<!— Google Tag Manager (noscript) —> <!— End Google Tag Manager (noscript) —>
Главная
/
Блог
/
Свойства логарифмов: все формулы и как их применять

Свойства логарифмов: все формулы и как их применять

Логарифм умеет странную вещь: превращает умножение в сложение, а степень — в обычный множитель. Отсюда и берутся все его свойства. На них держится вычисление выражений, логарифмические уравнения, неравенства и большая часть экзаменационных заданий, где вообще встречается log. Сначала таблица, потом каждая формула отдельно, с примерами и с теми местами, где чаще всего теряют баллы.
Автор:
Кирилл Нэш
Редактор:
Кирилл Нэш
Опубликовано:
11.09.2026
Обновлено:
23.10.2026
Время чтения:
7
мин.

Содержание

Что такое логарифм: за 30 секунд

Логарифм отвечает на один вопрос: в какую степень возвести основание, чтобы получить нужное число.

Запись log_a b = c читается так: a^c = b.

log₂ 8 = 3, потому что 2³ = 8. log₃ 9 = 2, потому что 3² = 9. Вот и всё определение.

У логарифма есть ОДЗ, то есть условия, при которых он вообще существует:

  • основание: a > 0 и a ≠ 1;
  • подлогарифмическое выражение: b > 0.

Про ОДЗ забывают чаще всего, и на экзамене за это режут баллы. Если под логарифмом стоит выражение с иксом, первым делом пиши, что это выражение больше нуля. Через неделю такой привычки это делается на автомате.

Все свойства логарифмов: таблица

№
Свойство
Формула
Пример
1
Логарифм произведения
log_a(bc) = log_a b + log_a c
log₂(8·4) = 3 + 2 = 5
2
Логарифм частного
log_a(b/c) = log_a b − log_a c
log₃(81/27) = 4 − 3 = 1
3
Логарифм степени
log_a b^p = p·log_a b
log₃ 3⁴ = 4·log₃ 3 = 4
4
Логарифм корня
log_a ⁿ√b = (1/n)·log_a b
log₂ √8 = ½·3 = 1,5
5
Переход к новому основанию
log_a b = log_c b / log_c a, где c > 0 и c ≠ 1
log₄ 32 = log₂ 32 / log₂ 4 = 5/2 = 2,5
6
Основное логарифмическое тождество
a^(log_a b) = b
2^(log₂ 7) = 7
7
Логарифм единицы
log_a 1 = 0
log₅ 1 = 0
8
Логарифм основания
log_a a = 1
log₇ 7 = 1
9
Степень в основании
log_(a^q) b = (1/q)·log_a b, где q ≠ 0
log₉ 3 = ½·log₃ 3 = ½
10
Обратный переход
log_a b = 1/log_b a, где b > 0 и b ≠ 1
log₂ 3 · log₃ 2 = 1
11
Логарифм степени основания
log_a(a^x) = x
log₃ 3⁵ = 5
Базовые ограничения у всех формул одни и те же: основание больше нуля и не равно единице, подлогарифмические выражения больше нуля. К этому добавляются частные условия, которые как раз и упускают: новое основание c тоже должно быть допустимым (c > 0, c ≠ 1), в формуле со степенью в основании нужен q ≠ 0, а в обратном переходе число b обязано годиться в основание, то есть b > 0 и b ≠ 1.

И ещё деталь: каждая формула читается в обе стороны. Сумму логарифмов можно свернуть в логарифм произведения — на этом приёме строится решение большинства типовых уравнений.

Логарифм произведения и частного

Первые два свойства самые ходовые. Логарифм превращает умножение в сложение, а деление в вычитание.

log_a(bc) = log_a b + log_a c

Зачем раскладывать, если можно просто посчитать? Затем, что числа в задачах подобраны так, чтобы по отдельности логарифмы получались целыми:

lg 2 + lg 5 = lg(2·5) = lg 10 = 1.

Ни lg 2, ни lg 5 сами по себе не целые, а в сумме дают ровную единицу. С частным механика та же:

log₅ 250 − log₅ 2 = log₅(250/2) = log₅ 125 = 3.

Свернуть сумму, развернуть произведение — именно в таком виде свойство и попадается в заданиях с логарифмами чаще всего.

Ошибка №1: log(a + b) ≠ log a + log b

Логарифм суммы не раскладывается никак. Формула работает только для произведения. Проверь сам: log₂(4 + 4) = log₂ 8 = 3, а log₂ 4 + log₂ 4 = 2 + 2 = 4. Три не равно четырём. Ошибка распространённая, и составители заданий про неё прекрасно знают.

