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AulaAula 08/0408/04 logaritmoslogaritmos CCáálculolculo 11 Logaritmos Expoentes desconhecidos Devido a importância das aplicações práticas de crescimentos e descrescimentos, precisamos saber resolver equações do tipo: ba x ==== Onde a e b são contantes Equações onde se desconhece os expoentes, são resolvidas usando logaritmos. Conhecemos o gráfico de e vemos se é crescente ou decrescente. xay ==== Logaritmos Resp.: Sabemos que 3101000 ==== ex. Como você resolve ?100010 ====x 31010 ====x 3====⇒⇒⇒⇒ x 4====⇒⇒⇒⇒ x 433 ====⇒⇒⇒⇒ x 122 ====⇒⇒⇒⇒====⇒⇒⇒⇒ xx 22 55 ====⇒⇒⇒⇒ x Podemos usar o mesmo método para resolver: ou 2552 ====x813 ====x Logaritmos Precisamos escrever 75 como uma potência de base 10. Supondo que queremos resolver 7510 ====x O exponte é chamado logaritmo ( ou log ) e 10 é a base . Uma calculadora científica nos dá valor do logaritmo de 75 na base 10. 1,87510 10x ≈ O valor é ,1,875 8751 ⋅⋅⋅⋅≈≈≈≈⇒⇒⇒⇒ xOBS: Isto significa que, 75 está entre 10 e 100 (ou ), então x está entre 1 e 2. 1 210 e 10 Observe o botão log Logaritmos Um logaritmo é um exponte. Para resolver uma equação onde o índice é desconhecido, nós podemos utilizar logarimtos. ex. Resolva a equação , dando a resposta correta com 3 casas decimais. 410 ====x x é o logaritmo de 4 na base 10 4log410 10====⇒⇒⇒⇒==== xxEscrevemos Em geral se bx ====10 então bx 10log==== ==== logexp 0,602= Logaritmos 2,36x⇒ = Solução: 10log 230x = (b) 102 log 0,5x = 2 0,301x⇒ = − 0,15x⇒ = − Exercícios 23010 ====x Resolva as seguintes equações dando a resposta com duas casas decimais. (a) (b) 210 0 , 5x = (a) ( Note que 2 3)x< <23010 ====x Logaritmos 230log23010 10====⇒⇒⇒⇒==== xx Generalizando isto, No exercício anterior, vimos que Esta relação nos permite transformar uma expressão na forma de logaritmo para a forma exponencial. bx ====10 bx 10log====⇒⇒⇒⇒ Logaritmos bx ====10 bx 10log====⇒⇒⇒⇒ Logaritmos bxbx 10log10 ====⇔⇔⇔⇔==== No exercício usamos a base 10, mas a definição nos permite utilizar qualquer base, assim bxba ax log====⇔⇔⇔⇔==== assim, Base Logaritmos ba x ====A equação Mas quando não podemos calcular na base 2 em nossas calculadoras temos que resolver utilizando outros artifícios. Precisamos desenvolver algumas propriedades de logs para poder resolver uma variedade de equações com expoentes ou logs desconhecidos. Quando a base, a , é 10, resolvemos a equação facilmente. ex. Resolver a equação 27510 ====x Solução: ⇒⇒⇒⇒==== 27510 x 275log10====x 2,44x =⇒⇒⇒⇒ 52 ====xex. Para resolver , fazemos 5log 2====x Logaritmos 2log2 10==== 2log3 10==== 2 0,301= × 30103 ⋅⋅⋅⋅××××==== 4log10==== 8log10==== ( na calculadora ) 10 log 2 0,301=ex. 1a. propriedade ka xlog 2 10 2logTambém 3 10 2loge, 