Definicija logaritma

Definicija logaritma

Avtor: E-um (vsebinsko), Skupina NAUK (tehnično)

Zakaj logaritem?

Če še nisi slišal za logaritem, pa si zagotovo slišal za Richterjevo lestvico. To je lestvica za določanje moči potresov glede na količino sproščene energije. Potrese razvrščamo v stopenj. Potres druge stopnje je desetkrat, potres devete stopnje pa krat močnejši od potresa prve stopnje. Potresov do tretje stopnje praktično ne čutimo, potres, ki je 12. aprila 1998 stresel Posočje, pa je imel moč po Richterjevi lestvici. Da sta potres . in potres stopnje po moči tako različna, je kriva logaritemska lestvica. Poleg Richterjeve, je logaritemska še lestvica za določanje Ph vrednosti in še kakšna.

(logmreza.PNG)

Logaritem je uporaben, tudi kadar želimo narisati graf funkcije, ki na primer zelo hitro narašča, in bi v navadnem merilu hitro prerasla najvišjo vrednost na narisanem delu ordinatne osi, ali pa narašča tako počasi, da bi v navadnem merilu izgledala kot konstanta. Pri risanju takšnih grafov si pomagamo z logaritemskim merilom, ki ga lahko uporabimo na obeh oseh, kot prikazuje zgornja slika, ali pa le na eni.

(eksp logmrezay.PNG)

Na sliki je prikazan graf eksponentne funkcije z osnovo . Ker smo na ordinatni osi uporabili logaritemsko merilo, je graf premica. Na ta način smo lahko narisali tudi točke z velikimi ordinatami.

(rehnsiber.jpg)

Žepno računalo, danes tako vsakdanji pripomoček, je bil pred nekaj deset leti privilegij redkih posameznikov. Ostali so si lahko pomagali z logaritemskim računalom. Uporaba tega računala temelji na lastnostih logaritma.

Oglejmo si torej, kaj se skriva za pojmom logaritem.

Definicja logaritma

Nekatera števila lahko zapišemo kot potence z danimi osnovami. Na primer ,,.

Zapiši naslednja števila kot potence s predpisanimi osnovami:

kot potenco z osnovo ,

kot potenco z osnovo ,

kot potenco z osnovo .

Rešitev:

^()
^()
^()

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.

  • Rešitev:


Definicja logaritma

Pri reševanju naloge na prejšni strani si moral poiskati ustrezne eksponente. In ravno o tem govori logaritem.

 

Imejmo dano pozitivno število in pozitivno osnovo . Logaritem števila z osnovo je tisti eksponent , da velja .

Pri vsaki osnovi velja:

, ker je

, ker je

Primeri:

, ker je .
, ker je .
, ker je .
, ker je .
, ker je .
, ker je .

Poskusi še sam

V okvirčke vpiši ustrezna števila. Ulomke vpisuj kot .




(Vega.jpg)
Jurij Vega, 1754-1802

Baron Jurij Vega je med drugim znan po svojem natančnem logaritmovniku -logaritemskih tablicah.

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:
, saj je .
, saj je .
, saj je .
, saj je .

Obrnimo problem

Poišči tisto osnovo , da bo

Namig



Poišči logaritmiranec , da bo

Namig


Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • Da bo je , saj je .
  • Da bo je , saj je .

Poiskati moraš osnovo , da bo .

Iščemo , da bo .

Destiški in naravni logaritem

 

Dve izmed osnov logaritmov sta tako pomembni, da sta logaritma s tema osnovama dobila svoji imeni. Logaritmu z osnovo pravimo desetiški logaritem in zapišemo:

Druga pomembna osnova pa je število . Logaritmu z osnovo pravimo naravni logaritem in zapišemo:



Tako je na primer in .

Prava uporabna vrednost logaritmov se pokaže šele, ko spoznamo pravila za računanje z njimi.

(logaritmovnik.gif)
Naslovnica Vegovega logaritmovnika

Pravila za računanje z logaritmi

 

Logaritem produkta je enak vsoti logaritmov faktorjev.

Dokaz


Naj bo in . Če izrazimo neznanki in dobimo:


Uporabimo vpeljane oznake:

Oglejmo si nekaj primerov uporabe

1. primer

Zapišimo kot vsoto:

2. primer
Izračunajmo:

3. primer

Zapišimo kot vsoto:

Pravilo lahko očitno uporabimo tudi pri produktu več faktorjev.

Naloga

Zapiši kot vsoto in poenostavi:


Zapiši kot logaritem produkta in izračunaj:

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

Logaritem potence

 

Potenco logaritmiramo tako, da zmnožimo eksponent z logaritmom osnove.

