수학 공부로그는 지수의 역연산으로, 고등 수학에서 가장 자주 출제되는 핵심 개념 중 하나예요. 지수함수와 함께 수능 수학 영역의 단골 주제이기도 하죠.
💡로그는 수능·내신에서 매년 2~3문항 이상 출제되는 필수 개념이에요. 로그의 정의와 세 가지 법칙만 확실히 익히면 대부분의 문제를 풀 수 있어요.
로그의 개념과 정의
로그란 무엇인가
로그(logarithm)는 "어떤 수를 만들기 위해 밑을 몇 번 곱해야 하는가"를 나타내는 연산이에요.
a>0, a=1, N>0일 때, ax=N이면 x=logaN으로 정의해요.
logaN=x⟺ax=N
여기서 a를 밑(base), N을 진수(argument)라고 불러요.
로그가 성립하는 조건
로그 logaN이 정의되려면 반드시 세 가지 조건을 만족해야 해요:
- 밑의 조건: a>0이고 a=1
- 진수의 조건: N>0
- 이 조건을 만족하지 않으면 로그 자체가 정의되지 않아요
상용로그와 자연로그
| 종류 | 밑 | 표기 | 활용 |
|---|
| 상용로그 | 10 | logN (밑 생략) | 자릿수 계산, 수능 빈출 |
| 자연로그 | e≈2.718 | lnN | 미적분, 과학 계산 |
로그의 성질과 법칙
Step 1: 기본 성질 익히기
어떤 밑 a에 대해 항상 성립하는 기본 성질이에요:
loga1=0(∵a0=1)
logaa=1(∵a1=a)
alogaN=N
Step 2: 로그의 세 가지 법칙
M>0, N>0일 때 다음 법칙이 성립해요:
법칙 1 — 곱셈 → 덧셈
logaMN=logaM+logaN
법칙 2 — 나눗셈 → 뺄셈
logaNM=logaM−logaN
법칙 3 — 거듭제곱 → 곱셈
logaMk=klogaM
Step 3: 밑 변환 공식
서로 다른 밑의 로그를 통일할 때 사용하는 핵심 공식이에요:
logab=logcalogcb
특히 자주 쓰는 변형:
logab=logba1
logab⋅logbc=logac
⚠️로그 법칙에서 가장 흔한 실수는 loga(M+N)=logaM+logaN으로 착각하는 거예요. 덧셈이 아니라 곱셈일 때만 로그를 분리할 수 있어요!
심화: 로그 활용
자릿수 구하기
양의 정수 N의 자릿수는 ⌊log10N⌋+1로 구할 수 있어요.
예를 들어 210=1024의 자릿수:
log101024≈3.01⇒⌊3.01⌋+1=4자리
최고자리 숫자 구하기
log10N의 소수 부분을 α라 하면, 10α의 정수 부분이 최고자리 숫자예요.
예제
예제 1: 로그 법칙 적용
문제: log212−log23의 값을 구하세요.
풀이 보기
로그의 나눗셈 법칙을 적용해요:
log212−log23=log2312=log24=2
답: 2
예제 2: 밑 변환 공식 활용
문제: log23×log38의 값을 구하세요.
풀이 보기
밑 변환 연쇄 법칙을 사용해요:
log23×log38=log28=3
또는 log38=log323=3log32이므로:
log23×3log32=3×log23×log231=3
답: 3
📝로그 문제를 풀 때는 먼저 밑을 통일하고, 진수를 소인수분해하는 습관을 들이세요. 대부분의 문제가 이 두 단계로 해결돼요.
자주 하는 실수 TOP 3
- 진수 조건 무시 — logaN에서 N>0인지 확인하지 않고 음수나 0을 대입하는 실수. 방정식 풀이 후 반드시 진수 조건을 검증하세요.
- 덧셈과 곱셈 혼동 — log(M+N)=logM+logN. 로그 안의 덧셈은 분리할 수 없어요. 곱셈일 때만 가능해요.
- 밑 변환 시 분자·분모 뒤바뀜 — logab=logalogb에서 b가 분자, a가 분모예요. 순서를 헷갈리지 마세요.
관련 개념 더 보기
- 지수함수 — 로그의 역함수
- 미분 — 로그 미분 활용
- 부등식 — 로그부등식 기초