Volver a la portadaMatemáticas · Mat. Integradas II · Cambiar asignatura
Empezar gratis
Math II · Matemáticas
Funciones · Funciones elementales

Funciones logarítmicas

Te conviene dominar: Características de una función (Matemáticas Integradas I)
Te conviene dominar: Traslaciones (Matemáticas Integradas I)

Maya deposita $\$500$ en una cuenta de ahorros que paga 6% de interés cada año. ¿Después de cuántos años tendrá $\$1{,}000$? Puedes escribir la ecuación $500(1.06)^t = 1000$, pero ¿cómo sacas $t$ del exponente? Necesitas una operación que deshaga las potencias. Esa operación es el logaritmo, y en esta página aprenderás a calcularlo, a graficarlo y a usarlo para resolver ecuaciones.

Qué significa un logaritmo

Un logaritmo responde una pregunta: "¿Qué exponente necesito?" Como $2^5 = 32$, el exponente que convierte el $2$ en $32$ es $5$. Lo escribimos así: $\log_2 32 = 5$.

Dos bases son tan comunes que tienen su propia tecla en la calculadora. El logaritmo común tiene base 10: $\log x$ significa $\log_{10} x$. El logaritmo natural tiene base $e \approx 2.718$: $\ln x$ significa $\log_e x$.

Practica★☆☆Sin empezar
Calcula el valor de los siguientes logaritmos aplicando directamente la definición, sin utilizar la calculadora: a) $\log_2 32$ b) $\log_3 \frac{1}{9}$ c) $\log 10000$

Calcula el valor de los siguientes logaritmos aplicando directamente la definición, sin utilizar la calculadora:

a) $\log_2 32$

b) $\log_3 \frac{1}{9}$

c) $\log 10000$

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Halla el valor de la incógnita $x$ en cada una de las siguientes igualdades utilizando la definición de logaritmo: a) $\log_x 25 = 2$ b) $\log_5 x = 3$ c) $\log_2 64 = x$

Halla el valor de la incógnita $x$ en cada una de las siguientes igualdades utilizando la definición de logaritmo:

a) $\log_x 25 = 2$

b) $\log_5 x = 3$

c) $\log_2 64 = x$

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
En química, el nivel de acidez de una disolución se mide mediante el pH, que se define empleando un logaritmo decimal con la fórmula $pH = -\log[H^+]$, donde $[H^+]$ es…

En química, el nivel de acidez de una disolución se mide mediante el pH, que se define empleando un logaritmo decimal con la fórmula $pH = -\log[H^+]$, donde $[H^+]$ es la concentración de iones de hidrógeno en moles por litro. Si una muestra de jugo de limón tiene una concentración de iones de hidrógeno de $10^{-3}$ mol/L, calcula su pH.

Resolver

Dominio y asíntota vertical

Mueve el deslizador y observa la gráfica. Nunca toca el eje $y$ ni pasa a su izquierda.

Para hallar el dominio de una función logarítmica más complicada, plantea que el argumento sea mayor que $0$ y resuelve la desigualdad (también llamada inecuación). El resultado de un logaritmo puede ser cualquier número real, pero el argumento debe ser positivo.

Recta numérica con la solución de x al cuadrado menos 9 mayor que 0: todo a la izquierda de −3 y a la derecha de 3, con círculos abiertos en ambos extremos −3 0 3 x² − 9 > 0 aquí
Practica★☆☆Sin empezar
Determina el dominio de definición de las siguientes funciones logarítmicas: a) $f(x) = \log(x - 5)$ b) $g(x) = \ln(2x + 8)$

Determina el dominio de definición de las siguientes funciones logarítmicas:

a) $f(x) = \log(x - 5)$

b) $g(x) = \ln(2x + 8)$

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Determina el dominio de definición de la función $f(x) = \ln(x^2 - 4x - 5)$. Expresa el resultado en forma de intervalos.

Determina el dominio de definición de la función $f(x) = \ln(x^2 - 4x - 5)$. Expresa el resultado en forma de intervalos.

Resolver

Creciente o decreciente: lo decide la base

Observa que las dos gráficas son imágenes especulares respecto al eje $x$. De hecho, $\log_{1/2} x = -\log_2 x$.

