Graf logaritemske funkcije

Graf logaritemske funkcije

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

Uvod

(eksponentna.png)

Na sliki je graf ene od funkcij, ki si jih že spoznal. V okvirček vpiši njeno ime.
Na sliki je graf funkcije.

Preveri

Le to prepoznaš po tem, da se graf na eni strani asimptotično približuje abscisni osi, na drugi strani pa hitro narašča.

Predpis za eksponentno funkcijo je , kjer je osnova pozitivno število različno od . Pri tej funkciji torej za dani eksponent izračunamo vrednost potence . Spoznali smo že logaritem, ki pove ravno obratno – nam pove, kolikšen mora biti eksponent, da lahko dano število izrazimo kot potenco z osnovo . Da definiramo logaritemsko funkcijo kot inverzno funkcijo k eksponentni, moramo najprej preveriti, ali je eksponentna funkcija sploh obrnljiva. Pogoj za obrnljivost je bijektivnost, to pa lahko prepoznamo tudi na podlagi grafa, če vemo, med katerima množicama preslikava deluje. Za eksponentno funkcijo velja:

Pravilno

Bravo. Tvoj odgovor je pravilen.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Poskusi še enkrat.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Preberi si rešitev.
Rešitev:
Na sliki je graf eksponentne funkcije.

Kako z grafa ugotovimo, da je funkcija bijektivna?

Le ena od spodnjih trditev pove, kako z grafa ugotovimo, da je funkcija bijektivna.

Namig
Preveri

Pravilno

Bravo. Tvoj odgovor je pravilen.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Poskusi še enkrat.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Preberi si rešitev.
Rešitev:
Funkcija je bijektivna, če vsaka premica , , preseka graf funkcije natanko enkrat.

Funkcija je bijektivna, če je injektivna in surjektivna hkrati. Vsak element množice mora biti slika natanko enega elementa iz množice .

Ali je eksponentna funkcija bijektivna?

S pomočjo spodnjega apleta ugotovi, ali je eksponentna funkcija , , bijektivna. Z navpičnim drsnikom lahko spreminjaš osnovo eksponentne funkcije, z vodoravnim pa premico.

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Dopolni spodnjo poved. Vpiši besedico je ali ni. Eksponentna funkcija bijektivna.

Pravilno

Bravo. Tvoj odgovor je pravilen.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Poskusi še enkrat.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Preberi si rešitev.
Rešitev:
Eksponentna funkcija je bijektivna. Vsaka vodoravnica , , preseka graf eksponentne funkcije natanko enkrat.

Inverz eksponentne je logaritemska funkcija

Ker je eksponentna funkcija bijektivna, je obrnljiva. Njen inverz je logaritemska funkcija.

 

Logaritemska funkcija

, , je inverzna funkcija eksponentni funkciji. Velja:

Kako je s pravilnostjo naslednjih izjav?
Obstaja realno število , za katerega je .

Namig

Pravilno. Nepravilno.

Logaritemska funkcija ima definicijsko območje enako definicijskemu območju eksponentne funkcije.

Namig

Pravilno. Nepravilno.

Logaritemska funkcija doseže vrednost pri .

Namig

Pravilno. Nepravilno.

Logaritemska funkcija ima lahko tudi negativno osnovo.

Namig

Pravilno. Nepravilno.

V izrazu imenujemo število logaritmiranec. Logaritmiranec je lahko poljubno realno število.

Namig

Pravilno. Nepravilno.

Če si odgovoril na zgornja vprašanja, si spoznal nekaj lastnosti logaritemske funkcije. Več lastnosti bomo spoznali z analiziranjem grafa logaritemske funkcije.

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:

  • Obstaja realno število , za katerega je . Pravilno. Če upoštevamo , je iskani .
  • Logaritemska funkcija ima definicijsko območje enako definicijskemu območju eksponentne funkcije. Nepravilno. Definicijsko območje logaritemske funkcije so pozitivna realna števila, definicijsko območje eksponentne pa realna števila.
  • Logaritemska funkcija doseže vrednost pri . Pravilno.
  • Logaritemska funkcija ima lahko tudi negativno osnovo. Nepravilno. Ravno tako kot pri eksponentni funkciji, mora biti osnova logaritemske funkcije pozitivno število različno od .
  • V izrazu imenujemo število logaritmiranec. Logaritmiranec je lahko poljubno realno število. Nepravilno. Logaritmiranec mora biti pozitiven.