Логарифм степени и корня

Степень из-под логарифма выносится вперёд множителем:

log_a b^p = p·log_a b

log₂ 8⁵ = 5·log₂ 8 = 5·3 = 15. Считать 8⁵ = 32 768 и потом брать логарифм от результата не надо, показатель просто спускается вниз.

Корень тоже степень, только с дробным показателем, поэтому вперёд уходит единица, делённая на показатель корня:

log₂ √8 = log₂ 8^(1/2) = ½·log₂ 8 = ½·3 = 1,5.

С кубическим то же самое: log₃ ³√9 = log₃ 9^(1/3) = ⅓·log₃ 9 = ⅓·2 = 2/3.

Менее очевидная история со степенью в основании: она уходит в знаменатель.

log_(a^q) b = (1/q)·log_a b, q ≠ 0

Разберём log₉ 27. Основание 9 = 3², число 27 = 3³. Выносим двойку из основания, тройку из числа: log₉ 27 = (3/2)·log₃ 3 = 3/2 = 1,5. Проверка: 9^1,5 = (√9)³ = 3³ = 27. Сошлось.

Приведение основания и числа к степеням одного числа и есть рабочая лошадка заданий с «некрасивыми» логарифмами, где основание не совпадает с подлогарифмическим выражением.

Переход к новому основанию

log_a b = log_c b / log_c a, где c > 0 и c ≠ 1

Логарифм по любому основанию можно переписать как отношение двух логарифмов по удобному основанию c. Какое взять c, решаешь ты — лишь бы оно было допустимым.

Где это нужно на практике:

  1. Посчитать значение на калькуляторе. В инженерном есть только кнопки lg и ln, поэтому log₂ 3 берут так: log₂ 3 = ln 3 / ln 2 ≈ 1,0986 / 0,6931 ≈ 1,585.
  2. Свести разные основания к одному: в уравнениях и неравенствах, где логарифмы стоят по разным основаниям, это первый шаг.

Второй пункт хорошо видно на классике из банка экзаменационных заданий: найди log₅ 9 · log₃ 25.

Раскладываем: 9 = 3², 25 = 5². Тогда log₅ 9 = 2·log₅ 3, а log₃ 25 = 2·log₃ 5. Произведение равно 4·log₅ 3·log₃ 5. Дальше обратный переход, свойство 10 из таблицы: log₅ 3 = 1/log₃ 5, значит log₅ 3 · log₃ 5 = 1. Ответ: 4.

Без формулы перехода здесь не обойтись, поэтому её и спрашивают часто.

Десятичный и натуральный логарифм

Два основания попадаются настолько часто, что для них завели короткие обозначения.

Десятичный логарифм пишут как lg b. Это log₁₀ b, десятку просто не дописывают. lg 100 = 2, lg 1000 = 3. Он удобен там, где считают порядки величин: децибелы в акустике, pH в химии, шкала Рихтера. В школьных заданиях всплывает в вычислениях вроде lg 2 + lg 5, которое мы уже разобрали.

Натуральный логарифм ln b идёт по основанию e, числу Эйлера, примерно равному 2,71828. ln e = 1, ln 1 = 0. Выглядит солиднее остальных, а правила те же: все свойства из таблицы для ln верны. Пригодится он в заданиях с производной: производная ln x равна 1/x, а это одна из самых частых формул в задачах на исследование функций.

Как решать логарифмические уравнения

Единого алгоритма «на любое уравнение» нет: какие преобразования нужны, зависит от вида записи. Но типовая последовательность выглядит так.

  1. Записать ОДЗ. Каждое подлогарифмическое выражение больше нуля; если икс сидит в основании, то основание больше нуля и не равно единице.
  2. Упростить и привести к одному основанию, если основания разные. Сворачивай суммы и разности, выноси степени, при необходимости переходи к новому основанию. Если в записи стоит квадрат логарифма, здесь же делается замена переменной.
  3. Потенцирование — когда обе части стали логарифмами по одному основанию. Логарифмы отбрасываются: приравниваешь сами выражения и решаешь обычное уравнение.
  4. Проверка корней по ОДЗ. Без этого шага решение не засчитают.

Пример 1. Простейшее

log₂(x − 1) = 3

ОДЗ: x − 1 > 0, то есть x > 1.

По определению логарифма x − 1 = 2³ = 8, откуда x = 9.

Девятка больше единицы, всё сходится. Ответ: 9.

Пример 2. Сумма логарифмов

log₂(x + 1) + log₂(x − 2) = 2

ОДЗ: x + 1 > 0 и x − 2 > 0. Берём более строгое условие: x > 2.

