Start › Klasy › Klasa 3 LO — rozszerzony › Równania logarytmiczne

Równania logarytmiczne

Klasa 3 LO — rozszerzony — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

∑Wzory 2

Funkcja wykładnicza
$$f(x)=a^x,\quad a>0,\ a\neq1$$

Dla $a>1$ rosnąca, dla $0

Przykład: $f(x)=2^x$: $f(3)=8$, $f(-1)=\frac{1}{2}$.

Logarytm potęgi
$$\log_a x^{k}=k\cdot\log_a x$$

Wykładnik potęgi wyciągamy przed logarytm.

Przykład: $\log_2 8^{5}=5\cdot\log_2 8=15$.

📘Teoria 2

Własności logarytmów

Definicja

$$\log_a b=c \iff a^c=b \qquad (a>0,\ a\neq1,\ b>0)$$

Logarytm to wykładnik, do którego podnosimy podstawę.

Wartości szczególne

$$\log_a 1=0,\qquad \log_a a=1$$

Trzy podstawowe własności

$$\log_a(xy)=\log_a x+\log_a y \quad\text{(iloczyn → suma)}$$

$$\log_a\frac{x}{y}=\log_a x-\log_a y \quad\text{(iloraz → różnica)}$$

$$\log_a x^n=n\log_a x \quad\text{(potęga → mnożnik)}$$

Zmiana podstawy

$$\log_a b=\frac{\log_c b}{\log_c a}$$

Pozwala sprowadzić dowolny logarytm do wygodnej podstawy. Wniosek: $\log_a b=\frac{1}{\log_b a}$, więc $\log_a b\cdot\log_b a=1$.

Strategia obliczeń

Trudne logarytmy często upraszczają się dopiero po połączeniu: $\log_2 48-\log_2 3=\log_2 16=4$, choć każdy z osobna nie jest „ładny".

Na co uważać

$\log_a x^n=n\log_a x$ to nie to samo co $(\log_a x)^n$ — wykładnik schodzi przed logarytm. Logarytm istnieje tylko dla argumentów dodatnich.

Wykresy funkcji wykładniczej i logarytmicznej

Funkcja wykładnicza

$$f(x)=a^x,\qquad a>0,\ a\neq1$$

Dziedzina to $\mathbb{R}$, zbiór wartości $(0,+\infty)$. Dla $a>1$ funkcja rośnie, dla $0\lt a\lt 1$ maleje. Zawsze przechodzi przez $(0,\ 1)$, a osią $OX$ ($y=0$) jest asymptota pozioma.

Funkcja logarytmiczna

$$f(x)=\log_a x,\qquad a>0,\ a\neq1$$

Dziedzina to $(0,+\infty)$, zbiór wartości $\mathbb{R}$. Przechodzi przez $(1,\ 0)$, asymptota pionowa to oś $OY$ ($x=0$).

Funkcje wzajemnie odwrotne

$\log_a x$ jest funkcją odwrotną do $a^x$. Ich wykresy są symetryczne względem prostej $y=x$, a punkty charakterystyczne zamienione: $(0,1)$ i $(1,0)$.

Przesunięcia

Dodanie stałej do funkcji ($a^x+q$) przesuwa wykres w pionie — asymptota pozioma przechodzi na $y=q$. Zmiana argumentu ($\log_a(x-p)$) przesuwa w poziomie i zmienia dziedzinę oraz asymptotę pionową.

Zastosowania

Model wzrostu wykładniczego opisuje procent składany $K(t)=K_0(1+p)^t$, rozpad promieniotwórczy i wzrost populacji.

Na co uważać

Funkcja wykładnicza nigdy nie jest ujemna ani zerowa. Logarytm istnieje tylko dla argumentów dodatnich — zawsze wyznacz dziedzinę.

🧩Quizy 2

✍Zadania dodatkowe 32

Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.

Zadanie nr 3

Przez jaki punkt przechodzi wykres każdej funkcji $f(x)=a^x$?

A $(1,\,0)$
B $(0,\,0)$
C $(0,\,1)$
D $(1,\,1)$
Zadanie nr 10

Podaj dziedzinę i zbiór wartości funkcji logarytmicznej $f(x)=\log_2 x$.

Zadanie nr 1

Oblicz $\log_3 81$.

