 1978 - Edici6n preparada por la Fundaci6n para el Desarrollo del Instituto Universitario de Tecnologia del Estado de Trujillo, Valera. Venezuela, - Impreso en Espana - Printed in Spain I.S.B.N.: 84-499-2366-2. DepOsito legal.: M. 884-1979. - Imprime Novograph, S. A. Otra, de lnin, Km. 12,450. Madrid-34: .. ,," --.' .,,-,' '1'/-''''''''''''''''illlMIiIlf.,rl', .t- t· cr, _ -- , , ;~! __~-!;_k7!::l",,~ ;.j~[~,z J' MODULO 8 LOS LOGARITMOS Y SUS PROPIEDADES AUTORES: '·i·;:?:~{:~(~iil01;~~:~',,, •.,.~' .L .~,l~' ~,,'c~>~.~~::';~liJ'>..l-_:~,;L:~; ,4.i;_~;.7*Hz)h@twt* JORGE E. GUERFU~ftO:',.~,} . JUAN J. PIZARR9;;~!( .. INDICE Psg. 8.1. Concepto de logaritmo t. • • . . . • . • . • . • • • • • • • . . . . • • • • • • . • • • • • • . • . • . • 7 a2. Leyes de los logaritmos 9 8.3. Logaritmos de base diez 10 8.4. Concepto de caracterlstica y mantisa 11 8.5. Propiedades de los logaritmos decimales 12 8.6. Logaritmos naperlanos (base e) 13 8.7. Ecuaciones logaritmicas ;.................. 13 8.8. Conversi6n de logaritmos de una a otra base 14 8.9. Antilogaritmo. Concepto 15 8.10. Cologaritmo de un nurnero 15 8.11. Aplicaciones de los loqarttrnos . . . . . . .. 16 APENDICE N.o 1. Ejercicios complementarios · 19 A. Ejercicios de aplicaci6n B. Ejercicios de investigaci6n APENDICE N.o 2. Auto-Evaluaci6n......................... . . . . . . . . . . .. 37 1. 2. 3. 4. 5. 6. ','i~'~'S,::-j'j\" ~J~~~~":<; .r\;-~ ''''; ~ .-;~ :;-: ",",,:,::',r--' -... "I,"" "''''''l'f~''':'''~''''~'''~'''~~'mf;'\~!!if' OBJETIVOS AI -terminar de estudiar este modulo usted estara en condiciones de: Interpretar y usar correctamente las notaciones sobre logaritmos y potencias. Demostrar las propiedades de los logaritmos en base al conocimiento de las propiedades de la potenciaci6n. '0 Identificar los logaritmos comunes y determinar caracterlstlcas y mantisa. Identificar el numero neperiano y manejar correctamente expresi6nes con el nurnero e. Determinar el nurnero al cual corresponde un logaritmo cualquleja. Aplicar los principios aprendidos sobre logaritmos, para desarrollar ope-, raciones. , ,*-'i.~ .~ .:"'o'e '";;"1:;i:;l.Qi!",,'ti~ http:�.�.�.�������....������.������.�.� _Jj.~7?7t.~:.j~,:· . 1,4116 0,9291 2,5378 Forma logaritmica log10 25,8 109l08,51 log10 N ,/\ __ r"> ,') X' }:) Forma exponencial a) 101,4116 = 25,8 b) 100.92~1 = 8,51 c) 102.5378 = N EJEMPLOS e = 2,71828182845... 50 = 1 51 = 5 52 = 25 53 = 125, etc. Luego siendo la base 5, el logaritmo de 1 (que se escribe log 1) es 0, porque o es el exponente a que hay que elevar la base 5 para que de 1; el log 5 es 1; el log 25 es 2, el log 125 es 3, etc. Pudiendo tomarse como base de un sistema de loqarttrnos cualquier numero positivo diterentede uno, los sistemas de logaritmos vulgares 0 de Briggs, tienen por base 10, y elsistema de logaritmos naturales °neperianos creados por Neper, tienen por base el numero e." 8.1. CONCEPTO DE LOGARITMO Es importante darse cuenta de que la forma exponencisl y la forma logaritmi ca SOn dos maneras de expresar la mismacosa: En el ejemplo a), el 10 de la forma exponencial es la base y; 1,4116 es el . exponente. Enla forma logaritmica, 10 es la base, y, 1,4116 es el I09aritnJ Vemos, pues, que' la palabra -toqarttrno es unsin6nimo de. ~.' . Logaritmo de un nurnero real positivo es el exponente al que se debe elevar .otro nurnero real positivo diferente de uno lIamado base para obtener el-numero dado, Asi: . '.-··;i·'. ~%:;':/1ii~"~~:f~'''''Ff''C ',~", :'~.Jj,'t:"t;;:;"'~C;,\~?~'~f'iI"~i~~;r'M!~~:I"¥ .I,'Y!' ,, ;ll1f4i" iii'" 'iM~;~~,~:~1 ~t' ~ 1 ;>~'~ J ~'" .,.' . .." ,.. ,~. .. ." ! .,' ...... . .r '>:I'-if_~ ';> ' .•;'" '" _. 1: • " "~ A.,i·. ' M .',' '.' " 0 ( /" ::. X ' . / /: r ~..J t ,., ," ~l~'fl!~\ii , ,.1+>'1 " i""'~),(~.~;;«"lJII_n } Definicion La expresi6n log aN, qulere decir el exponente al que deberemos elevar a(a > 0, y, a +- 1) para obtener N(N > 0). Asf, pues, el enunciado log aN = X significa a' = N. EJEMPLO Escribir: log101000 3, en forma exponencial. ! •. \1J -; Soluclen Tenemos que: a 10 x 3 N 1000 Por tanto: 103 1000, porque a I N. -z \/ ...,. \ !(.1 , c- .?-. . EJEMPLO 1 fl"Escribir: 2- 4 -1- en orma oqarttmica. 