Степені, корені й логарифми: формули з довідки НМТ
~10 хв · 9 розділів · 11 тестових запитань
Частина кар’єрної траєкторії НМТ 2027: 3 обов’язкові + біологія.
Як швидко знайти й застосувати формули степенів з цілим і раціональним показником, коренів n-го степеня та логарифмів у довідці НМТ; обчислення виразів, які трапляються на тесті.
У розділі «Алгебра й початки аналізу» довідкових матеріалів НМТ є означення степеня та його властивості. Ти маєш чітко знати, де їх шукати, і вміти застосовувати миттєво.
Означення з довідки
У довідці записано:
— степінь із показником 1 дорівнює самій основі.
( множників) для натурального .
за умови .
за умови .
Розберімо приклади, які часто трапляються. Обчислимо . За означенням . Ще один приклад: .
Вирази і не мають змісту. Нуль у нульовому степені та нуль у від'ємному степені — це заборонені операції, їх не існує в математиці.
П'ять властивостей степенів
У довідці є п'ять основних властивостей для дій зі степенями, які мають однакові або різні основи. Позначимо показники і :
Властивість | Формула | Приклад |
|---|---|---|
Добуток степенів | ||
Частка степенів | ||
Степінь степеня | ||
Степінь добутку | ||
Степінь частки |
Чого в довідці немає: сума степенів
У довідці немає жодної формули для суми степенів. Поширена помилка — вважати, що . Насправді це неправда. Наприклад, , а не (). Тобто . Якщо у виразі є сума чи різниця степенів, винось спільний множник за дужки: , .
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
У довідці НМТ немає окремого розділу «Корені». Натомість корінь -го степеня подано через степінь із раціональним показником. Це важливо пам'ятати.
Степінь із раціональним показником:
Формула з довідки:
, де , , ,
Розгляньмо кілька прикладів:
: можна обчислити двома способами. Перший: . Другий: .
.
.
Умова у формулі обов'язкова. Наприклад, — це число існує, але записувати його як не можна, бо означення степеня з раціональним показником вимагає додатної основи.
Властивості коренів — виводимо зі степенів
Окремих рядків із властивостями коренів у довідці НМТ немає. Але їх легко отримати зі властивостей степенів. Запиши корінь як степінь і застосуй властивості:
. Приклад: .
.
Головна пастка:
У довідці є окремий рядок: . Це означає, що квадратний корінь із квадрата числа завжди дорівнює модулю цього числа. Чому? Тому що корінь парного степеня завжди невід'ємний, а квадрат числа — завжди невід'ємний. Тому результат — модуль.
, тому що
Те саме правило діє для будь-якого парного кореня: , а от для непарного показника модуль не потрібен: .
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Розділ «Логарифми» в довідці НМТ починається з умов, які треба перевіряти щоразу. Запам'ятай їх як мантру.
Умови застосування
У довідці записано: , , , , .
Логарифм — це показник степеня, до якого треба піднести основу , щоб отримати число . Саме означення довідка не формулює словами — вона дає лише основну логарифмічну тотожність.
Основна логарифмічна тотожність
Це найважливіша формула. Вона означає, що логарифм і піднесення до степеня — взаємно обернені дії.
— просто й швидко.
.
.
Властивості логарифмів
У довідці є такі властивості:
Властивість | Формула | Приклад |
|---|---|---|
Логарифм основи | ||
Логарифм одиниці | ||
Логарифм добутку | ||
Логарифм частки | ||
Логарифм степеня |
Логарифм з основою
Окрема формула в довідці: , де . Вона дуже корисна, коли основа — степінь іншого числа.
: основа , число . Отже .
: основа , тому .
: основа , тому .
Позначення lg і ln
У довідці використано позначення (десятковий логарифм) і (натуральний логарифм). Довідка їх не пояснює, тому треба знати: , .
