کار در کلاس ۱ اثبات قانون لگاریتم حاصل تقسیم حسابان یازدهم
نشان دهید که اگر $a, b, c > ۰$ و $c \ne ۱$، آنگاه:
$$\log_{c} \frac{a}{b} = \log_{c} a - \log_{c} b$$
پاسخ تشریحی و گام به گام کار در کلاس ۱ صفحه ۸۷ حسابان یازدهم
سلام! این اثبات، قانون **لگاریتم حاصل تقسیم** است که بیان میکند لگاریتم کسر، برابر با تفاضل لگاریتم صورت و مخرج است. از تعریف لگاریتم و خواص توان استفاده میکنیم. 💡
---
### گام اول: تعریف متغیرها
فرض میکنیم:
$$\mathbf{x = \log_{c} a} \quad \implies \quad c^x = a \quad \text{(معادله ۱)}$$
$$\mathbf{y = \log_{c} b} \quad \implies \quad c^y = b \quad \text{(معادله ۲)}$$
### گام دوم: تشکیل حاصل تقسیم
عبارت $\frac{a}{b}$ را با استفاده از معادلات ۱ و ۲ بازنویسی میکنیم:
$$\frac{a}{b} = \frac{c^x}{c^y}$$
### گام سوم: استفاده از قانون توان
با استفاده از قانون تقسیم در توانها ($\frac{a^m}{a^n} = a^{m-n}$):
$$\frac{a}{b} = c^{x - y} \quad \text{(معادله ۳)}$$
### گام چهارم: تبدیل به لگاریتم
اکنون، معادله ۳ را با استفاده از تعریف لگاریتم ($b^z = A \iff z = \log_{b} A$) به فرم لگاریتمی مینویسیم:
$$\log_{c} \frac{a}{b} = x - y$$
### گام پنجم: جایگذاری متغیرها
در نهایت، $x$ و $y$ را با تعاریف اصلی خود (لگاریتم) جایگذاری میکنیم:
$$\mathbf{\log_{c} \frac{a}{b} = \log_{c} a - \log_{c} b}$$
**نتیجه**: این قانون نشان میدهد که عمل تقسیم در داخل لگاریتم، معادل عمل تفریق در بیرون لگاریتم است.
کار در کلاس ۲ سادهسازی و بازنویسی عبارات لگاریتمی حسابان یازدهم
اگر $\log ۲ = a$ و $\log ۳ = b$، حاصل عبارتهای زیر را بر حسب $a$ و $b$ بنویسید.
الف) $\log ۰.۷۵$
ب) $۳\log \sqrt{۴۰} - \log ۲۵۰$
پ) $\log ۰.۰۰۵$
پاسخ تشریحی و گام به گام کار در کلاس ۲ صفحه ۸۷ حسابان یازدهم
سلام! در این تمرین، از قوانین اصلی لگاریتمها (لگاریتم حاصل ضرب، لگاریتم حاصل تقسیم، و لگاریتم توان) استفاده میکنیم تا عبارات را بر حسب $\mathbf{a = \log ۲}$ و $\mathbf{b = \log ۳}$ بنویسیم. توجه کنید که پایه لگاریتم در تمام عبارات، $\mathbf{۱۰}$ است. 🔢
---
### الف) $\log ۰.۷۵$
* **گام ۱: تبدیل اعشار به کسر و سادهسازی**:
$$۰.۷۵ = \frac{۷۵}{۱۰۰} = \frac{۳}{۴}$$
* **گام ۲: استفاده از قانون تقسیم و توان**:
$$\log ۰.۷۵ = \log \frac{۳}{۴} = \log ۳ - \log ۴$$
$$\log ۴ = \log ۲^۲ = ۲ \log ۲$$
* **گام ۳: جایگذاری $a$ و $b$**:
$$\log ۰.۷۵ = \log ۳ - ۲ \log ۲ = \mathbf{b - ۲a}$$
---
### ب) $۳\log \sqrt{۴۰} - \log ۲۵۰$
* **گام ۱: بازنویسی عبارتها به صورت توانها**:
$$\log \sqrt{۴۰} = \log ۴۰^{\frac{۱}{۲}} = \frac{۱}{۲} \log ۴۰$$
* **گام ۲: تجزیه اعداد داخل لگاریتم (بر حسب ۲ و ۳ و ۱۰)**:
$$\log ۴۰ = \log (۴ \times ۱۰) = \log (۲^۲ \times ۱۰) = \log ۲^۲ + \log ۱۰ = ۲ \log ۲ + \mathbf{۱}$$ (زیرا $\log ۱۰ = ۱$)
$$\log ۲۵۰ = \log (۲۵ \times ۱۰) = \log ۵^۲ + \log ۱۰ = ۲ \log ۵ + ۱$$
* **نکته کلیدی**: $\log ۵ = \log \frac{۱۰}{۲} = \log ۱۰ - \log ۲ = \mathbf{۱ - a}$
* **گام ۳: سادهسازی لگاریتمها**:
$$۳\log \sqrt{۴۰} = ۳ (\frac{۱}{۲} \log ۴۰) = \frac{۳}{۲} (۲ \log ۲ + ۱) = ۳ \log ۲ + \frac{۳}{۲} = \mathbf{۳a + \frac{۳}{۲}}$$
$$\log ۲۵۰ = ۲(۱ - a) + ۱ = ۲ - ۲a + ۱ = \mathbf{۳ - ۲a}$$
* **گام ۴: تفریق و نتیجه نهایی**:
$$۳\log \sqrt{۴۰} - \log ۲۵۰ = (۳a + \frac{۳}{۲}) - (۳ - ۲a)$$
$$= ۳a + \frac{۳}{۲} - ۳ + ۲a = ۵a + \frac{۳ - ۶}{۲} = \mathbf{۵a - \frac{۳}{۲}}$$
---
### پ) $\log ۰.۰۰۵$
* **گام ۱: تبدیل اعشار به کسر**:
$$۰.۰۰۵ = \frac{۵}{۱۰۰۰}$$
* **گام ۲: استفاده از قانون تقسیم**:
$$\log ۰.۰۰۵ = \log \frac{۵}{۱۰۰۰} = \log ۵ - \log ۱۰۰۰$$
* **گام ۳: سادهسازی و جایگذاری**:
$$\log ۱۰۰۰ = \log ۱۰^۳ = \mathbf{۳}$$
$$\log ۵ = \mathbf{۱ - a} \quad \text{(از قسمت قبل)}$$
* **گام ۴: نتیجه نهایی**:
$$\log ۰.۰۰۵ = (۱ - a) - ۳ = \mathbf{-a - ۲}$$