A $3$
B $27$
C $4$
D $9$
Zadanie nr 2

Oblicz $\log_2 8+\log_2 4$ na dwa sposoby.

Zadanie nr 3

Oblicz $\log_5 100-\log_5 4$.

Zadanie nr 4

Jaka jest dziedzina funkcji $f(x)=\log_2 x$?

A wszystkie liczby rzeczywiste
B $x>0$
C $x\ge 0$
D $x\neq 0$
Zadanie nr 6

Rozwiąż równanie $3^{2x-1}=27$.

Zadanie nr 8

Rozwiąż równanie $\log_2(x-1)=3$.

Zadanie nr 9

Ile wynosi $\log_a 1$ dla dowolnej dopuszczalnej podstawy $a$?

A $a$
B nie istnieje
C $1$
D $0$
Zadanie nr 10

Oblicz $\log_2 5\cdot\log_5 8$, korzystając ze wzoru na zmianę podstawy logarytmu.

Zadanie nr 12

Wykres funkcji $f(x)=a^x$ (dla $a>0$, $a\neq1$) zawsze przechodzi przez punkt:

A $(1,\,0)$
B $(0,\,1)$
C $(0,\,0)$
D $(1,\,1)$
Zadanie nr 14

Oblicz $\log_3 \frac{1}{9}$ oraz $\log_{\frac13} 9$.

Zadanie nr 15

Które wyrażenie jest równe $\log_a x^3$?

A $\left(\log_a x\right)^3$
B $3+\log_a x$
C $3\log_a x$
D $\log_a 3x$
Zadanie nr 16

Rozwiąż równanie $\log_3 x+\log_3(x-2)=1$.

Zadanie nr 18

Ile wynosi $\log_{10} 1000$?

A $3$
B $100$
C $10$
D $1000$
Zadanie nr PR01.12

Liczba $\log_5 125-\log_5 5$ jest równa

A $3$
B $2$
C $25$
D $\log_5 120$
Zadanie nr PR01.15

Oblicz $\log_3 81$.

Zadanie nr PR21.1

Rozwiązaniem równania $\log_2 x=3$ jest

A $8$
B $6$
C $9$
D $\tfrac32$
Zadanie nr PR21.2

Rozwiązaniem równania $\log_3 x=2$ jest

A $6$
B $9$
C $8$
D $\tfrac23$
Zadanie nr PR21.3

Dziedzina równania $\log(x-1)=0$ to

A $x\ge1$
B $x>0$
C $x>1$
D $x\ne1$
Zadanie nr PR21.4

Rozwiązaniem równania $\log_2 x+\log_2 3=\log_2 12$ jest

A $9$
B $36$
C $2$
D $4$
Zadanie nr PR21.5

Rozwiąż równanie $\log_3(2x-1)=2$.

Zadanie nr PR21.6

Rozwiązaniem równania $\log x=2$ (logarytm dziesiętny) jest

A $100$
B $20$
C $10$
D $1000$
Zadanie nr PR21.7

Rozwiązaniem nierówności $\log_2 x>3$ jest

A $x>6$
B $x>8$
C $0\lt x\lt 8$
D $x>3$
Zadanie nr PR21.8

Rozwiązaniem równania $\log_{\frac12} x=2$ jest

A $4$
B $1$
C $\tfrac14$
D $-2$
Zadanie nr PR21.9

Rozwiązaniem równania $\log_5(x)=0$ jest

A $0$
B $5$
C $25$
D $1$
Zadanie nr PR21.10

Rozwiąż równanie $\log_3(x)+\log_3(x-6)=3$ i podaj dziedzinę.

Zadanie nr PR21.11

Rozwiązaniem równania $\log_2 x=4$ jest

A $16$
B $8$
C $6$
D $2$
Zadanie nr PR21.12

Liczba $\log_5 25$ jest równa

A $5$
B $2$
C $25$
D $\tfrac12$
Zadanie nr PR21.13

Rozwiązaniem równania $\log_3 x=1$ jest

A $1$
B $0$
C $3$
D $9$
Zadanie nr PR21.14

Rozwiązaniem nierówności $\log_2 x>2$ jest

A $x>2$
B $0\lt x\lt 4$
C $x>8$
D $x>4$
Zadanie nr PR21.15

Rozwiąż równanie $\log_3(x)+\log_3(x-2)=1$ i podaj dziedzinę.