Загальної формули переходу до нової основи у довідці НМТ немає. Якщо основи — степені одного числа, використовуй формулу з . В інших випадках формулу переходу треба знати напам'ять (про це — в юніті «Формули алгебри й тригонометрії, яких немає в довідці НМТ»).
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
На НМТ ти матимеш доступ до довідки. Тренуйся знаходити потрібний рядок за лічені секунди. Ось п'ять виразів, які покривають усі ключові формули цього юніта.
Вираз 1:
Шукаємо в довідці рядок .
.
Далі рядок : .
Результат: .
Вираз 2:
Шукаємо рядок .
Оскільки , то , тому .
Маємо: .
Вираз 3:
Шукаємо властивість логарифма частки: .
.
Вираз 4:
Спершу властивість логарифма степеня: .
Тепер основна логарифмічна тотожність: .
Вираз 5:
Шукаємо формулу .
Основа , число . Отже .
Порада: для кожного виразу спершу назви рядок довідки, який використовуєш, а потім рахуй. На тренуванні засікай час на всі п'ять виразів — намагайся вкластися в 2–3 хвилини, щоб пошук рядка став автоматичним.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Розгляньмо чотири завдання, схожі на ті, що трапляються на НМТ. Кожне розв'язуємо покроково.
Приклад 1. Обчисліть
Завдання: вибір однієї відповіді з п'яти (А–Д).
Розв'язання. За формулою маємо . За означенням : . Добуток: .
Відповідь: 2.
Чому інші варіанти неправильні:
3 — якщо помножити 16 на 3/4, не розуміючи означення степеня з раціональним показником.
1/2 — якщо взяти , але забути піднести до куба.
−32 — якщо вважати .
32 — якщо вважати (тобто пропустити мінус у показнику).
Приклад 2. Установіть відповідність між виразом (1–3) і його значенням (А–Д)
Вирази:
Варіанти значень: А) 2; Б) 2/3; В) 2,5; Г) 3/2; Д) 4.
Розв'язання.
1) — відповідає А.
2) — відповідає В.
3) : основа , число , тому — відповідає Б.
Відповідь: 1 → А, 2 → В, 3 → Б.
Чому інші варіанти неправильні: Г) 3/2 — переплутали основу й число в логарифмі; Д) 4 — обчислили замість .
Приклад 3. Спростіть
Завдання: вибір однієї відповіді з п'яти.
Розв'язання. За формулою маємо . Оскільки , то , тому . Тоді .
Відповідь: 2.
Чому інші варіанти неправильні:
— якщо взяти корінь без модуля: .
−2 — якщо помилитися зі знаком під час розкриття модуля: , тоді .
— якщо вважати .
— якщо правильно розкрити модуль, але відняти замість додати: .
Приклад 4. Обчисліть
Завдання: вибір однієї відповіді з п'яти.
Розв'язання. Спочатку застосуємо властивість логарифма частки: .
Тепер : основа , число . За формулою : .
Сума: .
Відповідь: 1.
Чому інші варіанти неправильні:
5 — якщо вважати (забути про від'ємний показник основи).
3 — якщо забути третій доданок і зупинитися на .
−1 — якщо помилково вважати (узяти замість логарифма саме число 4 зі знаком «мінус»): .
— якщо відняти числа під логарифмом: .
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Ось найпоширеніші помилки, яких припускаються учні на НМТ. Прочитай уважно — і не повторюй їх.
Забувають модуль: без модуля. Наприклад, дехто записує як , а це від'ємне число. Правильно: .
Вважають від'ємним числом: замість . Від'ємний показник не робить число від'ємним — він «перевертає» дріб.
Переносять властивості на суму: — це неправда. Так само — теж неправда. Логарифм суми не дорівнює сумі логарифмів.
Плутають з . Перше — це відношення двох логарифмів, друге — логарифм частки. Це різні речі.
У формулі множать на замість ділити. Наприклад, помилково обчислюють як замість .
