Clasa 10Algebră

Ecuații Logaritmice — Teorie, Formule si Exemple

Ecuațiile logaritmice sunt ecuații în care necunoscuta apare sub semnul logaritmului, studiate în programa de clasa a 10-a ca inversă directă a ecuațiilor exponențiale. La examenul de Bacalaureat Matematică M1, ecuațiile logaritmice apar frecvent la Subiectul I, Exercițiul 3 (5 puncte), alternând cu ecuații exponențiale și iraționale. Elementul critic care face diferența între un punctaj parțial și unul complet: condițiile de existență (C.E.) scrise obligatoriu la începutul rezolvării — fără ele, pierzi minimum 1-2 puncte din barem. Metodele principale sunt: aducerea la aceeași bază, utilizarea proprietăților logaritmilor și substituția de tip pătratic.

Condițiile de existență ale ecuației logaritmice — primul pas obligatoriu

Pentru ca expresia logaf(x)\log_a f(x) să fie definită, trebuie îndeplinite simultan: f(x)>0(argumentul este strict pozitiv)f(x) > 0 \quad (\text{argumentul este strict pozitiv}) a>0,  a1(baza este pozitiva˘ și diferita˘ de 1)a > 0, \; a \neq 1 \quad (\text{baza este pozitivă și diferită de 1}) Când baza aa este un număr dat (de exemplu log2\log_2, log3\log_3), condiția de bază este automat satisfăcută. Atenția cade pe argumentul fiecărui logaritm din ecuație. La Bac, condițiile de existență valorează de obicei 1-2 puncte din barem. Elevii care sar direct la calcule pierd aceste puncte gratuit. Procedura în 5 pași:
  1. Identifică toți logaritmii din ecuație
  2. Scrie C.E.: și impune argument >0> 0 pentru fiecare logaritm
  3. Rezolvă inecuațiile obținute și determină domeniul de valabilitate
  4. Rezolvă ecuația pe acel domeniu
  5. Verifică soluțiile finale cu C.E. și elimină soluțiile false
usorExercițiu de bază
Scrieți condițiile de existență pentru ecuația log2(x1)+log2(x+3)=3\log_2(x-1) + \log_2(x+3) = 3.
1
2 puncte
C.E.: Argumentul fiecărui logaritm trebuie să fie strict pozitiv: x1>0x - 1 > 0 și x+3>0x + 3 > 0.
2
2 puncte
Din x1>0x>1x - 1 > 0 \Rightarrow x > 1. Din x+3>0x>3x + 3 > 0 \Rightarrow x > -3.
3
1 punct
Intersecția: domeniul de valabilitate este x(1,+)x \in (1, +\infty). Orice soluție a ecuației trebuie să satisfacă x>1x > 1.
mediuExercițiu tip Bac
Determinați condițiile de existență pentru ecuația lg(x24)=lg(3x6)\lg(x^2 - 4) = \lg(3x - 6).
1
2 puncte
C.E.: x24>0x^2 - 4 > 0 și 3x6>03x - 6 > 0.
2
1 punct
Din x24>0(x2)(x+2)>0x(,2)(2,+)x^2 - 4 > 0 \Rightarrow (x-2)(x+2) > 0 \Rightarrow x \in (-\infty, -2) \cup (2, +\infty).
3
2 puncte
Din 3x6>0x>23x - 6 > 0 \Rightarrow x > 2. Intersecția: x(2,+)x \in (2, +\infty).

