M10 Die Logarithmusfunktion: Unterschied zwischen den Versionen

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{{Merksatz|MERK=Die Logarithmusfunktion ist die Umkehrfunktion der Exponentialfunktion. }}
 
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Aktuelle Version vom 23. April 2021, 09:48 Uhr


Maehnrot.jpg
Merke:

Die Logarithmusfunktion zur Basis 2 f:x \to log_2(x) hat folgende Eigenschaften.

Tabelle log2.jpg
  • D = R+, W = R
  • Der Graph hat genau eine Nullstelle (1;0), es ist log_2(1) = 0.
  • Es ist log_2(2) = 1, log_2(\frac{1}{2})=-1
  • Die negative y-Achse ist Asymptote.


Die Graphen von Logarithmusfunktionen zu anderen Basen wie b = 2, 3, 4, ... kannst du dir mit folgendem Applet anschauen. Mit dem Schieberegler für b änderst du den Wert der Basis b. Beachte dabei, dass stets

  • logb(1) = 0
  • logb(b) = 1
  • logb(\frac{1}{b}) = -1 ist


Bleistift 35fach.jpg   Aufgabe 1

Nenne Beispiele, bei denen Logarithmusfunktionen vorkommen.

Erdbeben, Lautstärke, ph-Wert


Maehnrot.jpg
Merke:

Die Logarithmusfunktion ist die Umkehrfunktion der Exponentialfunktion.

Was ist eine Umkehrfunktion?

Bei der Exponentialfunktion hatten wir Zahlen, die sich als y = 2x ergeben haben, z.B. y = 23 = 8. Die Zuordnung x \rightarrow 2^x ist für alle reellen Zahlen x erklärt und eindeutig. Daher ist diese Zuordnung eine Funktion. Man spricht von der Exponentialfunktion f zur Basis 2 f: x \rightarrow 2^x.
x = log_2(8)=3 ist eine reelle Zahl. Setzt man diese Zahl in die Exponentialfunktion ein, dann erhält man 2^{log_2(8)}=8.
Beim Logarithmieren wird von einer Zahl sein Logarithmus gebildet. Setzt man diese neue Zahl in die Exponentialfuntkion ein, dann erhält man wieder die Zahl, von der man anfangs den Logarithmus gebildet hat. Daa Zusammenspiel dieser beiden Funktionen bezeichnet man als Funktion und Umkehrfunktion.


Bleistift 35fach.jpg   Aufgabe 2

Bearbeite die Seiten zur Entstehung der Umkehrfunktion.

Maehnrot.jpg
Merke:

Die Umkehrfunktion zur Exponentialfunktion f:x\rightarrow 2^x, x \in R ist die Logarithmusfunktion zur Basis 2 g:x\rightarrow log_2(x), x\in R^+, bzw. umgekehrt ist f die Umkehrfunktion zu g.

Es ist 2^{log_2(x)}=x und log_2(2^x) = x.

Fkt+ufkt.jpg

Die Graphen von f und g sind symmetrisch zur Winkelhalbierenden y = x des 1. und 3. Quadranten.