0,602= ( na calculadora ) 0,903= ( na calculadora ) Logaritmos 2log2 10==== 2log3 10==== 2 0,301= × 30103 ⋅⋅⋅⋅××××==== 4log10==== 8log10==== ( na calculadora ) 10 log 2 0,301=ex. 1a. propriedade ka xlog 2 10 2logTambém 3 10 2loge, 0,602= ( na calculadora ) 0,903= ( na calculadora ) 2log2 10==== 2log3 10==== 3 10 2log 2 10 2log Então: xkx k 1010 loglog ==== Logaritmos xkx aka loglog ==== 1a. Propriedade ka xlog Logaritmos Resolvendo x a b= 2 5x =ex.1 Resolva Solução: 52 ====x 2log 5log 10 10 ====x 2,32= 5log2log 1010 ====x⇒⇒⇒⇒ Aplicando log ( Note que 2 < x < 3 pois ) 2 32 4 2 8e= = 5log2log 1010 ==== x Usamos base 10, pois temos estes valores na calculadora. No entanto, podemos usar qualquer base. Você pode comprovar isto usando ln (logaritmo neperiano). Usando a 1a. propriedade, podemos simplificar: Logaritmos x)3(1001000 ====ex.2 Resolva a equação Usando a 1a. propriedade: x==== 3log 10log 2,10x⇒ = x3log10log ==== ⇒⇒⇒⇒==== x)3(1001000 x310 ==== Divide por 100: Aplicando log: 3log10log x==== Logaritmos Exercícios 143 ====x 14log3log 1010 ====x 1. Resolva as seguintes equações com duas casas decimais. (a) (b) 15122 ====x 10 10 log 14 2,40 log 3 x⇒ = = (a) Aplicando log: 14log3log 1010 ====⇒⇒⇒⇒ x 10 10 log 152 1,0898 log 12 x⇒ = = (b) 15log12log 10 2 10 ==== xAplicando log: 15log12log2 1010 ====⇒⇒⇒⇒ x 0,54x⇒ = Logaritmos 2. Resolva a equação dando a resposta correta com duas casas decimais. x)2(200500 ==== Solução: Divide por 200: 500 200(2) 2,5 2x x= ⇒ = x2log52log ====⋅⋅⋅⋅Aplicando logs: 1a propriedade: log 2,5 log 2x= log 2,5 log 2 x= 1,32x⇒ = Logaritmos 6443 ==== ex. Escreva as expressões na forma logarítmica: 279 2 3 ====(a) (b) ⇒⇒⇒⇒==== 6443 (a) 64log3 4==== 27log92 3 ====⇒⇒⇒⇒ ex. Escreva na forma de potência as sentenças seguintes: 481log 3 ==== 2 1 4 2log ====(a) (b) Solução: (a) 481log3 ==== 8134 ====⇒⇒⇒⇒ 24 2 1 ====⇒⇒⇒⇒ 279 2 3 ====(b) 2 1 4 2log ====(b) O exponte, 3, é o log de 64 na base 4. Solução: bxba ax log====⇔⇔⇔⇔==== Logaritmos Alguns logs podem ser simplificados. Simplificando logs 9log 3Ex. 1 Simplifique 239 ==== Este log pode ser simplificado, usando base 3. Assim, 9log 3 2 3 3log==== 2==== Então o log é o exponte! ka ka ====logEm geral, Logaritmos Simplificando Logs 4 2 2log==== 16log2ex. 2. Simplifique (a) (b) 3 1log9 ==== 2 1 9 1log9 2 1 9log9 −−−− ==== 2 1 −−−−==== (b) 3 1log9 16log2Solução: (a) 4==== ==== 9 1log9 Logaritmos 100log10 1. Simplifique: (a) (b) 2 10 10log==== 5log5 (((( ))))812log(c) (d) 64log4 Solução (a) 100log10 2==== (b) 64log4 )4(log 34==== 3==== (c) 5log5 2 1 5log5==== 2 1 ==== (((( ))))812log(d) ==== 32 2 1log 3 2 2log −−−− ==== 3−−−−==== Exercícios Logaritmos Existem alguns casos especiais que partem das definições de logs. Fazendo x = 0, 