Logaritmi: proprietăți, formule și ecuații logaritmice

Logaritmii apar la BAC atât în calcule numerice, cât și în ecuații. Dacă stăpânești definiția, cele câteva proprietăți de bază și condițiile de existență, exercițiile devin aproape mecanice.

Publicat pe 30 octombrie 2026 · 7 minute de citit

Definiția logaritmului

Logaritmul răspunde la întrebarea „la ce putere trebuie ridicată baza ca să obțin un anumit număr?”. Formal, pentru a > 0, a ≠ 1 și b > 0:

logₐ b = c  ⇔  aᶜ = b

De exemplu, log₂ 8 = 3 pentru că 2³ = 8, iar log₃ (1/9) = −2 pentru că 3⁻² = 1/9. Două notații speciale: lg x = log₁₀ x (logaritmul zecimal) și ln x = logₑ x (logaritmul natural, cu baza e ≈ 2,718), pe care îl vei folosi intens la derivate și primitive.

Logaritmii fac parte din materia clasei a X-a și apar la toate programele (M1, M2, M3), cel mai des la Subiectul I: fie un calcul de tipul „Arătați că…”, fie o ecuație logaritmică. Logaritmul este operația inversă ridicării la putere, de aceea capitolul merge mână în mână cu ecuațiile exponențiale.

Proprietățile logaritmilor

Pentru a > 0, a ≠ 1, x, y > 0 și n ∈ ℝ:

logₐ 1 = 0     logₐ a = 1     a^(logₐ x) = x     logₐ aⁿ = n
logₐ (x · y) = logₐ x + logₐ y
logₐ (x / y) = logₐ x − logₐ y
logₐ xⁿ = n · logₐ x
logₐ x = logb x / logb a   (schimbarea bazei, b > 0, b ≠ 1)
logₐ b · logb a = 1

Ultima formulă este un caz particular al schimbării bazei și apare surprinzător de des în exerciții de tip „Arătați că…”. Tot din schimbarea bazei rezultă și „regula lanțului”: logₐ b · logb c = logₐ c.

Sfat: Când vezi într-un exercițiu de calcul o sumă sau o diferență de logaritmi în aceeași bază, primul reflex este să o transformi într-un singur logaritm dintr-un produs sau un cât. De cele mai multe ori, argumentul obținut este o putere exactă a bazei.

Calcule cu logaritmi

Exemplu 1 — Subiectul I

Arătați că log₃ 54 − log₃ 2 = 3.

Rezolvare: Folosim proprietatea câtului: log₃ 54 − log₃ 2 = log₃ (54 / 2) = log₃ 27 = log₃ 3³ = 3.

Exemplu 2 — schimbarea bazei

Arătați că log₂ 3 · log₃ 8 = 3.

Rezolvare: Scriem log₃ 8 = log₂ 8 / log₂ 3. Atunci produsul devine log₂ 3 · log₂ 8 / log₂ 3 = log₂ 8 = 3.

Alternativ, cu regula lanțului: log₂ 3 · log₃ 8 = log₂ 8 = 3.

Un alt tip frecvent este cel în care trebuie să scoți un exponent în fața logaritmului: 2 log₃ 6 − log₃ 4 = log₃ 36 − log₃ 4 = log₃ 9 = 2. Observă că întâi „bagi” coeficientul 2 ca exponent, apoi aplici regula câtului.

Condițiile de existență

Aceasta este partea care face diferența între o rezolvare punctată integral și una depunctată. Expresia logₐ f(x) are sens doar dacă:

f(x) > 0   (argumentul strict pozitiv)
a(x) > 0 și a(x) ≠ 1   (dacă baza depinde de x)

Condițiile se scriu înainte de rezolvare, iar mulțimea obținută (domeniul de existență, notat de obicei D) se folosește la final pentru a filtra soluțiile. Un truc des folosit: dacă, după rezolvare, argumentul devine o constantă pozitivă pentru soluția găsită, verificarea este imediată.

Atenție: Proprietatea logₐ (x·y) = logₐ x + logₐ y cere ca ambii factori să fie pozitivi. Dacă transformi log₂ x + log₂ (x − 2) în log₂ [x(x − 2)] fără să fi scris condițiile x > 0 și x − 2 > 0, poți obține soluții false.

