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4.3. Reutilizar es de inteligentes

Diccionario

Tediosos

La imagen muestra a una persona aburrida.

Definición:

Produce aburrimiento.

Ejemplo:

Los cálculos eran tediosos cuando no existían calculadoras.

Tiki-Rétor dice...

Vamos ahora a estudiar unas sorprendentes herramientas matemáticas.

Cuando no existían calculadoras (y mucho menos ordenadores) se les concibió como una forma para facilitar cálculos tediosos. Fueron las estrellas del universo matemático por aquellos entonces (siglo XVI).

Es lógico pensar que con la llegada de las calculadoras caerían en el olvido. Sin embargo, su uso no ha hecho  más que crecer. ¡Curioso! ¿Verdad?

Pues así es. Son útiles para la resolución de ecuaciones y aparecen de forma habitual en situaciones relacionadas con las ciencias. Por ello es necesario que los conozcamos, controlemos sus propiedades y sepamos su potencial.

¡Somos los logaritmos!

La imagen muestra a una persona aburrida. Definición:

Produce aburrimiento.

Ejemplo:

Los cálculos eran tediosos cuando no existían calculadoras.

Lectura facilitada

Ahora vas a estudiar unas herramientas matemáticas. 

Cuando no existían calculadoras se utilizaban estas herramientas matemáticas

para resolver cálculos aburridos.

Estas herramientas matemáticas fueron las estrellas del universo matemático 

en el siglo dieciséis. 

Estas herramientas matemáticas son útiles para la resolución de ecuaciones.

Estas herramientas matemáticas son los logaritmos. 

La imagen muestra las partes del logaritmo

  • b>0
  • b es mayor que 0
  • a>0
  • a es mayor que 0
  • a≠1
  • a es diferente de 1

1. ¿El nombre asusta? La realidad es otra

Sobre los logaritmos siempre se ha proyectado una alargada sombra. Suelen tener fama de difíciles.

¿No será que no se les conoce bien?

Conozcamos primero cómo se nombran las partes de un logaritmo y qué condiciones se han de cumplir:

La imagen muestra las partes del logaritmo

Condiciones:

b>0

a>0    y    a≠1

Pero, ¿qué significa resolver un logaritmo?

Si nos dicen que calculemos…

\( \log_2 {8}= \)

Lo que me preguntan es: ¿qué número elevado a la base del logaritmo (en este caso 2) nos da el antilogaritmo (en este caso 8)?

Deberíamos responder:

\( \log_2 8=3 \Rightarrow 2^3=8 \) 

¿Qué pasa? Así de fácil. No me extraña que te hayas quedado estupefacto.

Lectura facilitada

Calcula. 

\( \log_2 {8}= \)

Este logaritmo se lee: 

Logaritmo en base 2 de 8 es igual a…

¿Cuál es el exponente de 2 para que el resultado sea 8? 

Dos al cubo es igual a 8. 

\( \log_2 8=3 \Rightarrow 2^3=8 \)

Prueba a hacerlo tú...

Prueba a hacerlo tú, resuelve estos logaritmos, compara con tus compañeros y corrobora el resultado con el profesor o profesora.

A. \(\log_2 32 = \)

B. \( \log_5{\large\frac{1}{5}} = \)

C. \( \log_{10}{10^3} = \)

D. \(\log_8 {\sqrt {8}} =\)

E. \( \log_2 {0,25} = \)

F. \( \log_x 1 = \)

2. Somos tan famosos que...

Hay un par de logaritmos que se usan tan habitualmente que no necesitamos escribir la base. Son los siguientes:

Logaritmo decimal

La imagen muestra una calculadora científica con la tecla log rodeada Es un logaritmo cuya base es 10. Se escribe así:

\( \log b = c \)

¿Lo ves? No se escribe la base. Siempre que veas un logaritmo escrito así sabes que la base es 10. Veamos un ejemplo:

\( \log 1000 = 3 \quad porque\ 10^3 = 1000 \)

Logaritmo neperiano

La imagen muestra una calculadora con la tecla de ln redondeada Es un logaritmo cuya base es el número e. Se escribe así:

\( \ln a=b \)

Siempre que veas un logaritmo escrito así sabes que la base es \( e\). Ejemplo:

\( \ln {\large\frac{1}{e}}\normalsize \ = -1 \quad porque\   e^{-1}\ = \large\frac{1}{e} \)

Pues ahí los tienes: logaritmos dec6imales y neperianos. De hecho son tan habituales que en las calculadoras se les reserva una tecla (log para logaritmo decimal y ln para logaritmo neperiano). En las imágenes puedes ver dónde están.

Lectura facilitada

Hay dos logaritmos que se usan con frecuencia. 

No necesitas escribir la base. 

Son los siguientes:

Logaritmo decimal

La imagen muestra una calculadora científica con la tecla log rodeada

Es un logaritmo cuya base es 10. 

Se escribe así:

\( \log b = c \)

No se escribe la base. 

La base es 10. 

Observa un ejemplo:

\( \log 1000 = 3 \quad porque\ 10^3 = 1000 \)

Logaritmo neperiano

La imagen muestra una calculadora con la tecla de ln redondeada

Es un logaritmo cuya base es el número e. 

Recuerda que el número e es un número irracional cuyo número de decimales 

que contiene es infinito. 

El valor de e es 2.718281828459045235360…

Se escribe así:

\( \ln a=b \)

Ejemplo:

\( \ln {\large\frac{1}{e}}\normalsize \ = -1 \quad porque\   e^{-1}\ = \large\frac{1}{e} \)

Son los logaritmos decimales y neperianos.

En las calculadoras aparecen dos teclas:

  • Una tecla log para logaritmo decimal.
  • ln para logaritmo neperiano.

¿Sabías que...?

Ahora te voy a dejar aquí un pequeño vídeo sobre el número \(e\), ¡seguro que te resulta curioso y entretenido!

3. Propiedades que revalorizan

Lo cierto es que las propiedades de los logaritmos son la base de su gran utilidad hoy día. Debes conocerlas bien, porque con ello darás un salto cualitativo en tu capacidad de resolver ecuaciones. Aquí las tienes con un ejemplo de cada una.

Logaritmo del producto

\(\log_a {(M\cdot N)} = \log_a M + \log_b N \)

Por ejemplo:

\( \log_a (9 \sqrt [4]{3}) = log_3 9 + \log_3 \sqrt[4]{3} = 2 + \large \frac{1}{4} \normalsize= \large \frac{9}{4} \)

Logaritmo del cociente

\( \log_a (M \div N) = \log_a M - \log_b N \)

Por ejemplo:

\(\log_2 \large\left(\frac{32}{\sqrt 8 }\right) \normalsize = \log_2 32 - \log_2 \sqrt 8 = 5 - \large\frac{3}{2} \normalsize = \large\frac{7}{2} \)

Logaritmo de una potencia

\( \log_a (M^N ) = N \cdot \log_a M \)

Por ejemplo:

\( \log_2 \large\left( \frac{1}{4} \right)^5 \normalsize = 5 \cdot \log_2 \large\frac{1}{4} \normalsize = 5 \cdot \log_2 2^{-2} = 5 \cdot (-2) = -10 \)

Logaritmo de una raíz

\( \log_a  \sqrt [N] {M} = \log_a M^{\frac{1}{N}} = \large\frac{1}{N} \normalsize \cdot \log_a M \)

Por ejemplo:

\( \log_3  \sqrt [4] {27} = \log_3 27^{\frac{1}{4}} = \large\frac{1}{4} \normalsize \cdot \log_3 3^3 = \large \frac{1}{4} \normalsize \cdot 3 = \large\frac{3}{4} \)

Cambio de base

\( \log_a M = \large \frac { \log_b M}{\log_b a} \)

Fíjate en que, gracias a esta propiedad, podemos resolver logaritmos en una base cualquiera con la calculadora. Observa el ejemplo y verás que sencillo:

\( \log_4 25 = \large \frac{\log 25}{\log 4} \normalsize \simeq 2,3219 \quad o\ también\quad \log_4 25 = \large\frac{log 25}{ln 4} \simeq 2,3219 \)

4. Conquistando terrenos logarítmicos

Tiki-Rétor dice...