Utemeljitev


V primerih ki sledijo, bomo prikazali uporabo zgornjega pravila.

4. primer

5. primer

Logaritem zapišimo kot vsoto:

6. primer

Izračunajmo z uporabo pravil:

Pravilo bomo utemeljili za primer, ko je naravno število. V tem primeru lahko zapišemo:

Pri izpeljavi smo uporabili pravilo, da je logaritem produkta enak vsoti logaritmov posameznih faktorjev.

Naloga

Zapiši z enim logaritmom:




Preveri

Pravilno

Bravo. Tvoj odgovor je pravilen.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Poskusi še enkrat.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Preberi si rešitev.
Rešitev:

Logaritem kvocienta

 

Logaritem kvocienta je razlika logaritmov deljenca in delitelja.

Na spodnjih primerih je prikazana uporaba novega pravila.

7. primer

8. primer

Zapišimo z enim logaritmom:

Naloga

Poenostavi zapis:



Preveri

Pravilno

Bravo. Tvoj odgovor je pravilen.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Poskusi še enkrat.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Preberi si rešitev.
Rešitev:

Prehod k novi osnovi

Verjetno si med reševanjem zgornjih problemov pomislil, kako bi si pri logaritmih pomagal z računalom. Večina običajnih žepnih računal zna izračunati desetiški in naravni logaritem (običajno sta to tipki in ). Poskusi vtipkali . Če računalo vrne rezultat , si ga pravilno uporabil, sicer pa poglej v navodila za uporabo tvojega računala.

Kako pa z računalom izračunati logaritem z drugačno osnovo? S pomočjo spodnjega obrazca ga izrazimo z desetiškim ali naravnim logaritmom.

 

Za pozitivni števili in različni od in pozitivno število velja:

Utemeljitev

9. primer

Koliko je ? Z računalom si brez uporabe zgornje formule za prehod na novo osnovo ne moremo pomagati. Zapišimo dani logaritem pri osnovi :

Vrednost zadnjega izraza pa že lahko vtipkamo na računalo. Rezultat, ki ga dobimo je zaokrožen na mest enak .

10. primer

S pomočjo osnovnih pravil za logaritme izračunajmo, koliko je .

S prvim členom hitro opravimo:

.

Kaj pa drugi? Logaritmiranec in osnovo lahko zapišemo kot potenci števila :

, ,

torej se splača preiti na novo osnovo :

.

Zato je

.

Naj bo , torej je .

Zato je

Če primerjamo skrajno levi in skrajno desni izraz dobimo:

Naloga

Poenostavite izraz:



Preveri
(logar2.gif)
Stran iz Vegovih logaritmov

Pravilno

Bravo. Tvoj odgovor je pravilen.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Poskusi še enkrat.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Preberi si rešitev.
Rešitev:

Poišči pravilen odgovor

Katera od naslednjih enakosti ne drži:



Le katera od naslednjih enakosti je pravilna:



Koliko je ?



Izraz lahko preoblikujemo do:



je enako:



Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • Ne drži:
  • Pravilna izjava je:.
  • =
  • Izraz lahko preoblikujemo do .
  • je enako .

Označimo pravilnost izjav

lahko izrazimo z in .
Pravilno. Nepravilno.


Pravilno. Nepravilno.

Logaritem produkta je enak produktu logaritmov posameznih faktorjev.
Pravilno. Nepravilno.

Za poljubno pozitivno število , različno od , je in
Pravilno. Nepravilno.

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • lahko izrazimo z in .
    Pravilno.


  • Nepravilno.

  • Logaritem produkta je enak produktu logaritmov posameznih faktorjev.
    Nepravilno.
    Logaritem produkta je enak vsoti logaritmov posameznih faktorjev.
  • Za poljubno pozitivno število , različno od , je in
    Nepravilno.
    Za poljubno pozitivno število , različno od , je in . Ulomke zapiši kot .

Naloga 1

Izračunaj. Ulomek zapiši kot .
a)
b)
c)
d)
e)
f)

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:
a)
b)
c)
d)
e)
f)

Naloga 2

Zapiši kot vsoto oziroma razliko logaritmov.

a)


b)


c)


Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • a)
  • b)
  • c)

Naloga 3

Zapiši z enim logaritmom.
a)


b)


c)


Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • a)
  • b)
  • c)

Naloga 4

Zapiši z desetiškim logaritmom in nato izračunaj z žepnim računalom na decimalna mesta natančno.
a)

b)

c)

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • a)
  • b)
  • c)

Rezultati

0%
0%