Uporaba logaritemske funkcije (Derive)

Uporaba logaritemske funkcije (Derive)

Avtor: Aktivna matematika

Ukazi

S pomočjo programaDERIVE si bomo ogledali primer uporabe logaritemske funkcije. Še enkrat se spomnimo, da v Derivu ni desetiški logaritem, kot smo vajeni. Logaritemsko funkcijo z osnovo zapišemo z ukazom log(x,a), logaritemsko funkcijo z osnovo pa z ukazom log(x) ali ln(x).


Pri reševanju nalog boste uporabljali naslednje ukaze:

  • Za odpiranje novega risarskega okna: Window/New 2D-plot Window;
  • Za risanje funkcij: prehod v 2D Plot okno. Tam uporabimo ukaz Insert/Plot;
  • Za prehod med risarskim in algebrskim oknom izberemo ukaz Window in nato izbiramo med spodaj navedenimi okni;
  • za spreminjanje velikosti enot na koordinatnih oseh: Set/Plot Range.
  • za približno vrednotenje izrazov: Simplify/Approximate, gumb Approximate
  • za reševanje enačb: Solve/Expression, gumb Simplify.

Uporaba v psihologiji

Logaritemsko funkcijo najdemo tudi v psihologiji. Primer je krivulja pozabljanja, ki je graf funkcije , pri čemer sta in konstanti, ki sta eksperimentalno določeni. Parameter je čas pretečen od takrat, ko smo se nekaj naučili, izražen v mesecih, pa v odstotkih izražen rezultat testa, ki meri naučeno.


Ko so preizkusili matematično znanje nekih dijakov ob koncu šolskega leta in s podobnimi testi še nekajkrat zatem, so prišli do funkcije



a) Narišite graf funkcije (verjetno boste morali ustrezno nastaviti velikost enot).

(1.PNG)

Uporaba v psihologiji

b) Kakšen je bil povprečen rezultat ob prvem preverjanju (ob koncu šolskega leta)?
Povprečen rezultat ob prvem preverjanju je bil %.



c) Kakšen je bil rezultat po mesecih? Zaokroži na eno decimalno mesto natančno.
Po mesecih je bil povprečen rezultat %.


Preveri

Pravilno

Napačno

Nekje si se zmotil, poskusi ponovno.


Namig: Izračunaj vrednosti funkcij in

Rešitev

Povprečen rezultat ob prvem preverjanju je bil %.


Po mesecih je bil povprečen rezultat %.

Uporaba v psihologiji

d) Ali je smiselno vprašanje, po kolikšnem času ne bodo dijaki znali ničesar več (ali še manj kot to)? Utemeljite.


Ne glede na odgovor na prej zastavljeno vprašanje izračunajte, kdaj bi prišlo do popolnega pozabljanja.
Do popolnega pozabljanja bi prišlo v letih.


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

Prikazane meritve je smiselno uporabljati le za krajše časovne intervale in za omejena odstopanja od začetnega naučenega znanja. Razkorak od začetnega znanja (78%) do neznanja je tako velik, da tega s testi ne moremo meriti. Vprašanje, kdaj bo znanje še manjše od nič, je nesmiselno.

(2.PNG)

Matematika in glasba

Frekvenca je število nihajev v eni sekundi. Merska enota za eno frekvenco je , za katero pogosto uporabljamo tudi oznako Hz (Hertz). Človeško uho je sposobno zaznati valovanje zraka v območju od do Hz in ga pretvoriti v slušni dražljaj.
C-durova lestvica je del zahodnoevropskega tonskega sestava, v katerem oblikujejo skladbe že več kot tristo let. Poglejmo tabelo približnih frekvenc () za tone prve oktave. Z označimo oddaljenost tona od prvega tona C. Oktavo torej sestavljajo toni, ki so med sabo oddaljeni za enot.


NOTACDEFGAHC
x0245791112
f262294330349392440494523


Funkcija, ki se danim točkam najbolje prilega, je

Matematika in glasba - oktava

Koliko oktav bi bilo na klavirju, na katerega bi lahko zaigrali vse tone, ki so v našem slušnem območju? Zapišite enačbi, izrazite in rešite enačbo s pomočjo programa DERIVE. Rezultat zaokrožite na tri decimalna mesta natančno.


(3.PNG)


Najnižja frekvenca.
.


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.


Namig: Enačba za najnižjo frekvenco (namesto vstavite najnižjo frekvenco, ki jo slišimo):

Napačno

Namig: Iz enačbe izrazite

Rešitev

Matematika in glasba - oktava

Najvišja frekvenca.
.


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.


Namig: Enačba za najvišjo frekvenco (namesto vstavite najvišjo frekvenco, ki jo slišimo):

Napačno

Namig: Iz enačbe izrazite

Rešitev

Matematika in glasba - oktava

Sedaj že vemo, koliko sta od osnovnega tona C oddaljena tona, ki ustrezata najnižji in najvišji frekvenci. Zato lahko izračunamo število oktav na našem namišljenem klavirju, s katerim lahko zaigramo vse tone našega slušnega območja.


Število oktav, ki so v našem slušnem območju je enako .


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev


Število oktav, ki so v našem slušnem območju je enako .

Matematika in glasba - kvinta

Zaradi svojega lepega zvena nastopa v narodni glasbi večine evropskih narodov interval, ki mu pravimo čista kvinta. To je par tonov s frekvencama Ker je čista kvinta poljuben tak par, bomo izračunali tisto, ki se začne s tonom s frekvenco Hz (ton ). Tega smo izbrali zato, ker po mednarodnih standardih velja za začetni ton. Legenda pripoveduje, da je v starem veku vsako jutro ob zori oddajal ton a1 ogromen Memnonov steber v bližini egipčanskih Teb. Tako so po njem glasbeniki lahko uglaševali inštrumente. Ob začetku našega štetja pa naj bi prenehal zveneti. Na srečo imamo danes kar glasbene vilice, ki oddajajo ton s frekvenco Hz in jih lahko uglaševalci nosijo s seboj.


(4.PNG)

Matematika in glasba - kvinta

Kateri ton moramo torej dodati tonu da bomo dobili čisto kvinto?

Tonu moramo dodati ton .


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.


Namig: Enačba

Napačno

Namig: Iz enačbe izrazite

Rešitev


Izračunanemu pripada ton E.

0%
0%