Upoštevaj .

Še enkrat poglej definicijo logaritemske funkcije.

Upoštevaj .

Poglej definicijo logaritemske funkcije.

Oglej si definicijo logaritemske funkcije in ugotovi, kakšno je njeno definicijsko območje.

Narišimo graf logaritemske funkcije

Kakšna je zveza med grafom funkcije in grafom njenega inverza?

Namig



Preveri


Na spodnji sliki sta prikazana graf eksponentne funkcije (modra krivulja) in graf njej inverzne logaritemske funkcije (rdeča krivulja). Graf logaritemske funkcije dobimo z zrcaljenjem grafa eksponentne funkcije z enako osnovo čez simetralo lihih kvadrantov. Z drsnikom spreminjaj osnovo in opazuj, kako se pri tem spreminjata grafa. Pozornost posveti lastnostim logaritemske funkcije v odvisnosti od osnove . Odgovori na vprašanja pod nalogo.

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Pravilno

Bravo. Tvoj odgovor je pravilen.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Poskusi še enkrat.

Če na grafu prvotne funkcije leži točka , leži na grafu njenega inverza točka .

Naloga

Kako je s pravilnostjo naslednjih izjav:

Graf logaritemske funkcije z osnovo je naraščajoč.
Pravilno. Nepravilno.

Graf logaritemske funkcije nikoli ne seka abscisne osi.
Pravilno. Nepravilno.

Ko postane zelo majhno pozitivno število, se graf logaritemske funkcije poljubno približa ordinatni osi.
Pravilno. Nepravilno.

Ordinate točk na grafu logaritemske funkcije lahko zavzamejo poljubno velike vrednosti.

Namig

Pravilno. Nepravilno.

Logaritemske funkcije razdelimo glede na njihove lastnosti v dve skupini. V eni so logaritemske funkcije z negativno, v drugi pa s pozitivno osnovo.
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:

  • Graf logaritemske funkcije z osnovo je naraščajoč. Nepravilno. Za je logaritemska funkcija padajoča, za pa naraščajoča.
  • Graf logaritemske funkcije nikoli ne seka abscisne osi. Nepravilno. Seka jo pri .
  • Ko postane zelo majhno pozitivno število, se graf logaritemske funkcije poljubno približa ordinatni osi. Pravilno. Ne glede na osnovo je ordinatna os navpična asimptota (ali pol) logaritemske funkcije. Graf se ji približuje, a je ne preseka in se je ne dotakne.
  • Ordinate točk na grafu logaritemske funkcije lahko zavzamejo poljubno velike vrednosti. Pravilno. Graf logaritemske funkcije, kjer je osnova , počasi, a vztrajno narašča čez vse meje. Pri pa se, ko gre z desne proti vrednosti , graf približuje navpični asimptoti - polu in zavzame poljubno velike vrednosti.
  • Logaritemske funkcije razdelimo glede na njihove lastnosti v dve skupini. V eni so logaritemske funkcije z negativno, v drugi pa s pozitivno osnovo. Nepravilno. Logaritemske funkcije razdelimo glede na njihove lastnosti v dve skupini. V eni so logaritemske funkcije z osnovo med in , v drugi pa z osnovo večjo od .

Skiciraj si graf v primerih in .

Lastnosti logaritemske funkcije

Logaritemske funkcije razdelimo v dve družini. V eni so tiste z osnovo večjo od , v drugi pa tiste, z osnovo med in . Strnimo, kar smo ugotovili z opazovanjem.

1. Definicijsko območje logaritemske funkcije so pozitivna realna števila.

2. Zaloga vrednosti je množica realnih števil.

3. Logaritemska funkcija je neomejena.

4. Logaritemska funkcija ima ničlo .

5. Logaritemska funkcija ni ne soda ne liha.

(log osnova nad 1.png)

6. Za je naraščajoča,

(log osnova pod 1.png)

za pa padajoča funkcija.