Rezolvarea prin metoda bazei comune — egalarea argumentelor

Dacă ambii logaritmi au aceeași bază, funcția logaritmică fiind bijectivă, putem egala argumentele: logaf(x)=logag(x)    f(x)=g(x)(sub C.E.: f(x)>0,  g(x)>0)\log_a f(x) = \log_a g(x) \iff f(x) = g(x) \quad \text{(sub C.E.: } f(x) > 0, \; g(x) > 0\text{)} Dacă un membru este un număr, transformăm folosind definiția logaritmului: logaf(x)=b    f(x)=ab\log_a f(x) = b \iff f(x) = a^b Dacă logaritmii au baze diferite, aplicăm formula de schimbare a bazei: logax=logcxlogca\log_a x = \dfrac{\log_c x}{\log_c a} și aducem toți logaritmii la o bază comună. Baze frecvente la Bac: log2\log_2, log3\log_3, lg\lg (baza 10), ln\ln (baza ee).
mediuBac 2024, Subiectul I
Rezolvați ecuația log2(x2+8)=log2(82x)\log_2(x^2 + 8) = \log_2(8 - 2x).
1
2 puncte
C.E.: x2+8>0x^2+8 > 0 (adevărat xR\forall x \in \mathbb{R}) și 82x>0x<48-2x > 0 \Rightarrow x < 4.
2
2 puncte
Aceeași bază (log2\log_2), deci egalăm argumentele: x2+8=82xx2+2x=0x(x+2)=0x^2+8 = 8-2x \Rightarrow x^2+2x = 0 \Rightarrow x(x+2)=0.
3
1 punct
x1=0x_1=0, x2=2x_2=-2. Verificare C.E.: 0<40<4 ✓, 2<4-2<4 ✓. S={2,  0}S = \{-2,\; 0\}.
usorExercițiu standard
Rezolvați ecuația log3(2x+1)=2\log_3(2x + 1) = 2.
1
2 puncte
C.E.: 2x+1>0x>122x + 1 > 0 \Rightarrow x > -\dfrac{1}{2}.
2
2 puncte
Aplicăm definiția logaritmului: log3(2x+1)=2    2x+1=32=9\log_3(2x+1) = 2 \iff 2x + 1 = 3^2 = 9.
3
1 punct
2x=8x=42x = 8 \Rightarrow x = 4. Verificare C.E.: 4>124 > -\dfrac{1}{2} ✓. S={4}S = \{4\}.

Simplificarea ecuațiilor cu proprietățile logaritmilor

Proprietățile logaritmilor transformă sume și diferențe de logaritmi într-un singur logaritm, permițând apoi aplicarea metodei bazei comune: logax+logay=loga(xy)(sumaprodus)\log_a x + \log_a y = \log_a(x \cdot y) \quad (\text{suma} \to \text{produs}) logaxlogay=logaxy(diferențacaˆt)\log_a x - \log_a y = \log_a \frac{x}{y} \quad (\text{diferența} \to \text{cât}) rlogax=logaxr(factorulexponent)r \cdot \log_a x = \log_a x^r \quad (\text{factorul} \to \text{exponent}) Atenție importantă: aceste proprietăți sunt valabile doar când argumentele sunt strict pozitive (x>0x > 0 și y>0y > 0) — exact ce garantează condițiile de existență scrise la început. Strategie la Bac: Combini logaritmii din membrul stâng într-unul singur, faci la fel pentru membrul drept, apoi egalezi argumentele.
mediuTip frecvent Bac
Rezolvați ecuația log3(x1)+log3(x+1)=log38\log_3(x-1) + \log_3(x+1) = \log_3 8.
1
1 punct
C.E.: x1>0x-1>0 și x+1>0x>1x+1>0 \Rightarrow x > 1.
2
2 puncte
Proprietatea produsului: log3[(x1)(x+1)]=log38(x1)(x+1)=8\log_3[(x-1)(x+1)] = \log_3 8 \Rightarrow (x-1)(x+1) = 8.
3
1 punct
x21=8x2=9x=±3x^2 - 1 = 8 \Rightarrow x^2 = 9 \Rightarrow x = \pm 3. Verificare C.E.: x=3>1x=3>1 ✓, x=31x=-3\not>1 ✗.
4
1 punct
S={3}S = \{3\}. Soluția x=3x = -3 este falsă (nu satisface C.E.).
mediuExercițiu tip Bac
Rezolvați ecuația log2(x+3)log2(x1)=2\log_2(x+3) - \log_2(x-1) = 2.
1
1 punct
C.E.: x+3>0x+3 > 0 și x1>0x>1x-1 > 0 \Rightarrow x > 1.
2
2 puncte
Proprietatea câtului: log2x+3x1=2\log_2 \dfrac{x+3}{x-1} = 2. Aplicăm definiția: x+3x1=22=4\dfrac{x+3}{x-1} = 2^2 = 4.
3
1 punct
x+3=4(x1)x+3=4x47=3xx=73x + 3 = 4(x-1) \Rightarrow x + 3 = 4x - 4 \Rightarrow 7 = 3x \Rightarrow x = \dfrac{7}{3}.
4
1 punct
Verificare C.E.: 73>1\dfrac{7}{3} > 1 ✓. S={73}S = \left\{\dfrac{7}{3}\right\}.