📄Zadania z arkuszy 14

Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.

Zadanie nr 1 · Matura 2022
Liczba $\log_3\sqrt{27}-\log_{27}\sqrt{3}$ jest równa
A $\frac{4}{3}$
B $\frac{1}{2}$
C $\frac{11}{12}$
D $3$
Zadanie nr 6 · Matura 2021
Niech $\log_{2}18=c$. Wykaż, że $$\log_{3}4=\frac{4}{c-1}.$$
Zadanie nr 1 · Matura 2019
Dla dowolnych liczb $x>0$, $x\neq1$, $y>0$, $y\neq1$ wartość wyrażenia $$\left(\log_{\frac{1}{x}}y\right)\cdot\left(\log_{\frac{1}{y}}x\right)$$ jest równa
A $x\cdot y$
B $\frac{1}{x\cdot y}$
C $-1$
D $1$
Zadanie nr 3 · Matura 2018
Wartość wyrażenia $$2\log_{5}10-\frac{1}{\log_{20}5}$$ jest równa
A $-1$
B $0$
C $1$
D $2$
Zadanie nr 1 · Matura 2016

Funkcja \(f\) określona jest wzorem \(f(x)=\left|3+5^{3-x}\right|-1\) dla każdej liczby rzeczywistej.

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Zbiorem wartości funkcji \(f\) jest

A \((2,+\infty)\)
B \(\langle 1,3\rangle\)
C \((-1,+\infty)\)
D \((0,+\infty)\)
Zadanie nr 2 · Matura 2015

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Liczba punktów wspólnych wykresów funkcji \(y=-x+1\) i \(y=\log_2 x\) jest równa

A \(0\)
B \(1\)
C \(2\)
D \(3\)
Zadanie nr 7 · Matura 2014
Ciąg geometryczny $(a_n)$ ma $100$ wyrazów i są one liczbami dodatnimi. Suma wszystkich wyrazów o numerach nieparzystych jest sto razy większa od sumy wszystkich wyrazów o numerach parzystych oraz $$\log a_1+\log a_2+\log a_3+\ldots+\log a_{100}=100.$$ Oblicz $a_1$.
Zadanie nr 12 · Matura 2013
Na rysunku przedstawiony jest fragment wykresu funkcji logarytmicznej $f$ określonej wzorem $f(x)=\log_{2}(x-p)$.
a) Podaj wartość $p$.
b) Narysuj wykres funkcji określonej wzorem $y=|f(x)|$.
c) Podaj wszystkie wartości parametru $m$, dla których równanie $|f(x)|=m$ ma dwa rozwiązania o przeciwnych znakach.

Wykres funkcji logarytmicznej z asymptota pionowa x=-4

Zadanie nr 6 · Matura 2009

Wyznacz dziedzinę funkcji \(f(x)=\log_{2\cos x}(9-x^2)\) i zapisz ją w postaci sumy przedziałów liczbowych.

Zadanie nr 9 · Matura 2008

Wyznacz dziedzinę i najmniejszą wartość funkcji \(f(x)=\log_{\frac{\sqrt2}{2}}\left(8x-x^2\right)\).

Zadanie nr 2 · Matura 2007

Rozwiąż nierówność: \(\log_{\frac13}(x^2-1)+\log_{\frac13}(5-x)>\log_{\frac13}\bigl(3(x+1)\bigr)\).

Zadanie nr 19 · Matura 2006

Nieskończony ciąg geometryczny \((a_n)\) jest zdefiniowany wzorem rekurencyjnym: \(a_1=2\), \(a_{n+1}=a_n\cdot\log_2(k-2)\), dla każdej liczby naturalnej \(n\ge1\). Wszystkie wyrazy tego ciągu są różne od zera. Wyznacz wszystkie wartości parametru \(k\), dla których istnieje suma wszystkich wyrazów nieskończonego ciągu \((a_n)\).

Zadanie nr 13 · Matura 2006

Wyznacz dziedzinę funkcji \(f(x)=\log_x\left(4^x-12\cdot2^x+32\right)\).

Zadanie nr 11 · Matura 2005

Wyznacz dziedzinę funkcji \(f(x)=\log_{x^2-3}\left(x^3+4x^2-x-4\right)\) i zapisz ją w postaci sumy przedziałów liczbowych.

Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś — to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.