6 1 -,/ /fI /i I Soluclen En este caso tenemos a 2 x - 4 1 N 16 l Por tanto: log2(1/16) -4 I')So' ·f Porque: logaN x ,,...,, ...~ !~~ r; ~Jh.EJEMPLO <, .., Hallar el valor nurnerlco de log48 \.~ '\. , )/ Soluclon ... Sea: log48 N Entonces: 4N 8 Podemos hallar N si expresamos los dos miembros de la igualdad como una potencia de 2, tenemos: (22)N 23 22N 23 2N 3 N 3/2 .,;.; ~ . 8.2. LEYES DE L~ LOGARITMOS Por ser la logaritmacion Y potenclaclon operaciones inversas, las propiedades de una de elias se pueden deducir de las propiedades de la otra. A) LOGARITMO DE UN PRODUCTO EI logaritmo de un producto es igual a la suma de los logaritmos de los facto res, es decir, si m, n, b son nurneros reales positivos y b of. 1 entonces: 10gbm· n = 10gbm + 10gbn Demostracien Sea: 10gbm = c, y logbn = d , Luego: be = m, y bd = n De donde: m- n = be. bd Por tanto: 10gbm . n = c + d Y: 10gbm· n = 10gbm + logbn B) L'OGARITMO DE UN COCIENTE EI logaritmo de un cociente es igual al logaritmo del dividendo menos el logaritmo del divisor, es decir, si m, n, b son nurnaros reales posltivos y b of. 1, entonces: 109b( ~ ) = IOgbm - log~ Demostraclen Sea: logbm = c, y log~ = d Luego: be = m, y b d Ii = De donde: ~ = ~ = be- d n b d Por tanto: c-dI09b( ~ ) y: log~I09b( ~ ) IOgbm .~~'~i,ii~;<"'~""",,'.~~1lt""'\>'", ':' -+,-.>~:~" ,~iJ}~ .. " 'C;{' ,:' ~., , C) LOGARITMO DE UNA POTENCIA EI logaritmo de una potencia es igual al exponente multiplicado por el loga rltmo de la base de dicha potencia, es decir: 10giPn n 10giP Demostracl6n Sea: 10giP = x Luego: b' = ~ (b ') n = (a)n b ?" = anEs decir: Entonces: 10giPn = n x Por tanto: logba" = n logba D) LOGARITMO DE LA BASE EI logaritmo de la base es igual a 1, es decir: logbb Demostraci6n Sea: log~ x Luego: b' b x Por tanto: 10gbb E) LOGARITMO DE LA UNIDAD EI logaritmo de la unidad es igual acero, es declr: IOgb1 o Demostraci6n Sea: IOgb1 = x Luego: b' x o Por tanto: logb1 =0 8.3. LOGARITMOS DE BASE DIEZ ,'\~:~'" '~,"~"7"'"",?~~;~_ )9t'o_~~'~~\'fA.;'ti"""!,~~ log10x = Ioqx IOg10X = Y Por ser el sistema de los logaritmos decimales el mas usual y generalizado, se acostumbra no escribir la base 10: EJEMPLOS Queriendo significar con esto que, cuando no aparece esc rita, la base del logaritmo de un nurnero, es porque su base es 10. La caracteristica del logaritmo de un nurnero es igual al exponente de 10 cuando el numero esta escrito con notaci6n cientifica. log 2; log 10; log 7; log 15, etc. A) DETERMINACION DE LA CARACTERISTICA a) log 25 = log 2,5 X 101 Por tanto. la caracteristica de log 25 es + 1. b) log 0,05 = log 5,0 X 10-2 ' Por tanto, la caracteristica de log 0,05 es - 2. La mantisa dellogaritmo de unnumero se hall a mediante el uso de las tablas logaritmos. mos a connnuacton los logaritmos cuya base es 10 y por estar de acuerdo Con nuestro sistema de numeraci6n reciben el nombre de /ogaritmos comunes 0 decima/es (tam bien se les suele lIamar logaritmos vulgares). La siguiente ecua ci6n define los logaritmos decimales: EJEMPLO 8.4. CONCEPTO DE CARACTERISTICA Y MANTISA Ellog 100 es un logaritmo decimal y debera leerse «Iogaritmo de cien de base 10... Los logaritmos siguientes son tarnblen logaritmos decimales: EI logaritmo de todo nurnero que no sea potencia de 10 no es un numero entero, sino unnurnero que consta de una parte entera y una parte decimal, la parte entera se llama caracteristica y la parte decimal se denomina mantisa. La caracteristica es negativa si el nurnero es menor que 1, cero si el nurnero esta comprendido entre 1 y 10, positiva si el nurnero es mayor que 10.. La mantisa es siempre positiva. En la .secclon inicial de este modulo se estableci6 que la base de un sistema de logaritmos puede ser cualquier nurnero real positive diferente de 1. Tratare ~~~~Ifi1£,.j.