El punto $(a, 1)$ es una forma rápida de leer la base en una gráfica: busca dónde la curva está a altura $1$; la coordenada $x$ de ese punto es la base. Por ejemplo, si una gráfica pasa por $(5, 1)$, la función es $\log_5 x$. Además, $\ln x$ es creciente porque $e \approx 2.718 > 1$.

Practica★☆☆Sin empezar
Indica, razonando tu respuesta y sin necesidad de dibujarlas, cuáles de las siguientes funciones son crecientes y cuáles son decrecientes: a) $f(x) = \log_3 x$ b)…

Indica, razonando tu respuesta y sin necesidad de dibujarlas, cuáles de las siguientes funciones son crecientes y cuáles son decrecientes:

a) $f(x) = \log_3 x$

b) $g(x) = \log_{0,5} x$

c) $h(x) = \ln x$

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Observa las gráficas de las funciones logarítmicas representadas en la imagen superior. Asocia, justificando tu respuesta, la Función A y la Función B con sus…
X Y Función A Función B (1, 0)

Observa las gráficas de las funciones logarítmicas representadas en la imagen superior. Asocia, justificando tu respuesta, la Función A y la Función B con sus respectivas expresiones analíticas:

1) $y = \log_2 x$

2) $y = \log_{1/2} x$

Resolver

La inversa de la exponencial

La exponencial $y = a^x$ convierte un exponente en un número. El logaritmo $y = \log_a x$ hace lo contrario: convierte un número otra vez en un exponente. Son funciones inversas.

Gráficas de y igual a 2 a la x y y igual a logaritmo base 2 de x, imágenes especulares respecto a la recta discontinua y igual a x, con los puntos (0, 1) y (1, 0), y (1, 2) y (2, 1) intercambiados (0, 1) (1, 0) (1, 2) (2, 1) y = 2ˣ y = log₂ x y = x x y
Practica★★★Sin empezar
La imagen muestra la gráfica de la función exponencial $f(x) = e^x$ y su función inversa $g(x)$. a) Escribe la expresión analítica de $g(x)$. b) Explica el significado…
X Y y = x f(x) g(x) 1 1

La imagen muestra la gráfica de la función exponencial $f(x) = e^x$ y su función inversa $g(x)$.

a) Escribe la expresión analítica de $g(x)$.

b) Explica el significado geométrico de la recta punteada naranja $y = x$ en relación con ambas curvas.

c) Determina el dominio y el recorrido de ambas funciones, justificando cómo se intercambian entre una función y su inversa.

Resolver

Traslaciones y reflexiones

Las gráficas logarítmicas se mueven igual que cualquier otra gráfica que ya hayas trasladado.

Practica★★☆Sin empezar
Dada la función $f(x) = \log_3(12 - 3x)$: a) Determina su dominio analíticamente. b) Indica cuál es la ecuación de su asíntota vertical. c) ¿Hacia qué dirección…

Dada la función $f(x) = \log_3(12 - 3x)$:

a) Determina su dominio analíticamente.

b) Indica cuál es la ecuación de su asíntota vertical.

c) ¿Hacia qué dirección (izquierda o derecha) se abre la gráfica de esta función respecto a su asíntota?

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
A partir de la gráfica de la función $f(x)$ mostrada arriba, que corresponde a un logaritmo desplazado de la forma $f(x) = \log_a (x + b)$: a) Indica el valor de $b$…
X Y x = −3 A(−2, 0) B(1, 2) f(x)

A partir de la gráfica de la función $f(x)$ mostrada arriba, que corresponde a un logaritmo desplazado de la forma $f(x) = \log_a (x + b)$:

a) Indica el valor de $b$ observando la asíntota vertical.

b) Utiliza el punto $B(1, 2)$ para calcular la base $a$ del logaritmo.

c) Escribe la expresión analítica completa de la función.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Se sabe que una función logarítmica de la forma $f(x) = \log_a(x + b)$ pasa por el origen de coordenadas $(0, 0)$ y por el punto $(6, 1)$. Plantea un sistema de…

Se sabe que una función logarítmica de la forma $f(x) = \log_a(x + b)$ pasa por el origen de coordenadas $(0, 0)$ y por el punto $(6, 1)$.

