Vad är logaritmer?

TEDEd om logaritmer

Inversen

Det finns en del motsatser, bland våra matematiska operationer, som upphäver varandras verkan.

Tänk bara på addition och subtraktion med plus (+) och minus (-).

Ibland talar man om inversen. Man säger att den additiva inversen till ett tal n är dess inversa element (det motsatta talet -n ) under den binära operationen addition. Det motsatta talet kan beräknas genom multiplikation med −1; det vill säga, −n = (−1) · n.

Multiplikation (*) och division (/) är en annan.

Den (multiplikativa) inversen till [math]\displaystyle{ x }[/math] är [math]\displaystyle{ \frac{1}{x} }[/math]. Det gäller också att : [math]\displaystyle{ x \cdot \frac{1}{x} = 1 }[/math]

Man talar om inversa funktioner.

Det är på samma sätt med potensfunktionen och logaritmen.

Invers funktion eller bara invers (av ”invertera” och av latinets invertere ”omvända”) är inom matematiken namnet på en funktion som upphäver en annan funktion. Den inversa funktionen [math]\displaystyle{ f^{-1} }[/math] till en funktion [math]\displaystyle{ f }[/math] är sådan att [math]\displaystyle{ f^{-1}(f(x)) = x. }[/math]

Om vi har en funktion [math]\displaystyle{ y=f(x) }[/math] kan vi söka lösa ekvationen med avseenda av x, så att [math]\displaystyle{ x=f^{-1}(y) }[/math] och sedxan

Några inversa funktioner är :

[math]\displaystyle{ f(x)=x+a }[/math] och [math]\displaystyle{ f^{-1}(x)= x-a }[/math]
[math]\displaystyle{ f(x)=x\cdot a }[/math] och [math]\displaystyle{ f^{-1}(x)= \frac{x}{a}, a \ne 0 }[/math]
[math]\displaystyle{ f(x)=\frac{1}{x} }[/math] och [math]\displaystyle{ f^{-1}(x)= \frac{1}{x}, x \ne 0 }[/math]
[math]\displaystyle{ f(x)=sin x }[/math] och [math]\displaystyle{ f^{-1}(x)= sin^{-1}(x)=\arcsin(x), -1 \le x \le 1 }[/math]

[math]\displaystyle{ f(x)=e^x }[/math] och [math]\displaystyle{ f^{-1}(x)=ln(x) }[/math]. Det gäller att [math]\displaystyle{ e^{ln(x)}= x. }[/math]
[math]\displaystyle{ f(x)=ln(x) }[/math] och [math]\displaystyle{ f^{-1}(x)=e^x }[/math]. Det gäller att [math]\displaystyle{ ln(e^x)= x. }[/math]

Enkla tiopotenser

Du behöver känna till några av de vanligaste tiopotenserna:

1000 kan skrivas som 10³

100 kan skrivas som 10²

10 kan skrivas som 10¹

1 kan skrivas som 10⁰

0.1 kan skrivas som 10^-1

0.01 kan skrivas som 10^-2

Tänk dig nu att det finns oändligt många fler potenser 10^x där x inte är ett heltal.

Potensfunktionen y=10^x

grafen visar y = 10^x

För varje x-värde finns ett y-värde som är 10^x

Omvänt gäller också: För varje y-värde finns ett finns ett x-värde som är log y

Originalet finns på min HD.

Alla värden är möjliga

Dra i glidare ovan så ser du att det finns ett y-värde för varje x-värde.

Och omvänt ett x-värde för varje y-värde.

Potensfunktionen gäller för både positiva och negativa x-värden men y blir alltid positivt. Y blir väldigt litet för stora negativa x.

Definitioner

Logaritmen av a är den exponent x till vilken man ska upphöja 10 för att få talet a

eller

loga är talet 10 ska höjas med för att få a

eller

[math]\displaystyle{ a = 10^x \Leftrightarrow x = \log_{10}a }[/math].

eller

log10^x = x

eller

10^loga = a

Andra beteckningar

Andra beteckningssätt för log₁₀ a är log a och lg a.

Grafen för logaritmerna

Graf över tiologaritmen

Tänk på att potensfunktionen och logaritmen är inversa (motsatser.

Exempelvis kan 10 skrivas som 10¹. Därför är log 10 = 1.

Och 100 kan skrivas som 10². Därför är log 100 = 2.

Log 1 = 0

Man kan inte logaritmera ett negativt värde (utan att ta till komplexa tal).

Diagnos

Kort diagnos: mathcentre Överkurs (limes)