Metoda substituției pentru ecuații de tip pătratic in logaritm

Dacă ecuația conține loga2x\log_a^2 x (logaritmul ridicat la pătrat) și logax\log_a x (logaritmul simplu), facem substituția: t=logaxt = \log_a x și obținem o ecuație algebrică de gradul al II-lea în tt. Rezolvăm ecuația pătratică în tt, apoi revenim la necunoscuta inițială: logax=tx=at\log_a x = t \Rightarrow x = a^t Verificăm că fiecare soluție xx satisface C.E. (x>0x > 0). Deoarece at>0a^t > 0 pentru orice tRt \in \mathbb{R}, soluțiile obținute prin revenire sunt automat pozitive. Tipuri de substituții frecvente la Bac:
  • t=lgxt = \lg x (logaritm zecimal)
  • t=log2xt = \log_2 x sau t=log3xt = \log_3 x (baze mici)
  • t=lnxt = \ln x (logaritm natural — mai rar la Bac)
greuTip frecvent Bac
Rezolvați ecuația lg2xlgx2=0\lg^2 x - \lg x - 2 = 0.
1
2 puncte
C.E.: x>0x > 0. Substituție: t=lgxt = \lg x. Ecuația devine: t2t2=0t^2 - t - 2 = 0.
2
1 punct
Discriminant: Δ=1+8=9\Delta = 1 + 8 = 9. Soluții: t1=1+32=2t_1 = \dfrac{1+3}{2} = 2, t2=132=1t_2 = \dfrac{1-3}{2} = -1.
3
1 punct
Revenire: lgx=2x=102=100\lg x = 2 \Rightarrow x = 10^2 = 100. lgx=1x=101=0,1\lg x = -1 \Rightarrow x = 10^{-1} = 0{,}1.
4
1 punct
Verificare C.E.: 100>0100 > 0 ✓, 0,1>00{,}1 > 0 ✓. S={0,1;  100}S = \{0{,}1;\; 100\}.
greuBac M1, nivel avansat
Rezolvați ecuația log22x3log2x+2=0\log_2^2 x - 3\log_2 x + 2 = 0.
1
2 puncte
C.E.: x>0x > 0. Substituție: t=log2xt = \log_2 x. Ecuația devine: t23t+2=0t^2 - 3t + 2 = 0.
2
1 punct
Factorizare: (t1)(t2)=0t1=1(t - 1)(t - 2) = 0 \Rightarrow t_1 = 1, t2=2t_2 = 2.
3
1 punct
Revenire: log2x=1x=21=2\log_2 x = 1 \Rightarrow x = 2^1 = 2. log2x=2x=22=4\log_2 x = 2 \Rightarrow x = 2^2 = 4.
4
1 punct
Verificare C.E.: 2>02 > 0 ✓, 4>04 > 0 ✓. S={2;  4}S = \{2;\; 4\}.