Plantea un sistema de ecuaciones para encontrar los valores de los parámetros $a$ y $b$. Una vez hallados, escribe la expresión analítica final de la función e indica cuál es su asíntota vertical.

Resolver

Propiedades de los logaritmos

Los exponentes se suman cuando multiplicas potencias: $a^m \cdot a^n = a^{m+n}$. Como los logaritmos son exponentes, convierten la multiplicación en suma.

Las dos curvas de arriba coinciden exactamente: $\log(2x) = \log x + \log 2$, y $\log 2 \approx 0.301$.

Practica★☆☆Sin empezar
Sabiendo que, aproximadamente, $\log 2 = 0,301$, calcula el valor de $\log 8$ utilizando exclusivamente las propiedades de los logaritmos.

Sabiendo que, aproximadamente, $\log 2 = 0,301$, calcula el valor de $\log 8$ utilizando exclusivamente las propiedades de los logaritmos.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Sabiendo que $\log 2 = 0,301$ y $\log 3 = 0,477$, calcula el valor de $\log 12$ y de $\log 5$ utilizando las propiedades de los logaritmos, sin usar directamente la…

Sabiendo que $\log 2 = 0,301$ y $\log 3 = 0,477$, calcula el valor de $\log 12$ y de $\log 5$ utilizando las propiedades de los logaritmos, sin usar directamente la tecla log de la calculadora para esos números. (Pista: recuerda que $5 = \frac{10}{2}$).

Resolver

Expandir y condensar logaritmos

Expandir significa usar las propiedades para escribir un logaritmo como suma y resta de logaritmos sencillos. Condensar es lo contrario: combinar varios logaritmos en uno solo.

Practica★★☆Sin empezar
Desarrolla la siguiente expresión aplicando las propiedades de los logaritmos (logaritmo de un producto, cociente y potencia), de forma que queden logaritmos de…

Desarrolla la siguiente expresión aplicando las propiedades de los logaritmos (logaritmo de un producto, cociente y potencia), de forma que queden logaritmos de variables simples:

$\log \left( \frac{x^3 \cdot y^2}{\sqrt{z}} \right)$

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Realiza el proceso inverso al ejercicio anterior. Agrupa la siguiente expresión en un solo logaritmo utilizando las propiedades correspondientes:…

Realiza el proceso inverso al ejercicio anterior. Agrupa la siguiente expresión en un solo logaritmo utilizando las propiedades correspondientes:

$2 \log a + \log b - 3 \log c$

Resolver

Cambio de base

Las calculadoras solo tienen $\log$ (base 10) y $\ln$ (base $e$). Para hallar un logaritmo en cualquier otra base, usa la fórmula de cambio de base.

Practica★☆☆Sin empezar
Utiliza la calculadora y la fórmula del cambio de base para hallar el valor de $\log_4 15$. Redondea el resultado a tres cifras decimales.

Utiliza la calculadora y la fórmula del cambio de base para hallar el valor de $\log_4 15$. Redondea el resultado a tres cifras decimales.

Resolver

Resolver ecuaciones logarítmicas

Hay tres situaciones comunes.

Practica★★☆Sin empezar
Resuelve las siguientes ecuaciones logarítmicas sencillas: a) $\log(3x - 1) = \log(x + 7)$ b) $\log_2(x - 4) = 3$

Resuelve las siguientes ecuaciones logarítmicas sencillas:

a) $\log(3x - 1) = \log(x + 7)$

b) $\log_2(x - 4) = 3$

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Resuelve la siguiente ecuación logarítmica comprobando la validez de las soluciones obtenidas: $\log(x + 2) + \log(x - 1) = 1$

Resuelve la siguiente ecuación logarítmica comprobando la validez de las soluciones obtenidas:

$\log(x + 2) + \log(x - 1) = 1$

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Encuentra los valores de $x$ e $y$ que satisfacen el siguiente sistema de ecuaciones no lineales: $\begin{cases} x - y = 9 \\ \log x - \log y = 1 \end{cases}$

Encuentra los valores de $x$ e $y$ que satisfacen el siguiente sistema de ecuaciones no lineales:

$\begin{cases} x - y = 9 \\ \log x - \log y = 1 \end{cases}$

Resolver

Resolver ecuaciones exponenciales con logaritmos

Cuando la incógnita está en un exponente, toma el logaritmo de ambos lados. La regla de la potencia baja el exponente para que puedas despejarlo.