Sólo nos queda controlar con soltura la resolución y el uso de las propiedades de los logaritmos. ¡Con tesón y trabajo serán tuyos!

Opción A: Comprender es igual a resolver

Aquí te dejo esta app de Geogebra con la que podrás practicar la resolución de logaritmos.

Trabaja en tu cuaderno, descomponiendo en factores o realizando las transformaciones necesarias en raíces y fracciones hasta llegar al resultado.

Responde en la app de Geogebra para comprobar tus resultados.

https://www.geogebra.org/m/sw5yxkmf (Ventana nueva)

Proyecto%20REA%20Andaluc%EDa,https%3A//www.geogebra.org/m/sw5yxkmf,GG_MAT4ESO_REA06_Logaritmos%20-%20Practica%20I,0,Autor%EDa

Opción B: El ritmo de los logaritmos

En este ejercicio al pulsar la interrogación encontrarás el resultado final después de manipular el logaritmo con sus propiedades. ¿Serás capaz de encontrarla?



Opción C: Un poco de todo

Resuelve los siguientes cálculos haciendo uso de la definición de logaritmo y aplicando sus propiedades.

  1. \( \log_3 300 - \log_3 100 = \)

  2. \( \log 0,2 + \log 5 - \log 100^{-1} = \)

  3. \( \ln e\sqrt[3]{e} - \ln \large\frac{1}{e^2}\normalsize + 2\ln\sqrt e = \)

Soluciones

  1. 1

  2. 2

  3. \(\large \frac {13}{3} \)

Opción D: ¿Antiguos? Sí, pero muy útiles

Al inicio de este apartado hemos dicho que los logaritmos son habituales protagonistas en diversas ciencias.

Investiga su utilidad en otras ciencias: verás que son tan versátiles que aparecen en Física, pasando por la Química, Arqueología, Astronomía… y más allá.

Desde luego tienes Internet pero… ¿por qué no consultar a los docentes de otras asignaturas? ¡Seguro que te ayudan!

Una vez hayas elegido una aplicación para los logaritmos debes elegir entre:

  • Realizar un vídeo explicativo que se verá en clase.
  • Preparar una infografía que presentarás al resto de compañeros y compañeras.

5. Reviso lo que aprendo

Reflexiona un momento sobre todo lo que has aprendido hasta llegar aquí. 

Y completa el PASO 3 de tu Diario de Aprendizaje (Reviso lo aprendido). 

Recuerda:

  • Pregunta a tu profesor o profesora si la rellenarás en papel o en el ordenador.
  • Si la rellenas en el ordenador, ¡no te olvides de guardarla en tu ordenador cuando la termines!

¡Ánimo, que lo harás genial!

Motus dice... ¿Te has sentido confiado en estas actividades?

Cuando tenemos que hacer algunas actividades podemos tener dudas sobre si seremos capaces de hacerlas.

Para poder vencer a estos miedos en las nuevas actividades que tengas que hacer sigue estos consejos:

  1. Hay cosas que haces muy bien. Úsalas para hacer la actividad.
  2. Hay cosas que te cuestan un poco hacerlas. Inténtalo y cree en ti mismo o en ti misma . Seguro que te sorprende lo que puedes conseguir.
  3. Hay cosas que son muy difíciles. Fíjate en algún ejemplo, pregunta a tu compañero o compañera. Pide ayuda a tu profe.