7. Ordinatna os je njena navpična asimptota ali pol.

Graf logaritemske funkcije

Sedaj, ko poznamo obliko grafa logaritemske funkcije, ga ni potrebno več risati z zrcaljenjem eksponentne funkcije, pač pa določimo le nekaj točk z grafa. Vemo že, da na grafu zagotovo leži točka . Raziščimo, ali je na grafu še kakšna znamenita točka.

Spodnja slika prikazuje graf logaritemske funkcije in na njem točko z ordinato . Spreminjaj osnovo in opazuj, kako se spreminja abscisa točke z ordinato .

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Vpiši manjkajočo koordinato točke. Na grafu logaritemske funkcije z osnovo leži točka ,

Preveri

Pravilno

Bravo. Tvoj odgovor je pravilen.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Poskusi še enkrat.
Namig: Če nas zanima abscisa točke z ordinato , moramo ugotoviti, kdaj je . Upoštevamo definicijo logaritma in dobimo .

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • Na grafu logaritemske funkcije z osnovo leži točka .

Lastnosti grafa logaritemske funkcije

Spodnja slika prikazuje grafa dveh logaritemskih funkcij. Njuni osnovi lahko spreminjaš z drsnikoma enake barve kot sta grafa. Spreminjaj osnovi in opazuj. Odgovori na vprašanja pod nalogo.

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Dopolni trditev. Izberi si osnovi in .

Grafi vseh logaritemskih funkcij se sekajo le v točki ( , ). Če primerjamo dve logaritemski funkciji z osnovama večjima od , leži graf logaritemske funkcije z večjo osnovo desno od ničle grafom logaritemske funkcije z manjšo osnovo, levo od ničle pa njim. Če primerjamo dve logaritemski funkciji z osnovama med in , leži graf logaritemske funkcije z večjo osnovo desno od ničle grafom logaritemske funkcije z manjšo osnovo, levo od ničle pa njim.

Grafa logaritemskih funkcij z obratnima osnovama sta glede na .

Utemeljitev zadnje ugotovitve



Preveri

Reši naloge, ki sledijo. Če se ti pri reševanju zatakne, še enkrat preglej zgornje odstavke.

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:
Grafi vseh logaritemskih funkcij se sekajo le v točki . Če primerjamo dve logaritemski funkciji z osnovama večjima od , leži graf logaritemske funkcije z večjo osnovo desno od ničle pod grafom logaritemske funkcije z manjšo osnovo, levo od ničle pa nad njim. Če primerjamo dve logaritemski funkciji z osnovama med in , leži graf logaritemske funkcije z večjo osnovo desno od ničle pod grafom logaritemske funkcije z manjšo osnovo, levo od ničle pa nad njim.

Grafa logaritemskih funkcij z obratnima osnovama sta zrcalna glede na abscisno os.

Oglejmo si, zakaj sta si grafa logaritemskih funkcij z obratnima osnovama zrcalna glede na abscisno os. Naj bo in . Primerjajmo točki na grafih obeh funkcij, ki imata enaki (pozitivni) abscisi . Izračunajmo ordinati obeh točk.

Uporabimo obrazec za prehod na novo osnovo.

Upoštevamo, da je .

Ugotovili smo, da je za poljuben pozitiven s čimer smo dokazali, da sta grafa funkcij in zrcalna glede na abscisno os.

Naloga 1

V isti koordinatni sistem nariši grafe funkcij , , in .

Pravilno narisani grafi



(rezultat narisi funkcijo.png)

Graf je rdeče barve, graf je zelene barve, graf je modre barve in graf je rjave barve.

Naloga 2

Spodnjim grafom ugotovi funkcijske predpise.