Забувають умови: не існує, бо аргумент має бути додатним. не існує, бо основа не може дорівнювати 1.
Плутають степінь із раціональним показником із множенням: рахують як , хоча насправді це .
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Означення й властивості степенів і коренів -го степеня належать до теми 1.1 програми НМТ («Дійсні числа (натуральні, раціональні та ірраціональні), порівняння чисел та дії з ними»). Логарифм, його властивості й основна логарифмічна тотожність — тема 1.3 («Раціональні, ірраціональні, степеневі, показникові, логарифмічні, тригонометричні вирази та їх перетворення»).
У демоваріанті НМТ-2026:
Завдання № 9 — обчислення з коренями -го степеня (вибір однієї відповіді з п'яти, 0 або 1 бал).
Завдання № 4 — найпростіше логарифмічне рівняння (вибір однієї відповіді з п'яти, 0 або 1 бал).
Завдання № 17 — відповідність «логічні пари»: значення виразів з модулем і степенями з цілим і нульовим показником. 1 бал за кожну правильну пару, до 3 балів.
Розділ «Логарифми» в довідці починається з умов , , , , . Стратегія: перш ніж застосувати будь-яку властивість логарифма, перевір ці умови. Розв'язуй у чернетці — не намагайся тримати всі кроки в голові.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Чому √(a²) дорівнює |a|, а не a?
Квадратний корінь — це арифметичний корінь, тобто завжди невід'ємне число. Квадрат будь-якого числа (додатного чи від'ємного) — завжди невід'ємний. Тому дає невід'ємне число, яке дорівнює . Наприклад, , а не .
Як обчислити log₅ 7 · log₇ 25, якщо формули переходу до нової основи в довідці немає?
Формулу переходу до нової основи треба знати напам'ять — у довідці її немає. Застосуй її: . Або простіше: , тоді .
Чи можна застосувати властивість логарифма добутку до логарифма суми?
Ні. Властивість працює тільки для добутку. Для суми немає жодної формули спрощення. Не плутай: , а — це різні числа.
Як знайти ∛2 · ∛32, якщо властивостей коренів у довідці немає?
Запиши корені як степені: , . Тоді добуток: . Або простіше: скористайся тим, що — це випливає з властивості степенів .
Що означають позначення lg і ln?
— десятковий логарифм, тобто логарифм з основою 10: . Наприклад, , . — натуральний логарифм, тобто логарифм з основою (число Ейлера, ): . Наприклад, , . Довідка НМТ використовує ці позначення, але не пояснює їх — запам'ятай.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
, , при — усе це є в довідці НМТ.
Властивості коренів окремим рядком у довідці немає — виводь їх зі властивостей степенів.
Корінь парного степеня з парного степеня — модуль: , .
Основна логарифмічна тотожність: .
Логарифм добутку — сума, частки — різниця, степеня — множник .
Логарифм з основою дорівнює .
Умови , , перевіряй завжди, перш ніж застосовувати властивість логарифма.
Загальну формулу переходу до нової основи знай напам'ять — у довідці її немає.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Перевірте себе на цьому юніті
Спробуйте ці 5 запитань — оберіть відповідь, щоб побачити, чи ви праві й чому. Приєднайтеся, щоб пройти повний тест юніту, який іде в глибину по цьому юніту.
1. Обчисліть значення виразу $5^{12} : 5^{10}$.
2. Обчисліть $\log_2 40 - \log_2 5 + \log_{0{,}5} 4$.
3. Обчисліть $\log_8 32$.
4. Обчисліть $27^{2/3} \cdot 9^{-1/2}$.
5. Обчисліть $\left(\dfrac{2}{3}\right)^{-2}$.
Це лише дрібка самоперевірки — повний тест юніту йде в глибину й використовує всі 11 запитань цього юніта і точно визначає, що вивчати.
Приєднатися, щоб пройти тест