\".':J',""::'''' "c~ilf'., ".L '(J ,<:I.Y' ,j v X8.5. PROPIEDADES DE LOS LOGARITMOS COMUNES EI sistema de logaritmos deeimales eumple con todas las leyes vistas en la unidad 8.2. pero, adernas, por ser su base 10 tiene eiertas propiedades partieula res que se indican a eontinuaei6n: . a) b) c) d) Los logaritmos de nurneros que son poteneias de 10 son nurneros enteros. Los logaritmos de nurneros menores que 1 son nurneros negativos. Los logaritmos de nurneros mayores que 1 son numeros positivos. Los logaritmos de nurneros eomprendidos entre 1 y 10 sonnumeros mayores que eero y menores que uno, 0 sea: Si 1 < x < 10, entoneesO < log x < 1. EJEMPLO Si x = 5, entonees log 5 = 0,6990 0 < 0,6990 < 1. e) Los logaritmos de numeroseomprendidos entre 10 y tooson nurneros mayores que uno y menores que dos, Si 10 < x < 100, entonees 1 < log x < 2 EJEMPLO Si x = 12, entonees log 12 = 1,0792, Y 1 < 1,0792 < 2 f) Los logaritmos eomprendidos entre 100 y 1.000 son numeros mayores que 2 y menores que 3. Si 100 < x < 1.000, entonees 2 < log x < 3 EJEMPLO Si x = 125, entonees log 125 = 2,0969, Y 2 < 2,0969 < 3 g) Los logaritmos eomprendidos entre 1.000 y 10.006 son nurneros mayores que 3 y menores que 4 y asi sueesivamente con los logaritmos de nume ros eomprendidos entre dos poteneias sueesivas de 10, mayores que 1. De igual forma es posible observar que: h) Los logaritmos de numeros eomprendidos entre 0,1 Y 1 son numeros mayores que - 1 Y menores que O. Si 0,1 < x < 1, entonees - 1 < log x < O. EJEMPLO Si x 0,5, entonees log 0,5 = 9,6690 - 10, Y - 1 < 9,6990 ~ 10 < 0 ,1; 7,7782 -10, Y ••~~{'46i,r;~~~r;:/~~),·:: log',2+ 10g.4 = Si x = 0,006, entonees log 0,006 - 3 < 7,7782 - 10 < - 2 o la incognita es la base de un Ioqarltmo como en las eeuaeiones: i) Los logaritmos de nurneros eomprendidos entre 0,01 y 0;1 son numeros mayores que - 2 Y menores que - 1. l' , log3x = 2; log3(x2 - 1) = 2 IOg3(X + 1) , Si 0,01 < x < 0,1, entonees - 2 < log x < - 1. In x (omitiendo la base) Si 0,001 < x < 0,01, entonees - 3 < log x < - 2. Si x = 0,07, entonees log 0,07 = 8,8451 - 10, Y - 2 < 8,8451 10 < - 1 j) Los logaritmos de numeros eomprendidos entre 0,001 y 0,Q1 son nurne ros mayo res que - 3 Y menores que - 2. k) Los logaritmos eomprendidos entre 0,0001 y 0,001 son numeros mayores que - 4 Y menores que - 3 Y asi sueesivamente con los logaritmos de nurneros eomprendidos entre dos poteneias sueesivas de 10 menores que 1. Una ecuacion logaritmiea es aquella en la eual apareeen logaritmos de la incognita 0 de, polinomios que eontienen la incognita, como por ~jemplo: 8.7. ECUACIONES LOGARITMICAS 8.6. LOGARITMOS NEPERIANOS (BASE e) Los logaritmos de base e se lIaman neperianos 0 naturales y su sentido es de gran utili dad, debido a que las propiedades ,de muehos tenornenos de la na turaleza se desarrollan eonservando estreeha relaclon con la funclon exponeneial de base e. EI logaritmo natural de un numero real x se aeostumbra a denotar: EJEMPLO EJEMPLO 1; log ,81 = 4 o simplemente la ecuaci6n contiene loqarltrnos, por ejemplo: log353 - 10g32 = x EI conocimiento y aplicaci6n de las leyes de los logaritmos son la base en la soluci6n de ecuaciones logaritmicas. EJEMPLO Cual es el valor de X en la ecuacion: log .2 + log .4 Solucl6n Aplicando la propiedad del logaritmo de un producto se obtiene: f 8 log .(2 x 4) = 1 X -: ., log.8 = 1 ,{ ~·-B De donde se deduce que x 8 por la propiedad: log.,b = 1(b > 0, Y b 1= 1) 8.8. CONVERSION DE LOGARITMOS DE UNA A OTRA BASE Sabemos que: log aN = x, significa a' = N N tomamos logaritmos naturales, tenemos: In a~ = In N Si en la ecuaci6n a' -Pero: Ina' = xlna Por tanto: In N = x In a In N Luego: x =- In a Pero: x = logaN Por tanto: logaN = ~ In a EJEMPLO Dado: In 15 2,70805 In 3 1,09861 t"1'li"S'~~1Hiy'04j' ~~,<:"l~.. .-':l.<,,,t. ~ A\\f&i~!5rf~t~~:~::~if("~~~ ·;-~:;:~'\'1't::~';::t;'-~;~-'·~:~Vh. Encontrar: log J 15 In 15 2,70805 log315 2,465In 3 1,09861 8.9. ANTILOGARITMO EI antilogaritmo es el numero que corresponde a un logaritmo dado! Si log x = a, el nurnero x sera lIamado el antilogaritmo de a. Es decir, que si log x = a, entonces 10a = x = antilogaritmo de a. Para hallar el antilogaritmo de un nurnero, se utilizan las tab las de logaritmos, pero se invierte el proceso empleado para hallar el logaritmo. EJEMPLO 1 Si el logaritmo de un nurnero es 0,3502 encontrar el nurnero. • Soluci6n Como el nurnero no 10 conocemos 10 designamos por x, luego log x = 0,3502 con caracteristica 0 y mantisa 3502. Buscamos 3502 entre las mantisas de la tabla, que se localizan en la fila 22 columna 4. De manera que los digitos de x son 224;-..eomo la caracteristica es 0, entonces x = 2,24. 