(ugotovi funkcijo.png)

Potrebno je določiti osnove. Ugotovili smo, da leži na grafu logaritemske funkcije točka . Na zelenem grafu je to točka (, ), torej je zelena krivulja graf funkcije

Na rdečem grafu je to točka (, ), torej je zelena krivulja graf funkcije

Na modrem grafu točka z ordinato nima celoštevilske abscise in je morda ne bi točno odčitali. Pomagamo si s točko (2,-1), ki nam pove obratno vrednost osnove. Modra krivulja graf funkcije

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:
Potrebno je določiti osnove. Ugotovili smo, da leži na grafu logaritemske funkcije točka . Na zelenem grafu je to točka (4,1), torej je zelena krivulja graf funkcije . Na rdečem grafu je to točka (3,1), torej je zelena krivulja graf funkcije . Na modrem grafu točka z ordinato nima celoštevilske abscise in je morda ne bi točno odčitali. Pomagamo si s točko (2,-1) ki nam pove obratno vrednost osnove. Modra krivulja graf funkcije .

Naloga 3

Na sliki sta grafa dveh logaritemskih funkcij. Ugotovi zvezo med njima.

(log z obratnima osnovama.png)

Grafa sta glede na abscisno os, torej imata logaritemski funkciji obratni .

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:

  • Grafa sta simetrična glede na abscisno os, torej imata logaritemski funkciji obratni osnovi.

Naloga 4

Oglej si narisane grafe in označi pravilnost izjav, ki sledijo.

(preverjanje.png)

Rdeča in zelena krivulja sta grafa dveh inverznih si funkcij.

Namig

Pravilno. Nepravilno.

Osnova logaritemske funkcije, ki ima graf rjave barve, je manjša od osnove logaritemske funkcije, ki ima graf zelene barve.

Namig

Pravilno. Nepravilno.

Logaritemska funkcije, katere graf je modre barve, ima osnovo večjo od 1.

Namig

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:

  • Rdeča in zelena krivulja sta grafa dveh inverznih si funkcij. Pravilno. Rdeče barve je graf eksponentne funkcije , zelene barve pa je graf njemu inverzne logaritemske funkcije .
  • Osnova logaritemske funkcije, ki ima graf rjave barve, je manjša od osnove logaritemske funkcije, ki ima graf zelene barve. Nepravilno. Obe osnovi sta večji od , zato leži desno od ničle graf logaritemske funkcije z večjo osnovo pod grafom logaritemske funkcije z manjšo osnovo.
  • Logaritemska funkcije, katere graf je modre barve, ima osnovo večjo od . Nepravilno. Ta funkcija je padajoča, torej je njena osnova med in .

Sta si krivulji zrcalni glede na simetralo lihih kvadrantov?

Ugotovi abscisi točk na grafih, ki imata ordinati . Povesta ti, kakšni sta osnovi.

Kakšne lastnosti ima logaritemska funkcija z osnovo večjo od ?

Naloga 5

Nariši grafe funkcij:

a)

b)

c)

d)

Pravilno narisani grafi funkcij

(graf1.PNG)

a) rjava krivulja b) rdeča krivulja c) zelena krivulja d) modra krivulja

Naloga 6

Poveži funkcijske predpise funkcij z grafi na sliki.

(graf2.PNG)
Rjava krivulja je graf funkcije
Rdeča krivulja je graf funkcije
Zelena krivulja je graf funkcije
Modra krivulja je graf funkcije
Preveri

Pravilno

Pravilno si povezal izraze, ki so enaki.

Napačno

Mogoče je, da so nekateri izmed tvojih ujemanj pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Mogoče je, da so nekateri izmed tvojih ujemanj pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • Rjava krivulja je graf funkcije| .
  • Rdeča krivulja je graf funkcije| .
  • Zelena krivulja je graf funkcije| .
  • Modra krivulja je graf funkcije| .

Naloga 7

Katere od spodnjih izjav so pravilne?

Preveri

Pravilno

Bravo. Tvoj odgovor je pravilen.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Poskusi še enkrat.

Napačno

Tvoj odgovor je napačen. Preberi si rešitev.
Rešitev:
Pravilne so:

  • Grafa logaritemske funkcije in eksponentne funkcije z enakima osnovama sta simetrična glede na simetralo lihih kvadrantov.
  • Grafi vseh logaritemskih funkcij potekajo skozi točko
  • Eksponentni funkciji z obratnima osnovama imata grafa zrcalna glede na abscisno os.
0%
0%