2.4 Logaritmefunksjoner | Matematikk S1

Logaritmer og logaritmefunksjoner.

60 min

18 oppgaver

LogaritmeLogaritmefunksjonLogaritmereglerNaturlig logaritme

Du leser den tradisjonelle versjonen

Din fremgang i kapitlet

0 / 18 oppgaver

Kapitlets plass i kurset

Bygger på

2.3Eksponentialfunksjoner

Brukes videre i

2.5Omvendte funksjoner

Kva er ein logaritme?

Logaritmen er den inverse operasjonen til eksponentiering:

$\log_b(x) = y \quad \Leftrightarrow \quad b^y = x$

Med andre ord: Logaritmen $\log_b(x)$ svarar på spørsmålet "Kva potens må vi opphøye $b$ i for å få $x$ ?"

Logaritme

b

✏️Rekne ut logaritmar

Finn verdien av:
a) $\log_2(8)$
b) $\log_3(81)$
c) $\lg(1000)$

a) $\log_2(8) = ?$ tyder $2^? = 8 = 2^3$ , så $\log_2(8) = 3$

b) $\log_3(81) = ?$ tyder $3^? = 81 = 3^4$ , så $\log_3(81) = 4$

c) $\lg(1000) = ?$ tyder $10^? = 1000 = 10^3$ , så $\lg(1000) = 3$

📜Logaritmereglar

For $a, b > 0$ , $a \neq 1$ og $x, y > 0$ :

Produktregel: $\log_a(x \cdot y) = \log_a(x) + \log_a(y)$

Kvotientregel: $\displaystyle \log_a\left(\frac{x}{y}\right) = \log_a(x) - \log_a(y)$

Potensregel: $\log_a(x^n) = n \cdot \log_a(x)$

Spesielle verdiar:
- $\log_a(1) = 0$ (fordi $a^0 = 1$ )
- $\log_a(a) = 1$ (fordi $a^1 = a$ )

✏️Bruke logaritmereglar

Forenkle uttrykka:
a) $\log_2(8) + \log_2(4)$
b) $\lg(100) - \lg(10)$
c) $\log_3(9^5)$

a) $\log_2(8) + \log_2(4) = \log_2(8 \cdot 4) = \log_2(32) = \log_2(2^5) = 5$

b) $\displaystyle \lg(100) - \lg(10) = \lg\left(\frac{100}{10}\right) = \lg(10) = 1$

c) $\log_3(9^5) = 5 \cdot \log_3(9) = 5 \cdot \log_3(3^2) = 5 \cdot 2 = 10$

📊Utforsk: Logaritmen som spegling av eksponentialfunksjonen

Grafane til $f(x) = e^x$ og $g(x) = \ln x$ er speglingar av kvarandre om linja $y = x$ , fordi dei er omvende funksjonar. Følg eit punkt på den eine grafen over til den andre.

Logaritmefunksjonen grafisk

Logaritmefunksjonen $f(x) = \log_b(x)$ er den inverse funksjonen til $g(x) = b^x$ .

Eigenskapar:
- Definisjonsmengd: $(0, \infty)$ - berre positive tal
- Verdimengd: $\mathbb{R}$ - alle reelle tal
- Skjering med $x$ -aksen: $(1, 0)$
- Vertikal asymptote: $x = 0$

For $b > 1$ : Funksjonen er stigande
For $0 < b < 1$ : Funksjonen er synkande

📜Grunntalsskifte

For å skrive om logaritmar frå eitt grunntal til eit anna:

$\log_a(x) = \frac{\log_b(x)}{\log_b(a)} = \frac{\ln(x)}{\ln(a)} = \frac{\lg(x)}{\lg(a)}$

Dette er nyttig for å rekne ut logaritmar med kalkulator.

✏️Løyse eksponentiallikningar

Løys likninga $5^x = 200$ .