Aquí está la gráfica de la cuenta de Maya ($y = 1.06^t$) y la recta $y = 2$, que significa que el saldo se duplicó. Se cruzan en aproximadamente $t = 11.9$.

Practica★★☆Sin empezar
Un capital se invierte en un fondo bancario que ofrece un interés compuesto anual. La fórmula que rige el capital acumulado $C$ a lo largo de los años $t$ es…

Un capital se invierte en un fondo bancario que ofrece un interés compuesto anual. La fórmula que rige el capital acumulado $C$ a lo largo de los años $t$ es $C = C_0 \cdot 1,04^t$, donde $C_0$ es el capital inicial. Si se invierten $\$2000$, determina cuántos años completos deben transcurrir para que el capital supere los $\$3000$. Usa logaritmos para despejar la incógnita.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
La prueba del Carbono-14 se utiliza para datar restos orgánicos antiguos. La proporción de C-14 disminuye exponencialmente con el tiempo según la función…

La prueba del Carbono-14 se utiliza para datar restos orgánicos antiguos. La proporción de C-14 disminuye exponencialmente con el tiempo según la función $P(t) = 100 \cdot 0,5^{\frac{t}{5730}}$, donde $P$ es el porcentaje de C-14 restante respecto al original y $t$ es el tiempo transcurrido en años.

Si se descubre un fósil que conserva únicamente el $15\%$ de su Carbono-14 original, ¿cuál es la antigüedad estimada del fósil? Expresa el resultado en años y redondea a la unidad.

Resolver

Escalas logarítmicas en el mundo real

Algunas cantidades, como la intensidad del sonido o la energía de un terremoto, van desde valores diminutos hasta enormes. Un logaritmo comprime ese rango tan grande en números pequeños y fáciles de manejar.

Mira la gráfica: $x$ va de $1$ hasta $100$, pero $\log x$ solo va de $0$ a $2$. Un logaritmo crece muy lentamente.

Practica★★☆Sin empezar
La intensidad del sonido se mide en decibelios (dB) mediante una función logarítmica. La fórmula es $d = 10 \cdot \log\left(\frac{I}{I_0}\right)$, donde $d$ son los…

La intensidad del sonido se mide en decibelios (dB) mediante una función logarítmica. La fórmula es $d = 10 \cdot \log\left(\frac{I}{I_0}\right)$, donde $d$ son los decibelios, $I$ es la intensidad del sonido e $I_0$ es la intensidad umbral de audición (una constante). Despeja la intensidad $I$ en función de los decibelios $d$ e $I_0$.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
La escala de Richter para medir la magnitud de los terremotos es logarítmica y se define como $M = \log\left(\frac{A}{A_0}\right)$, donde $A$ es la amplitud de la onda…

La escala de Richter para medir la magnitud de los terremotos es logarítmica y se define como $M = \log\left(\frac{A}{A_0}\right)$, donde $A$ es la amplitud de la onda sísmica y $A_0$ es una amplitud de referencia.

Un terremoto en la ciudad Alfa tuvo una magnitud de $6$ en la escala de Richter, y otro en la ciudad Beta tuvo una magnitud de $8$. ¿Cuántas veces mayor fue la amplitud de la onda sísmica del terremoto de Beta en comparación con el de Alfa? Demuestra tu razonamiento matemáticamente.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
En informática, el tiempo de ejecución $T$ de un determinado algoritmo de ordenación depende de la cantidad de datos $n$ a procesar, y sigue una función del tipo…

En informática, el tiempo de ejecución $T$ de un determinado algoritmo de ordenación depende de la cantidad de datos $n$ a procesar, y sigue una función del tipo $T(n) = k \cdot n \cdot \log_2 n$, donde $k$ es una constante propia de la computadora.

Si al procesar $n = 8$ datos la computadora tarda $T = 24$ milisegundos:

a) Calcula el valor de la constante $k$.

b) ¿Cuánto tiempo tardará la misma computadora en procesar $n = 32$ datos?

Resolver

Resumen

Ver todos los ejercicios de este apartado