243 로그의 정의 🧐: 지수를 구하는 새로운 방법!
⭐ 핵심만정리
지수 계산에서 “몇 번 곱해야 이 수가 될까?” 궁금했던 적 있죠? 그 ‘몇 번’을 나타내는 새로운 기호, 바로 ‘로그(log)’를 소개합니다! 📝
- 로그의 정의: a > 0, a ≠ 1이고 N > 0일 때,
ax = N ⇔ x = logaN- a: 로그의 밑 (지수 표현에서의 밑과 같아요!)
- N: 로그의 진수 (지수 표현에서의 결과값!)
- x: a를 밑으로 하는 N의 로그 (지수 표현에서의 지수!)
- 핵심 관계: 지수 표현과 로그 표현은 동전의 양면처럼 서로 변환 가능해요!
즉, 로그는 “밑을 몇 번 제곱해야 진수가 될까?”라는 질문에 대한 답(지수)을 나타내는 기호랍니다! 😉
📚 개념정리
안녕, 수학의 새로운 기호를 만날 준비가 된 친구들! 👋 오늘은 지수와 아주 밀접한 관련이 있는 ‘로그(log)’라는 친구를 처음으로 만나볼 거예요. 로그는 지수를 다른 관점에서 바라보는 방법이라고 생각하면 쉬워요. 함께 로그의 세계로 첫발을 내디뎌 봅시다! 😊
로그는 왜 필요할까요? 지수를 알고 싶을 때! 🤔
우리는 23 = 8이라는 것을 쉽게 알 수 있죠. 즉, 2를 3번 곱하면 8이 된다는 뜻이에요.
그런데 만약 2x = 16이라고 할 때, x는 얼마일까요? 네, x=4죠!
하지만 2x = 7이라면 어떨까요? x는 2와 3 사이의 어떤 수일 텐데, 정확히 얼마인지 바로 알기가 어렵죠? 😥
이렇게 “밑을 몇 번 제곱해야 특정 수가 될까?”라는 질문에서 그 ‘몇 번’, 즉 지수를 표현하기 위해 만들어진 기호가 바로 로그(logarithm, 줄여서 log)예요!
로그의 정의: 지수 표현과의 약속! 📜
로그는 다음과 같이 약속(정의)해요.
a > 0이고 a ≠ 1일 때, 양수 N에 대하여 ax = N을 만족시키는 실수 x는 오직 하나 존재하는데, 이 x를 “a를 밑으로 하는 N의 로그”라고 하고, 기호로 다음과 같이 나타내요.
x = logaN
여기서 각 부분의 이름은 다음과 같아요.
- a: 로그의 밑 (base) – 지수 표현 ax에서의 밑과 같아요!
- N: 로그의 진수 (antilogarithm 또는 argument) – 지수 표현 ax에서의 결과값이에요!
- logaN: a를 밑으로 하는 N의 로그 값 (이것이 바로 지수 x와 같아요!)
그래서 지수 표현과 로그 표현은 다음과 같이 서로 변환할 수 있는, 마치 동전의 앞면과 뒷면 같은 관계랍니다.
ax = N ⇔ x = logaN
✨ 예시로 이해하기: 지수 ↔ 로그 변환 마법!
- 23 = 8 ⇔ 3 = log28
(2를 밑으로 하는 8의 로그는 3이다. 즉, 2를 3번 제곱하면 8이 된다!) - 52 = 25 ⇔ 2 = log525
(5를 밑으로 하는 25의 로그는 2이다. 즉, 5를 2번 제곱하면 25가 된다!) - 3-2 = 1/9 ⇔ -2 = log3(1/9)
(3을 밑으로 하는 1/9의 로그는 -2이다. 즉, 3을 -2번 제곱하면 1/9가 된다!) - 10x = 7 ⇔ x = log107
(10을 밑으로 하는 7의 로그가 바로 x이다!)
이제 2x = 7에서 x가 무엇인지 x = log27이라고 표현할 수 있게 되었어요! 🎉
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✅ 개념확인
✏️ 문제: 다음 등식을 x = logaN 또는 ax = N 꼴로 나타내시오.
(1) 42 = 16
(2) log381 = 4
(3) 10-3 = 0.001
(4) log71 = 0
(숫자 변경: (1) 5²=25 (3) 10⁻²=0.01 (4) 3⁰=1. (2)는 로그 형태 유지하며 숫자만 변경)💡 풀이:
지수 표현과 로그 표현 사이의 변환 공식을 잘 기억하면서 바꿔봅시다!
(1) 42 = 16
지수 형태를 로그 형태로 바꾸면: 밑은 4, 지수는 2, 결과(진수)는 16이므로,
2 = log416
(2) log381 = 4
로그 형태를 지수 형태로 바꾸면: 밑은 3, 로그 값(지수)은 4, 진수(결과)는 81이므로,
34 = 81
(3) 10-3 = 0.001
지수 형태를 로그 형태로 바꾸면:
-3 = log100.001
(4) log71 = 0
로그 형태를 지수 형태로 바꾸면:
70 = 1
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💡 참고
로그를 정의할 때 중요한 조건들이 있었죠? 바로 밑 a는 0보다 크고 1이 아니어야 하며 (a > 0, a ≠ 1), 진수 N은 0보다 커야 한다 (N > 0)는 것이에요! 🧐
이 조건들은 로그가 잘 정의되고 실수 범위에서 의미를 갖기 위해 꼭 필요하답니다. 예를 들어 밑이 1이면 1x은 항상 1이므로 N이 1이 아닌 다른 값이면 x를 정할 수 없겠죠? 또한, 밑이 양수일 때 거듭제곱한 결과인 진수 N도 항상 양수가 된답니다. 이 ‘밑 조건’과 ‘진수 조건’은 앞으로 로그 계산이나 로그 방정식을 풀 때 아주 중요하게 사용되니 꼭 기억해두세요! 👍
그리고 로그 기호 log는 ‘logarithm(로가리듬)’의 약자라는 것도 알아두면 재미있겠죠? 😉