Ecuații cu logaritmi in baze diferite — formula de schimbare a bazei

Când ecuația conține logaritmi în baze diferite, folosim formula de schimbare a bazei: logax=logbxlogba=1logxa\log_a x = \frac{\log_b x}{\log_b a} = \frac{1}{\log_x a} Cazuri utile frecvente: logablogba=1\log_a b \cdot \log_b a = 1 logakx=1klogax\log_{a^k} x = \frac{1}{k} \cdot \log_a x Strategia este să aducem toți logaritmii la aceeași bază, apoi să aplicăm metodele cunoscute (egalarea argumentelor sau substituția).
mediuExercițiu tip Bac
Rezolvați ecuația log4x+log2x=6\log_4 x + \log_2 x = 6.
1
2 puncte
C.E.: x>0x > 0. Transformăm log4x\log_4 x în baza 2: log4x=log2xlog24=log2x2\log_4 x = \dfrac{\log_2 x}{\log_2 4} = \dfrac{\log_2 x}{2}.
2
2 puncte
Ecuația devine: log2x2+log2x=632log2x=6log2x=4\dfrac{\log_2 x}{2} + \log_2 x = 6 \Rightarrow \dfrac{3}{2} \log_2 x = 6 \Rightarrow \log_2 x = 4.
3
1 punct
x=24=16x = 2^4 = 16. Verificare C.E.: 16>016 > 0 ✓. S={16}S = \{16\}.
greuExercițiu competiție
Rezolvați ecuația log2x+log4x+log8x=11\log_2 x + \log_4 x + \log_8 x = 11.
1
2 puncte
C.E.: x>0x > 0. Aducem toți logaritmii în baza 2: log4x=log2x2\log_4 x = \dfrac{\log_2 x}{2}, log8x=log2x3\log_8 x = \dfrac{\log_2 x}{3}.
2
1 punct
Ecuația devine: log2x+log2x2+log2x3=11\log_2 x + \dfrac{\log_2 x}{2} + \dfrac{\log_2 x}{3} = 11. Notăm t=log2xt = \log_2 x.
3
1 punct
t+t2+t3=116t+3t+2t6=1111t6=11t=6t + \dfrac{t}{2} + \dfrac{t}{3} = 11 \Rightarrow \dfrac{6t + 3t + 2t}{6} = 11 \Rightarrow \dfrac{11t}{6} = 11 \Rightarrow t = 6.
4
1 punct
log2x=6x=26=64\log_2 x = 6 \Rightarrow x = 2^6 = 64. Verificare: 64>064 > 0 ✓. S={64}S = \{64\}.

Greșeli frecvente la ecuațiile logaritmice

Nu scriu condițiile de existență la începutul rezolvării
Întotdeauna scriu C.E. la început și verific soluțiile la final
Condițiile de existență valorează 1-2 puncte la Bac. Omiterea lor este pierdere sigură de puncte, chiar dacă rezultatul final este corect.
loga(x+y)=logax+logay\log_a(x + y) = \log_a x + \log_a y
loga(xy)=logax+logay\log_a(x \cdot y) = \log_a x + \log_a y (logaritmul PRODUSULUI, nu al sumei!)
Suma de logaritmi provine din PRODUSUL argumentelor, nu din suma lor. Aceasta este cea mai frecventă confuzie la ecuațiile logaritmice.
Accept soluțiile algebrice fără verificare cu C.E.
Verific fiecare soluție cu C.E. și elimin soluțiile false
Prin transformări algebrice (ridicare la pătrat, înmulțire) putem introduce soluții parazite care nu satisfac condițiile inițiale. Verificarea este obligatorie.
Confund loga2x\log_a^2 x (logaritmul la pătrat) cu logax2\log_a x^2 (logaritmul lui x2x^2)
loga2x=(logax)2\log_a^2 x = (\log_a x)^2, iar logax2=2logax\log_a x^2 = 2 \log_a x (pentru x>0x > 0)
Notația loga2x\log_a^2 x înseamnă că ridicăm la pătrat REZULTATUL logaritmului, nu argumentul. La Bac, confuzia duce la ecuații complet diferite.
La logaf(x)>b\log_a f(x) > b cu 0<a<10 < a < 1: scriu f(x)>abf(x) > a^b
Dacă 0<a<10 < a < 1: logaf(x)>b    f(x)<ab\log_a f(x) > b \iff f(x) < a^b (sensul inecuației se inversează!)
Funcția logaritmică cu baza subunitară (0<a<10 < a < 1) este strict descrescătoare, deci sensul inegalității se schimbă la trecerea de la logaritm la argument.