1o. Caso especial bxba ax log====⇔⇔⇔⇔==== ⇒⇒⇒⇒==== ba 0 1====b Assim, 1log010 aa ====⇔⇔⇔⇔==== Pelas potências: para qualquer base.01log ====a Logaritmos Fazendo b = a, x = 1 ax alog====aa x ==== ⇔⇔⇔⇔Então 2o. Caso especial bxba ax log====⇔⇔⇔⇔==== Logaritmos aa x ==== Fazendo b = a, x = 1 ⇔⇔⇔⇔ 1Então aalog==== Assim, 1log ====aa 2o. Caso especial bxba ax log====⇔⇔⇔⇔==== Logaritmos Resumindo bxba ax log====⇔⇔⇔⇔==== 1log ====aa � Propriedades � Definição 01log ====a ka ka ====log Logaritmos 1. Simplifique: 4log4 1910log10 b a alog (a) (c) (b) 1log2 (d) (a) 1Resp: (b) 0 (c) 19 (d) b Exercícios Logaritmos Propriedades da Multiplicação e divisão de logs Logaritmos 2642 ××××⇒⇒⇒⇒ 1,623 1,41510 10= × 10922642 ====×××× 3,038====×××× )2642(log10⇒⇒⇒⇒ 1,623 1,41510 += 3,03810= ====42log 10 ====26log 10e 1 , 4151,623 )1092( ==== Então, )2642(log 10 ×××× ==== Logaritmos ==== 42log 10 ++++ 2642 ××××⇒⇒⇒⇒ 1,623 1,41510 10= × 10922642 ====×××× 3,038====×××× )2642(log10⇒⇒⇒⇒ 1,623 1,41510 += 3,03810= ====42log 10 ====26log 10e 1 , 4151,623 )1092( ==== Então, )2642(log 10 ×××× ==== 26log 10 yxxy 101010 loglog)(log ++++====Em geral, Logaritmos Esta propriedade é válida para qualquer base, assim: yxxy aaa loglog)(log++++==== De maneira similar para a divisão: yx y x aaa logloglog −−−−==== Logaritmos Resumo yxxy aaa logloglog ++++==== yx y x aaa logloglog −−−−==== � Propriedades: xkx aka loglog ==== • 1. Multiplicação • 2. Divisão • 3. Potência � Definição: bxba ax log====⇔⇔⇔⇔==== 01log ====a4. 1log ====aa5. ka ka ====log6. Logaritmos 15log(a) 53log ××××==== 5log3log ++++==== ( 1 ) (b) 16log 42log==== 2log4==== (3 ) (c) 1a. forma 3 1log 3log1log −−−−==== ( 2 ) 3log0 −−−−==== ( 4 ) 3log−−−−==== Solução: ex. 1 Escreva as expressões a seguir em forma de: 5log3log,2log and 15log(a) (b) 16log (c) 3 1log Ou 3 1log 13log −−−−==== 3log−−−−==== (3 ) Logaritmos ex. 2 Expresse em termos de e )log( 2ba blogalog 2loglog ba ++++ ba log2log ++++==== Solução: ====)log( 2baEntão, ( 1 ) ( 3 ) Logaritmos ×××× ==== 3 25log ==== 3 10log 125log4log2 102 1 10 ++++−−−−(b) 10log25log4log 1010210 2 1 ++++−−−−==== ×××× ==== 2 1 25 104log 2 10 ×××× ==== 5 1016log10 2 32log10==== ex. 3 Expresse na forma mais simples os logs a seguir: 3log2log5log −−−−++++(a) 125log4log2 102 1 10 ++++−−−−(b) Solução: (a) 3log2log5log −−−−++++ 5 10 2log 2log5 10==== 1 Logaritmos Exercícios 1. Expresse as expressões na forma de 5log3log,2log and 25log(a) (b) (c) 10 1log 3. Simplifique as expressões: 5log2log3log ++++−−−−(a) 116log2log3 102 1 10 −−−−++++(b) R: (a) 5log2 3log2log ++++(b) 6log (c) 5log2log −−−−−−−− R: 2 15log(a) (b) 5 16log10 2. Expresse em termos de ealog blogba 2log R: ba loglog2 ++++
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