8.10. COLOGARItMO DE UN NUMERO Definimos el cologaritmo de un nurnero como el logaritmo del inverso multi plicativo de ese nurnero, es decir: .1Colog x log---x EJEMPLOS -p.., 1 1 Colog 5 = log -; colog 0,1 = log -- = log 10 5 0,1 Como en general hemos definido el cologaritmo asi: co log x = log 1/x, y, recordando que el logaritmo de un cociente es igual al logaritmo del numerador menos el logaritmo del denomindor, tenemos: 1Colog x = log - = log 1 - log x 0- log x - logx x . Entonces, la siguiente igualdad es cierta: colog x = - log x ~y;.;~- ,. I..,,: De manera que, sequn fa anterior igualdad, podemos transformar el logaritmo de un cociente como una surna, asl: x log - = log x - log y, pero reemplazando . y - log y, por colog y, resulta: x . log - = log x - log Y = log x + colog Y Y EJEMPLO Hallar el log 1~ , utilizando el cologaritmo. Solucion 3 3 . log 10 =' log 3 - log 10 = log 3 + c010g 10 . 1 log3 + log -- = log 3 + log 0,1 10 Pero: log 3 = log 3 x 10° = 0;4771 log 0,1 = log 1 X 10- 1 = - 1 Por tanto: Observese que se suman las caracteristicas y las mantisas separadamente~-: Ahora, como log (225 x 0,38) = 1,9320, buscamos el antilogaritmo de 1,9320 en la tabla que es: 85,5. De manera que: 225 x 0,38 = 85,5 2. Oalculo de potencia y ralces Hallar por logaritmos (0,07)6 SolucJon log (0,07)6 (se escribe el logaritmo de la potencia) = 6 log 0,07 (ya que log x n = n log x) 610g 7 x 10~~?= 6x (2, y 0,8451) = - 12, Y + 5,0706 3,0706 - 10 EI antilogaritmo de 3,0706 - 10 es 0,000000118 aproximadamente, de manera que: (0,07)6 = 0,0000000118 30 log 3 + log 0,1 0,4771 +(-1) 9,4771 - 10log ( 1 ) 8.11. APLICACION DE LOS LOGARITMOS Los logaritmos y sus propiedades nos permiten hallar resultados de operacio nes aparentemente dificiles en forma raplda y tacll. Veamos algunos casos: A) CALCULO DE PRODUCTOS Y COCIENTES 1. Calcular por medio de logaritmos: 225 x 0,38 Solucion Se expresa el logaritmo del producto: log (225 x 0,38) log 225 + log 0,38 log 2,25 x 102 + log 3,8 X 10- 1 (2 y, 0,3522) + (- 1, Y 0,5798) 2 + (- 1), Y 0,3522 + 0,5798 1, Y 0,9320 1,9320 i¥ffiw 1~k~~~~~'\~~.,,~, ,2..-, 1 ,:.\ ~,t:,": ~ ( ii£$i$2&W"'m'(,~'~.·."",p;r"'i~·'J"i:r;··:·;>::,'·n;<tJil~~~(;1(f·~~~'q& .. ~'" .... .., "I", .•,." ••" '. '\. ." "r •.,."':ll'?,~, ,-,.-. ""4',<r~~",~f' i . ,'. '. > ••".:' ',' ',. I ,~ , •. ' ', '.", ' ••••. '. "1{.;;';·"".'/>l:il'Y,''-,~. APENDICE 1 ..,j., "::ti'. EJERCICIOS COMPLEMENTARIOS A. EJERCICIOS DE APLlCACION B. EJERCICIOS DE INVESTIGAClqN Sea: Por tanto: Luegola forma logaritmica sera: Luego la forma exponencial es: b) Escribir 271 /3 c) Hallar el valor numerico de log3(1/81) Solucl6n Solucl6n ,". Solucion a) Escribir log2(1/8) , .. '..: J .:,~.,.,." . t""J!f;1,; ;,.:; _ .: '~ic,,' " . I .-~ '. ,'1 )'->'::f;~;;.}".=¥f#w~.n~~~~,~i fj~i :'~:·.;w.f- ':" .lf~:-< - 3 en forma exponencial ",,'"\ ;..~) 1 '~,:,,' a = 2' N = -' x -3. 8 . , I -../ l 12-3 8 I .. , 33 en forma logaritmica: ~ t "j a = 27; N 3; x 1/3 7+' r .''" q ~ , .) ..:1 "1 1 1 log273 ;I3 ......"~. ,. \'". I _ if 1 't. I, "..... ..log3(1/81) N~3N .;» "'3 81 '''1 I 'f 13 N 3 -43 ~3N 4 .t,,, "--:'-_,,""? v, 1 i. ... ':') ,~ •. .: ! 'j _ t ('\) ...,.... '-. "'~ ... , -"\ .~ .1 27'3 = 3 (J2)2 = ~, '0 v _ 34 = 81 ~_,_ IOgI0(7/5) log1015 = 10g105 x 3 = .. ~ 'j -c-,) c.1) log327-=-'---"'-----=-----:------------::- c:2) IOg101.000 q:3),JOg24'~" '.,~c.;4)logl0(O,01) \ to '6.5)' log3243 _''''-", G.' \c.6) log61 ~ . , " \ c.7) log2(1/8)...L2_' _'-'<05"',"-----:-:--=------.,--------- c .8) ,Iog48 '-I "1 c;, ", '\ '\ c .9) log3(1 /81) -='0",-':_.,---"i; c.10) log279 _'D.=..·-:'~-_'"::",,-'-i__...:.:.... c.11)logj2{4) _c;-:-',-------"'------------ c.12) log'~ (a > 0) c) Hallar el valor nurnerico de: '3Vl~'2.i IOg10123 = 310g1012 d) Aplicar la propiedad 0 ley de logaritmo de la base a: IOg10123 c) Aplicar la propiedad 0 ley de logaritmo de una potencia a: IOglO(7/5) = log107 - 10g105 log10,10 a) Aplicar la propiedad 0 ley de logaritmo +,. . b.10) b.11 ) j,;/ b.12) ':';.