Strategii și sfaturi pentru ecuațiile logaritmice la Bacalaureat

Ecuațiile logaritmice apar la Subiectul I, Exercițiul 3 (5 puncte). Algoritmul standard în 5 pași: (1) scrii C.E. pentru fiecare logaritm, (2) aplici proprietăți pentru a combina logaritmii, (3) ajungi la forma logaA=logaB\log_a A = \log_a B, (4) rezolvi ecuația A=BA = B, (5) verifici soluțiile cu C.E.
Substituția t=logaxt = \log_a x: Dacă în ecuație apare log2x\log^2 x (logaritmul la pătrat), fă substituția imediat. Obții o ecuație de gradul al II-lea în tt, o rezolvi cu formula discriminantului, apoi revii la x=atx = a^t.
Trucuri de calcul rapid: lg20,301\lg 2 \approx 0{,}301, lg5=1lg2\lg 5 = 1 - \lg 2, lg50=2lg2\lg 50 = 2 - \lg 2, lg25=2(1lg2)\lg 25 = 2(1-\lg 2). Relația lg2+lg5=lg10=1\lg 2 + \lg 5 = \lg 10 = 1 apare frecvent la Bac în calcule auxiliare.
Gestionează timpul: La Bac ai aproximativ 5-7 minute pentru acest exercițiu. Scrie C.E. imediat (30 secunde), aplică metoda potrivită (3-4 minute), verifică soluțiile cu C.E. (1 minut). Nu sări peste verificare — acolo se pierd cele mai multe puncte.

Formularul complet al ecuațiilor logaritmice

Condiția de existență
logaf(x)\log_a f(x) definit     f(x)>0\iff f(x) > 0, a>0a > 0, a1a \neq 1
Argumentul strict pozitiv, baza pozitivă și diferită de 1. Obligatoriu la fiecare ecuație logaritmică.
Metoda bazei comune
logaf(x)=logag(x)    f(x)=g(x)\log_a f(x) = \log_a g(x) \iff f(x) = g(x) (sub C.E.)
Funcția logaritmică este bijectivă, deci argumente egale implică valori egale.
Definiția logaritmului
logaf(x)=b    f(x)=ab\log_a f(x) = b \iff f(x) = a^b
Trecerea de la formă logaritmică la formă exponențială.
Logaritmul produsului
loga(xy)=logax+logay\log_a(x \cdot y) = \log_a x + \log_a y
Suma de logaritmi provine din produsul argumentelor.
Logaritmul câtului
logaxy=logaxlogay\log_a\dfrac{x}{y} = \log_a x - \log_a y
Diferența de logaritmi provine din câtul argumentelor.
Logaritmul puterii
logaxr=rlogax\log_a x^r = r \cdot \log_a x
Exponentul coboară ca factor multiplicativ.
Schimbarea bazei
logax=logbxlogba\log_a x = \dfrac{\log_b x}{\log_b a}
Permite trecerea la orice bază convenabilă. Util când ecuația are logaritmi în baze diferite.
Substituția
t=logaxt = \log_a x \Rightarrow ecuație algebrică în tt, revenire: x=atx = a^t
Util când apare log2x\log^2 x și logx\log x în aceeași ecuație.
57 zile până la BAC

Pregătește-te la Ecuații Logaritmice cu AI

Rezolvă probleme pe hârtie, fotografiază și primește feedback instant de la AI — ca de la un profesor.

Vreau evaluare AI pe soluția mea

50 credite gratuite la înregistrare. Fără card, fără obligații.