Сворачиваем сумму по свойству произведения: log₂((x + 1)(x − 2)) = 2.

Потенцируем: (x + 1)(x − 2) = 4 → x² − x − 2 = 4 → x² − x − 6 = 0.

Корни: x = 3 и x = −2.

Проверка по ОДЗ: −2 не подходит, 3 подходит. Ответ: 3.

Ради этого момента ОДЗ и писали на первом шаге. Без проверки в ответ лезет лишний корень, а развёрнутое решение с лишним корнем оценят ниже даже при идеальной алгебре.

Пример 3. Замена переменной

log₂²x − 3·log₂x + 2 = 0

Запись log₂²x означает (log₂x)². ОДЗ: x > 0.

Замена t = log₂ x, и уравнение становится квадратным: t² − 3t + 2 = 0. Корни: t = 1 и t = 2.

Возвращаемся к иксу: log₂ x = 1 → x = 2; log₂ x = 2 → x = 4.

Оба корня больше нуля, оба идут в ответ. Ответ: 2; 4.

Заметь: потенцирование тут вообще не понадобилось, приведение к одному основанию тоже. Квадрат логарифма — сигнал сразу переходить к замене.

Логарифмические неравенства и метод рационализации

Неравенство решается почти как уравнение, только добавляется правило про знак. Когда отбрасываешь логарифмы:

  • при основании a > 1 знак сохраняется: log_a f > log_a g ⇔ f > g;
  • при основании 0 < a < 1 знак переворачивается: log_a f > log_a g ⇔ f < g.

Причина в монотонности, то есть в характере поведения функции. По основанию больше единицы логарифм растёт, по основанию меньше единицы убывает, а убывающая функция переворачивает все сравнения.

Пример 1. Основание меньше единицы

log₀,₅(2x − 6) > −2

ОДЗ: 2x − 6 > 0 → x > 3.

Представим правую часть как логарифм: −2 = log₀,₅ 4, потому что 0,5^(−2) = 4.

Слева и справа логарифмы по основанию 0,5 < 1, знак переворачиваем: 2x − 6 < 4 → x < 5.

Совмещаем с ОДЗ: x > 3 и x < 5. Ответ: (3; 5).

Забудешь перевернуть знак, получишь x > 5: вычисления идеальные, ответ неверный.

Метод рационализации

Метод рационализации логарифмических неравенств меняет логарифмическое выражение на обычное произведение, без логарифмов вообще. При f > 0, g > 0, a > 0, a ≠ 1:

log_a f − log_a g ⋚ 0 ⇔ (a − 1)(f − g) ⋚ 0

Здесь ⋚ означает любой знак неравенства, и он сохраняется. Частный случай: log_a f ⋚ 0 ⇔ (a − 1)(f − 1) ⋚ 0.

Почему это работает: при a > 1 множитель (a − 1) положителен, и знак задаёт разность (f − g); при 0 < a < 1 тот же множитель отрицателен и переворачивает знак сам. Правило смены знака уже вшито в формулу, отдельно разбирать основание не нужно.

Пример 2. Рационализация в действии

log_x(x + 6) ≥ 2

Основание переменное — как раз тот случай, где метод и выигрывает.

ОДЗ: x > 0 и x ≠ 1 (основание), x + 6 > 0 выполняется автоматически.

Правую часть переписываем как логарифм по тому же основанию: 2 = 2·log_x x = log_x x².

Рационализация: (x − 1)((x + 6) − x²) ≥ 0. Раскрываем скобку со знаком минус: −(x − 1)(x² − x − 6) ≥ 0, то есть (x + 2)(x − 1)(x − 3) ≤ 0.

Корни −2, 1, 3, дальше метод интервалов: x ≤ −2 или 1 ≤ x ≤ 3.

С учётом ОДЗ (x > 0, x ≠ 1) остаётся ответ: (1; 3].

Проверка на границе: при x = 3 получаем log₃ 9 = 2, неравенство выполняется. При x = 4 слева log₄ 10 ≈ 1,66, что меньше двух, — значит четвёрка справедливо не попала в ответ.

Без рационализации пришлось бы отдельно разбирать случаи 0 < x < 1 и x > 1, каждый со своим направлением знака. В неравенствах с переменным основанием метод экономит время и снимает главный риск — ошибку со знаком.

Задачи ЕГЭ с логарифмами

Нумерация заданий меняется по годам, поэтому ориентироваться удобнее на типы. Логарифмы в профильной математике встречаются в четырёх ролях.

Простейшее уравнение из первой части. log₄(2x + 5) = 2, по определению 2x + 5 = 16, откуда x = 5,5. ОДЗ проверяется в уме: 2·5,5 + 5 = 16 > 0. Минута работы.