~ , ,bL Aplicar la propiedad 0 ley de logaritmo de un cociente a: A.2. Soh¢i6n Solucl6n ,Soluci6n .t'i I I:' Luego: N -4 " Es decir; p-<~._ . y) .;J log3(1 /81) -4 ...;, ~ ~ -- '?, '~ 1<1: -;J _ ">. '7 ' :;. ~ ~ v-, II..) "-'", \'\ C _ .V\-:;; .B.1. , a) Escribir en forma exponencial: - \\ _ J, \ ). ~ ~' .'a.1) log28 = 3,,, _ ,; " I a.2) log10100 = 2 a.3) log216 = 4 a .4) log10(O,1 ) ~ 1 a.5) log273 = - _ 3 , a.6) log71 = 0 _ a.7) log464 = 3 a.8) IOgI0(O,001) = - 3 3a.9) log48 = de un producto a, IOg10152 \, \ a .10) log51/5 = - 1 10g105 + 10g103a.11) log168 = ~ \( 4 log5125 = 3 _----:.:.__...:..- -----:_a.12) , ~'. b) Escribir cada una de las igualdades siguientes en forma logaritmica: . ,(i b.1 ) 32 = 9-- - lJ~'1 :.. ,'1 ~ C 25 ~> ,~b.2) = 32 ~;.<...-:----':::..-.dL----------- b.3) , \ 103 = 1.000 -.:~'7"'t~~-------------- b.4) , ....... ..>'~~ 2- 3 = 1/8 -~----'f----'----:::c~~~-------- b.5) 43 = 64 __~ -"+~----i---=------------- b.6) 50- = 1 ---?';.....l _ -' b.7) 10 - 2 = ~ n. ",VI :-1" r ' b.8) 16""! = 4 ~'II ~' b.9). 7- 1 =2.:7 ~ , -",.\ , , :~ c ' "jfiliMf'$f~·,~-i,'n' - 'tJ:l:.1~\iI;""·.,~.u. ',' .' ,:,'_'='M" ' --- .iii_r~~!';i\t\',·;,.\,r,~, 71~~1:' ~~ "1J~,;~~,/£t ·'/,1,," .,~.~ _;:; ,/:~;~/ff!fJr?~!t(w/,-'-~', . r,o';,;' (,-'t; 1;3';~¢ij;.::!'~~£·liv~'~" \v{;\,fq/'~"""tl'\\~','d' X~,~" . m'*4ii.~ : 'i~~" ;}','~: > "',~"- '. Solucl6n f) Expresar en palabras la propiedad del logaritmo de una potencia. IOg1010 = 1 g) Dar una explicaci6n de la igualdad: Xl = Xe) Aplicar la propiedad 0 ley de logaritmo de la unidad a: IOg101 h) Tomar como hip6tesis la anterior relaci6n y demostrar la propiedad del logaritmo de la base: Solucion log.v = 1 IOg101 o $:.~. :. i) (Aplicar las dos ultirnas propiedades rnenclonadas para determinar el valor .de los siguientes logaritmos. B.2. ,. '4 s • ',,. i.1 ) IOg10)1O =- a) Un cociente se puede expresar como el producto de su numerador y el i.2) IOgl/2(1/8) inverso multiplicativo del denominador. Usar este hecho para demostrar i.3) log/1,361 -1 la ley de los logaritmos de un cociente. X j) Dar una explicaci6n de la igualdad: '\ 10gb V log t>X - log bV 1 XO = 1 \ b) Aplicar la propiedad anterior para determinar el valor de las siguientes k) Tomar como hip6tesis la anterior relaci6n y demostrar la propiedad del expresiones: logaritmo de la unidad. . \~" log318 - 10g32 = 0'J~~ log.1 = 0 log345 - log39 = \ Q "" ~ }=CL.,. <J::S ....1 e) Aplicar la propiedad de los logaritmos para determinar el valor de las c) Redactar en palabras la propiedad de.' logaritmo de un cociente. siguientes expresiones: d) Anotar las justificaciones correspondientes a la siguiente demostraci6n J "'::' 1"" . \ ~- 0 de las propiedades del logaritmo de una potencia. . e.1) log3(1/5) + 109:)5 =_ . J ..; i 9.2) log2100 + 2 log2(1/10) log~n =, n 'og~ I' ).-,( .m) Justificar los pasos del siguiente raciocinio, considerando a, b nurneros reales diferentes de 1. d.1 ) n log~ ':" x d.2) log~ = x/n d.3) a = b x/n m.1) log~ = x, y, log.b = Y x, YE IR dA) an = b X m.2) b x = a, y, aY = b d.5) log~n = x m.3) bX·b=aY·a ' !d.6) log~n = n log~ m.4) bX+1 = ay+1 m.5) log ~ Y+ 1 = X + 1. e) Aplicar la propiedad del logaritmo de una potencia para dar expresiones m.6) (y + 1) log~ = x + 1 equivalentes a las siguientes: m.7) (y + 1) x = x + 1 9.2) log381 = m.8) (y + 1) = (1 + 1/x) e.4) log xx3 + log xx2 '!l.9) y = 1/x n) j..aue propiedad puede deducirse del racloclnfo anterior? 0) Dar el valor de los siguientes logaritmos empleando la propiedad anterior (el inverso multiplicativo de un logaritmo). 0.1) 10g&2 = 0.2) log273 p) Como consecuencia de las funciones exponencial y toqarltmica se obtie nen las siguientes relaciones. p.1) log~ = 10gbY <=> X = Y p.2) a' = a Y <=> x = Y p.3) Usar las relaciones anteriores para demostrar 10 siguiente: b 10gba =a q) La expresi6n log.