Ecuații logaritmice: trei tipuri

Tipul 1: logₐ f(x) = c

Se aplică direct definiția: f(x) = aᶜ.

Exemplu 3 — Subiectul I

Rezolvați în mulțimea numerelor reale ecuația log₂ (x² − 5x + 10) = 2.

Rezolvare: Condiția de existență este x² − 5x + 10 > 0. Discriminantul trinomului este Δ = 25 − 40 = −15 < 0, iar coeficientul lui x² este pozitiv, deci condiția este îndeplinită pentru orice x ∈ ℝ.

Din definiție: x² − 5x + 10 = 2² = 4, adică x² − 5x + 6 = 0, cu soluțiile x₁ = 2, x₂ = 3. Ambele convin, deci S = {2, 3}.

Semnul trinomului de gradul al II-lea (folosit aici pentru condiția de existență) este explicat pe larg în Funcția de gradul al II-lea.

Tipul 2: sume de logaritmi în aceeași bază

Scrii condițiile, aduni logaritmii într-unul singur și revii la tipul 1.

Exemplu 4 — Subiectul I

Rezolvați în ℝ ecuația log₂ x + log₂ (x − 2) = 3.

Rezolvare: Condiții: x > 0 și x − 2 > 0, deci D = (2, +∞).

Pe D, ecuația se scrie log₂ [x(x − 2)] = 3, deci x(x − 2) = 8, adică x² − 2x − 8 = 0. Soluțiile sunt x₁ = 4 și x₂ = −2.

Cum −2 ∉ D, singura soluție este x = 4. Verificare: log₂ 4 + log₂ 2 = 2 + 1 = 3. ✓

Tipul 3: substituția t = logₐ x

Când logaritmul apare la puteri diferite (de exemplu lg² x și lg x), îl notezi cu t. Spre deosebire de substituția din ecuațiile exponențiale, aici t poate fi orice număr real.

Exemplu 5 — substituție

Rezolvați ecuația lg² x − 3 lg x + 2 = 0.

Rezolvare: Condiție: x > 0. Notăm t = lg x: t² − 3t + 2 = 0, cu t₁ = 1, t₂ = 2.

Din lg x = 1 rezultă x = 10, iar din lg x = 2 rezultă x = 100. Ambele sunt pozitive, deci S = {10, 100}.

Dacă baza depinde de x, de exemplu logₓ 9 = 2, condițiile sunt x > 0 și x ≠ 1. Din definiție, x² = 9, deci x = ±3, dar numai x = 3 respectă condițiile.

Inecuații logaritmice

Ca la puteri, monotonia depinde de bază: logₐ este strict crescătoare pentru a > 1 și strict descrescătoare pentru 0 < a < 1.

Exemplu 6 — inecuație cu bază subunitară

Rezolvați inecuația log1/2 (x − 1) > −2.

Rezolvare: Condiție: x > 1. Scriem −2 = log1/2 4, pentru că (1/2)⁻² = 4. Baza fiind subunitară, semnul se schimbă: x − 1 < 4, adică x < 5.

Intersectând cu condiția de existență, obținem x ∈ (1, 5).

Greșeli frecvente

Atenție: log₂ x² = 2 log₂ x este adevărat doar pentru x > 0. Pentru x ≠ 0 oarecare, corect este log₂ x² = 2 log₂ |x|. Dacă simplifici prea devreme, pierzi soluțiile negative.

Pentru o listă mai largă de capcane, din toate capitolele, citește 15 greșeli frecvente la BAC Matematică, iar dacă vrei toate formulele într-un singur loc, vezi fișa de formule pentru M1 sau pentru M2.

Întrebări frecvente

Care sunt condițiile de existență ale unui logaritm?

Pentru logₐ b trebuie ca baza să fie strict pozitivă și diferită de 1, iar argumentul să fie strict pozitiv: a > 0, a ≠ 1, b > 0.

Cât este logaritmul lui 1?

În orice bază admisă, logₐ 1 = 0, pentru că a⁰ = 1.

Este obligatoriu să scriu condițiile de existență la o ecuație logaritmică?

Da. Condițiile se scriu înainte de rezolvare și se folosesc la final pentru a elimina soluțiile care nu convin. Fără ele, poți păstra soluții false și pierzi puncte.