Вычисление выражения на владение свойствами: log₆ 4 + log₆ 9 = log₆ 36 = 2. Бывает и злее, с обратным переходом: log₀,₈ 3 · log₃ 1,25. Так как 1,25 = 1/0,8, получаем log₀,₈ 3 · log₃(1/0,8) = −log₀,₈ 3 · log₃ 0,8 = −1. Ответ: −1. Без свойства 10 из таблицы тут делать нечего.

Уравнение с развёрнутым решением: замена переменной, квадратное уравнение, отбор корней — всё как в примере 3 выше. И вот здесь за пропущенную ОДЗ снимают балл, даже когда ответ верный.

Неравенство второй части, часто с переменным основанием. Без рационализации придётся вручную разбирать случаи a > 1 и 0 < a < 1: дольше, и ошибиться проще.

Если формулы выучены, задания первой части закрываются в одну-две строчки, а во второй всё упирается в дисциплину с ОДЗ. Точные номера и вес заданий стоит сверять с актуальной демоверсией и спецификацией ФИПИ на свой учебный год.

Шпаргалка: все формулы в одном месте

Распечатать и держать под рукой. Базовые ограничения везде одинаковые: a > 0, a ≠ 1, аргументы больше нуля.

  • log_a 1 = 0
  • log_a a = 1
  • a^(log_a b) = b
  • log_a(a^x) = x
  • log_a(bc) = log_a b + log_a c
  • log_a(b/c) = log_a b − log_a c
  • log_a b^p = p·log_a b
  • log_a ⁿ√b = (1/n)·log_a b
  • log_(a^q) b = (1/q)·log_a b, где q ≠ 0
  • log_a b = log_c b / log_c a, где c > 0 и c ≠ 1
  • log_a b = 1/log_b a, где b > 0 и b ≠ 1
  • lg b = log₁₀ b; ln b = log_e b, где e ≈ 2,718
  • Рационализация: log_a f − log_a g ⋚ 0 ⇔ (a − 1)(f − g) ⋚ 0

Два пункта в список не влезли: log(a + b) не раскладывается вообще, а в неравенствах с основанием меньше единицы знак переворачивается. Остальное выше, на одном листе.
С любовью, команда СМИТАП!

Автор статьи:

Кирилл Нэш

Автор статей по математике в онлайн-школе СМИТАП. Простая подготовка к ЕГЭ: уравнения, неравенства, функции, производная — на понятных алгоритмах и реальных заданиях.

FAQ

Сообщество будущих стобалльников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих стобалльников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих стобалльников
Ты можешь стать следующим!
За 5 лет подготовили 19 800+ высокобалльников и 1 254+ стобалльников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих стобалльников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих стобалльников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих стобалльников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих стобалльников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих стобалльников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих стобалльников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих стобалльников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих отличников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих отличников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих отличников
Ты можешь стать следующим!
Сообщество будущих отличников
Ты можешь стать следующим!
Забери бесплатный курс и получи 10+ баллов на ЕГЭ
🎁 Самое важное про правление Ивана IV:
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 10+ баллов на ЕГЭ
🎁 2 пьесы, которые встречаются на ЕГЭ каждый год:
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 10+ баллов на ЕГЭ
🎁 Самое важное про 21 задание в ЕГЭ по обществознанию
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 10+ баллов на ЕГЭ
🎁 Задание № 10. Все о правописании приставок
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 10+ баллов на ЕГЭ
🎁 Разница между Past Simple и Present Perfect в заданиях ЕГЭ
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 10+ баллов на ЕГЭ
🎁 Самое важное про клетку и ее составляющие
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 10+ баллов на ЕГЭ
🎁 Самое важное про химические связи и кристаллические решётки
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 10+ баллов на ЕГЭ
🎁 Уравнения и геометрия
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 10+ баллов на ЕГЭ
🎁 Самое важное про линзы
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 10+ баллов на ЕГЭ
🎁 Задание № 11. Количество информации
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 5 на ОГЭ
🎁 Как научиться разбираться в картах?
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 5 на ОГЭ
🎁 Квадратные уравнения в задании № 9
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 5 на ОГЭ
🎁 Лексикология как раздел русского языка
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Забери бесплатный курс и получи 5 на ОГЭ
🎁 Всё о глаголе "to be" в Present/Past Simple
  • 2 урока
  • 2 домашних задания
Полезная рассылка — шаг к желаемому результату
🎁 Подарок при подписке:
  • Для 10−11 класса: файл «Поступление, бюджет, нервы»
  • Для 9 класса: файл «Профессии будущего и профориентация»