~ se puede hacer equivalente a la expresi6n: loge a ; donde e es un real positive d iferente de 1. logeb EJEMPLO log J1i log(10)1/2 1 logo.1 j10 = logO,1 log 10-1 2 Aplicar la anterior propiedad (cambio de base) para resolver los siguientes logaritmos: . q.1) 10g32 1/4 = q.2) log10(101/4) == q.3) log0,2125 = q.4) log1r.i!8 = A.3. a) j..Cuales de los siguientes logaritmos son logaritmos decimales? e) 10go4 f) log102 g) IOgh1 h) log b e:i log 3 log.c log..a log d t*r%fti:\/;g;i·, d;*"Ui.;-"' z:':'.:ttLdlO>':'''''''>' + 1 + 1 + 1 +2 - 1 -2 +4 l~\';'" h) log b CARACTERISTICA .. '.'4 .. ,<;;;r·~; ..!;",··, f) log102 log 3,2 X 101 log 2,4 X 101 log 1,25 X 101 log 1,267 X 102 log 7,6 x 10-1 log 3,2 x 10-2 log 3,2856 x 104 d) log d NOTACION CIENTIFICA log 32 log 24 log 12,5 log 126,7 log 0,76 log 0,032 log 32856 Hallar la caracteristica de los logaritmos de cada uno de los siguientes numeros, escribiendolos en notaci6n cienUfica. LOGARITMO log10x = log x. a) enteros b) naturales c) negativos Son logaritmos decimales aquellos que cumplen con: a) En cada uno de los ejercicios siguientes subrayar fa respuesta que sea correcta. Los logaritmos comunes 0 decimales se caracterizan por: a) Cumplir algunas propiedades de los otros logaritmos. b) Tener como base el nurnero natural 10. c) Tener como base cualquier numero real positivo dlterente de 1. Por tanto b) Los logaritmos de los siguientes nurneros: 0,01; 0,001; 10; 100; 1.000; 0,0001 son siempre nurneros. a) log 3 Son logaritmos decimales. B.3.·. Solucl6n i· - »: ::':':: ,t. 1_:. A.4. .....~. a)/_,;,f~ , ... " .':J',' '. ~ •.• , 'c .» :-~~:iiIftItl!G';j"":~,~'t-' c) Hallar la caracteristica de cada uno de los siguientes lograritmos. 8.4. a) Escribir tatso 0 verdadero frente a cada una de las siguientes afirmacio nes, segun sean ciertas 0 no. a.1) EI logaritmo de todo numero, que no es una potencia de 10 es un nurnero: Entero ---- a.2) Los siguientes numeros: 0,1; 1/100; 0,0001; 1; 1/10000 no son poten cias de 10---- a .3) La parte entera y la parte decimal de algunos logaritmos se IIaman caracterlstica y mantisa respectivamente ---- aA) La caracteristica de todo logaritmo es siempre un nurnero po sitivo ---- a .5) La caracterlstica de un logaritmo nunca puede ser cero ---- a.6) La caracteristica de un logaritmo nunca es un nurnero nega tivo---- a.7) La mantisa de un logaritmo siempre es un numero positi vo--- a.8) 5i logx = 9,8021 - 10, entonces la mantisa de log xes el nurnero -0,8021 --- a.9) 5i log x = 0.3215. entonces la caracteristica de log x es el numero entero 3215. a.10) 5i log x = 8.3212 - 10, entonces el log x es un numero com pletamente negativo. b) Escribir en los espacios correspondientes la caracteristica y la mantisa con su respectivo signo (positivo 0 negativo) de cada uno de los siguien tes logaritmos. Logaritmo Caracterlstica Mantisa b.1) log 6 = 0,7782 b.2) log 6,5 = 0,8129 b.3) log 9,23 = 0,9652 bA) log 1,35 = 0,1303 b.5) log 5,58 = 0,7466 b.6) log 36,2 = 1,5587 b.7) log 0,072 = 8,8573 - 10 b.8) log 0,08 = 8,9031 - 10 b.9) log 1,36 = 0,1335 b.10) 'log 1200 = 3,0792 CaracterlsticaLogaritmo c.1) log 1,5 c.2) log 2,3 c.3) log 3,5 cA) log 1,53 c.5) log 6,32 c .6) log 5,59 c.7) l.C6mo son las caracteristicas de los anteriores logaritmos? c.8) Explicar el porqus de esos resultados. los anc.9) l.Que otro logaritmo tienen la misma caracteristica que teriores? A.S. a) 5ubrayar la respuesta correcta. 5i log x 0,7782, podemos asegurar que x es un numero a) mayor que 1 y menor que 10. b) mayor que 10 y menor que 100. c) mayor que 100 y menor que 1.000. B.S. a) 5ubrayar la respuesta correcta. a.1) 5i log 15 = x, podemos asegurar que-x es un nurnero a) mayor que 2 y menor que 3 b) mayor que 3 y menor que 4 c) mayor que 1 y menor que 2 a.2) 5i log x = 2,1461, podemos asegurar que x es un numero com prendido: a) entre 1 y 10 b) entre 100 y 1.000 c) entre 10 y 100 a.3) 5i log 12.000 = x, podemos asegurar que x es un nurnero com prendido: a) entre 3 y 4 b) entre 5 y 6 c) entre 4 y 5 ·.. I,\~' ;1., r '(' i' a.4) Si log x = 9,7072 - 10, podemos asegurar que x es un nurnero comprendido: a) entre 0,01 y 0,1 b) entre 0,1 y 1 c) entre 0,001 y 0,1 a.5) Si log 0,02 = x, podemos asegurar que x es un nurnero com prendido: a) entre - 3 y 2 b) entre - 4 Y 3 c) entre - 2 Y 1 a.6) Si log x = 7,7682 - 10, podemos asegurar que x es un nurnero comprendido: a) entre 0,001 y 0,01 b) entre 0,0001 y 0,001 c) entre 0,00001 y 0,0001 a.7) Si log 0,0004 = x, podemos asegurar que x es un nurnero com prendido: a) entre - 2 Y 1 b) entre - 3 y - 4 c) entre - 4 Y - 3 a.8) EI conjunto de los nurneros enteros son los