Vi tek logaritmen på begge sider:

\lg(5^x) = \lg(200)

x \cdot \lg(5) = \lg(200)

x = \frac{\lg(200)}{\lg(5)} = \frac{2{,}301}{0{,}699} \approx 3{,}29

Sjekk: $5^{3{,}29} \approx 200$ ✓

Bruksområde for logaritmar

Logaritmar blir brukte til å:
- Løyse eksponentiallikningar
- Finne tid for dobling/halvering
- Linearisere eksponentielle samanhengar
- Skalaer som pH, desibel og Richter

Eksempel - Doblingstid:
For $N(t) = N_0 \cdot b^t$ er doblingstida:
$T_d = \frac{\ln(2)}{\ln(b)} = \frac{\lg(2)}{\lg(b)}$

📝Oppgave 1

Løys oppgåvene:

Finn $\log_2(16)$ .

Finn $\log_5(125)$ .

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 2

Løys oppgåvene:

Finn $\lg(10000)$ .

Finn $\lg(0{,}01)$ .

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 3

Løys oppgåvene:

Skriv om $\log_4(64)$ som ein potens og finn verdien.

Finn $\log_9(3)$ .

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 4

Løys oppgåvene:

Forenkle $\lg(50) + \lg(20)$ .

Forenkle $\ln(e^3) - \ln(e)$ .

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 5

Løys oppgåvene:

Forenkle $2\lg(5) + \lg(4)$ .

Forenkle $\log_2(8) + 3\log_2(2) - \log_2(4)$ .

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 6

Løys oppgåvene:

Løys likninga $3^x = 20$ .

Løys likninga $e^x = 10$ .

📝Oppgave 7

Løys oppgåvene:

Løys likninga $2^{2x} = 64$ .

Løys likninga $5 \cdot 3^x = 135$ .

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 8

Løys oppgåvene:

Ei investering på 50 000 kr veks med 4% per år. Etter kor mange år er investeringa verdt 100 000 kr?

📝Oppgave 9

Løys oppgåvene:

Løys likninga $\lg(x) + \lg(x-3) = 1$ .

Løs oppgaven Tren

📝Oppgave 10

Løys oppgåvene:

Vis at $\log_a(b) \cdot \log_b(a) = 1$ .

📝Oppgave 11

Løys oppgåvene:

Løys likninga $4^x - 6 \cdot 2^x + 8 = 0$ .

📝Oppgave 12

Løys oppgåvene:

Desibel-skalaen for lydstyrke er definert ved $\displaystyle L = 10 \cdot \lg\left(\frac{I}{I_0}\right)$ der $I$ er lydintensitet. Kor mange gonger sterkare er 80 dB samanlikna med 50 dB?

Løs oppgaven Tren

Oppsummering

I dette kapittelet har du lært:

- Logaritmen $\lg x$ er svaret på spørsmålet: «Kva tal må $10$ opphøyast i for å gi $x$ ?» Altså: $\lg x = a \Leftrightarrow 10^a = x$ .
- Logaritmereglar: $\lg(ab) = \lg a + \lg b$ , $\displaystyle \lg\frac{a}{b} = \lg a - \lg b$ , $\lg(a^k) = k \lg a$ .
- Eksponentiallikningar: Ta logaritmen på begge sider og bruk $\lg(a^x) = x \lg a$ .
- Logaritmefunksjonen $f(x) = \lg x$ er berre definert for $x > 0$ og er den omvende av $10^x$ .

Nøkkelomgrep

Omgrep	Forklaring
Briggsk logaritme	$\lg x$ , logaritme med grunntal 10
Naturleg logaritme	$\ln x$ , logaritme med grunntal $e$
Eksponentiallikning	Likning med ukjend i eksponenten
Definisjonsmengd	$\lg x$ krev $x > 0$

Viktige formlar

\lg(10^a) = a

10^{\lg a} = a

\lg(ab) = \lg a + \lg b

\lg\dfrac{a}{b} = \lg a - \lg b

\lg(a^k) = k \lg a

- $a^x = c \Rightarrow x = \dfrac{\lg c}{\lg a}$

Repetisjonsoppgåver

Din fremgang

0deloppgaver0 / 6 oppgaver

Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.