logaritmos de los nume ros que son potencias: a) de 10 b) de 20 c) de 30 a.9) Si log x = 0, entonces x es igual: a) a cero b) a diez c) a uno A.6. Hallar el valor de x en la ecuaci6n: log354 - log32 x Solucion 54log354 - log32 log32 (cociente de un logaritmo) Entonces: Lo cual, por definici6n, 3' = 27 3' = 33 Luego: x = 3 8.6. Resolver para x las siguientes ecuaciones logaritmicas: a) log(x2 - 3x) = 1 b) log(x2 - 4) - log(x - 2) = 1 c) log x = log(x - 4) d) 1092(x + 1) + log2(x - 1) = 3 e) IOg3(X2 - 1) = 2 log3(x + 1) A.7. Encontrar: 1091590 = In 90 _ 4,49981 In 15 - 2,70805 1091590 = 1,6616421 8.7. a) Vatlendose de los logaritmos naturales encuentre el valor de: log892 =;', _ 1091428 1091332 b) Demuestre: 10ge4 = 10g24 10928 c) Sabiendo que: log416 109464 l,t,hI.,,<.,J I;z;tt~.:r\",:,r: .. ;/ ~"... ,.~:/~; ,.' ~ CARACTERISTICA MANTISA ANTILOGARITMOLOGARITMODetermine: log6416 a.1) log x 3,7067 a.2) log x 1,6503 a.3) log x 29646 a.4) log x 0,9614 A.B. a.5) log x 0,1903 a) Si el logaritmo de un numero es 8,9657 - 10, hallar el numero. a.6) log x 0,0043 a.7) log x 9,9983 - 10----•Solucl6n a.8) logx 8,8222 - 10 _ log x = 8,9657 - 10 a.9) log x 7,5717 -10 ---- Luego: Caracterlstica es - 2 Mantisa es 0,9657 b) Hallar los nurneros cuvos logaritmos son: Entre las mantisas de la tabla 9657 corresponde a la fila 92, columna 4. b.1) 1,6525 Luego los dlgitos de x son 924, como la caracteristlca es - 2, entonces b.2) 3,9060 x.= 9,24 x 10- 2 = 0,0924. b.3) 2,8340 Cuando la mantisa del logaritmo del numero no esta directamente en la tabla, b.4) 9,4272 - 10 _ usamos la interpolaci6n como se explica en el ejemplo siguiente: b.5) 0,0341 _ b) Hallar el nurnero cuyo logaritmo es 2,647. b.6) 2,6596, _ Vemos en la tabla que las mantisas mas pr6ximas a .6487 son .6484 y .6493 Y b.7) 9,5979 - 10 ~ _procedemos con estos numeros aSI: b.8) 2,6518 numero mantisa b.9) 89143 -10 _ .64931 4,460 10/4,450 + x .6487 13f9 x 4.450 .6484 A.9. _x_ = 2. 10 9 Buscar el cologaritmo pedido, transtorrnandolo en logaritmo. colg 7 = log 1/7 = log 0,142 9 x = 30 log 1,42 x 10-1 = - 1 Y 0,1523 1 9,1523 - 10 x = 3 3 B.9. Luego, el nurnero que corresponde a la mantisa dada es 4453. Para localizar el punto decimal observamos que si la caracterlstica del logaritmo dado es 2, a En los siguientes ejercicios buscarlos cologaritmospedidos, transtorman sabemos que el nurnero tiene 3 cifras de parte entera. EI resultado es 445.3. dotes en logaritmos: a.1) colg 5 = _ a.2) colg 10 = ----.,_ B.8. a.3) colg 425 a.4) colg 125a) Utilizar la tabla de logaritmos para hallar el valor de x en cada uno de los a.5) colg 750siquientes ejercicios: WMif:u¥**'Vfji";;'4 :, ;'';''''''Lil. '<';.l'w-T .: h':':'''';lfi'''~$'' 8.6) colg 0,004 = a.7) colg 0,2 = a .8) colg 2,5 = a.9) colg 800 = b) Usando cologaritmos, hallar los siguientes logaritmos: b.l) log 2/5 = b.2) log 3/9 = b.3) log 2/10 = b.4) log 3/24 = b.5) log 1/2 = b.6) log 0, 1/0,2 b.7) log 0,5/0,25 b.8) log 5/0,5 = b.9) log 0,24/6 = b.l0) log 0,32/8 = A.10. a) Calcular por medio de logaritmos 0,431 x 0,004 x (- 32,5). Soluci6n Notemos que hay un factor negativo y como no existen logaritmos de nurne ros negativos se toma el logaritmo del producto como si todos los factores fuesen positivos, teniendo en cuenta al final el signo correspondiente del resul tado, ya que por inspecci6n el producto de dos facto res positivos y un factor siempre es negativo, asi: log (0,431 x 0,004 x 32,5) log 0,431 x log 0,004 + log 32,5 log 4,31 x 10- 1 + log 4 x 10- 3 + log 3,25 X 101 - 1 Y0,6345 + (- 3 Y0,6021) + 1 yO,5119 (- 1 + (- 3) + 1) Y(0,6345 + 0,6021 + 05119) - 3 Y1,7485 - 2 Y0,7485 8,7485 - 10 EI antilogaritmo de 8,7485 - 10 es 0,056, de manera que: 0,431 x 0,004 x (- 32,5) = - 0,056 b) Hallar, usando logaritmos, 41,52 0,012 Solucl6n log (41,52/0,012) log 41,52 - log 0,012 log 41,52 + colg 0,012 log 41,52 + log 1/0,012 log 41,52 + log 83,3 log 4,152 x 10 + log 8,33 X 101 1,6182 + 1,9206 = 3,5388 EI antilogaritmo de 3,5388 es 3460, de manera que: 41,52 = 3460 0,012 c) Usando logaritmo, hallar :.J32 Soluci6n -rz: 1 1 log V 32 = - log 32 = -log 3,2 x 101 7 7 2..- 1,5051 0,215 7 EI antilogaritmo de 0,215 es 1,64, de manera que::;32 = 1,64.. 8.10. a) Utilizando logaritmos decimales hallar los siguientes productos: a.l) 426 x 0,038 ---------- _ a.2) 0,327 x 3,45 _ a.3) 0,238 x 0,027 _ a.4) 3,56 x - (0,21) _ a.5) - (14,32) x - (7,22) _ a.6) - (186,5) x 3,29 _ a.7) -(0,0021) x 0,0067 _ b) Hallar, usando logaritmos, b.l) 236/0,25 _ b.2) 0,34/157----- -----,__ b.3) - 3,21/0,48 bA) - 92,5/1,46 _ b.5) - 0,312/ - 3,48 _ c) Encontrar los siguientes resultados utilizando logaritmos: c.l) (18,65)4 _ c.2) (0,83)2 -----, _ C.3) c.4) ~28)7 7 954 _ _ 3 C.5) 31,5 x 0,64 0,15 x 62,3 ~ _'___ _ » c: -I o I m < » r- c: » o - o z » -a m z c - o m I\) ,. ~R~.'l)';;WI',,1li" :J",','C ~~~?J'·F:,"'~_-··V"-\" -r~~T'~F"jt"t;_~-~!~_0,-·-" .' - ''(;'; , "(I:I.!':~~ ,fi"'\ », ".",'., • " 1. Marque con una X el cuadro correspondiente a la respuesta que sea correcta: a) Los logaritmos decimales de nurneros que son potencias de 10, son nurneros que pertenecen al conjunto de nurneros: d reales positivoso naturales o enteros 't._ b)' Los logaritmos decimales de nurneros que no son potencia de 10, se descomponen de una parte entera y una parte decimal que siempre es: o negativa o positiva o cero c) Si el log 0,0026 es igual a log 2,6 x 10- 3, entonces la caracterlstica del log 0,0026 es: o 3 o -3 o 10 d) Si la caracterfstica del log x es + 2, entonces log x se puede expresar como una potencia de 10 elevado ala: o 2 o -2 o 0 e) Si el log x tiene como caracteristica - 5 Y como mantisa + 0,312, enton ces el log x se puede expresar asl: o - 5031 o - (5.0312) 0, 5.0312 - 10 ~ ·,:,t'l,!:-i,li~ 'i" ,.; .•"i"" . .* -."'f;.... ''''·'"Afti:;.~'"1/" , v ". '.' '.J,•...'., .. ",',;>1"" f) La caracteristica del logaritmo de un numero es otro numero negativo cuando el numero es menor que: o cero o diez o uno g) La caracterlstlca del log 0,0008 es el nurnero: o -5 o -:-4 o -3 2. Usando la tabla de logaritmos (y redondear si es necesarlo) encontrar el valor de x en cada ejercicio: a) log 0.0076 = x ---,-_ b) log 0,0197 = x _ c) log 3,465 = x _ d) log 27,961 = x .' e) log 379,5 = x - f) log x = 3.8887 .........'...:,__ g) log x = 0,8500 ....:...-_ h) log x = 7.6010 - 10, -'----_ i) log x = 9.7604 - 10 _ j) log x = 0.3692 , 3. Utilizar cologaritmos 0 logaritmos sequn sea necesario para desarrottar los'· . siguientes ejercicios: a) log ( 0.;2 ) _ b) log 26)( 0,13 _ c) log ( ~10~732 ) _ d) 0,705 x (-0,126) -=-- _ . 5/ 3.12 x 0,6 e) V 0.003 __ 4. Muchos nurneros enteros pueden descomponerse en facto res como tarnbien algunos numeros enteros pueden ser el resultado de alqun cociente. Es decir que si x E Z, Y E Z puede ser que: .. leniendo en cuenta las dos posibilidades anteriores, es factible encontrar el jog x, y, el log y sabiendo que: , x =' a' b 1\ Y = eta, sin utilizar ninguna tabla, conociendo ellog a, ellog b, 81 ~og c, y, el log d. Por tanto, a continuaci6n encontrara los logaritmos de algunos numeros con -Ell proposlto de que halle otros logaritmos peoidos, sin utilizar tablas, tratando de descomponer tales nurneros como dijimos antes: Dados: I.og 3 = 0,4771; log 2 = 0,3010 log 7 = 0,8451; log 5 = 0,6990 a) Hallar log 36 b) Explicar c6mo descompuso log 36 c) Encontrar alguna justlflcaclon matematlca. l,Cual? d) Hallar log 120 e) Justificar la respuesta '< f) Hallar el loq 2 4utilizando los logaritmos dados anteriormente. g) Hallar log 202,5 h),l,Que concluye al respecto? x = a· b 6 Y = c/d .40 ""';' ,\~ ' _lh~I~L/;~ _.~~~~~.' ,~ ~~~'i":;.,",,.'. " tf;~~.;;"'_ 1'." .... .~~<. . .~., BIBLIOGRAFIA " . : '~~ . ~. DEPARTAMENTO DE INVESTIGACION EDUCATIVA DE VOLUNTAD EDITORES: Tabla de ioqeritmos. 1,a edici6n. Bogota-Colombia, Voluntad Editores, S. A. I. 1~77, 310 paqtnas. DEPARTAMENTO DE INVESTIGACION EDUCATIVA DE VOLUNTAD EDITORES: ij' Matematicas - Educaci6n creativa. 1.a edicion, Bogota-Colombia. Voluntad . EdHores, S. A. 1977. BUOOR A.: Algebra elemental. 2.a edici6n. Espana. Editorial Medlterraneo. 1970, ... ' 574 paqlnas, '. s-' " .. " ':.z, Texto recomendado: CURSO BASICO DE MATEMATICAS. Editorial 1979, Editecnica Suramericana, C. A. \-'" Schroedel, Madrid, kttb••}iZ11fi:;Wi''''.;~·,;· ;;;;".~" ......:.:i
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