Cebir ve Fonksiyonlar · Logaritma

Logaritma

logb x logaritması, x elde etmek için b tabanının yükseltileceği üstür: by = x, y = logb x demektir. Çarpmayı toplamaya dönüştürür: logb(xy) = logb x + logb y.

01

Bu görselleştirmede logaritma

xx sayısının bb tabanındaki logaritması, log⁡bx\log_b x ile yazılır ve by=xb^y = x sağlayan yy üssüdür: xx elde etmek için bb kaç kez çarpılmalıdır? b>0b > 0 ve b≠1b \ne 1 koşullarıyla x>0x > 0 için vardır. Yaygın tabanlar 10 (log⁡10\log_{10}, onluk logaritma), ee (ln⁡\ln, doğal logaritma) ve 2'dir. Sayfa y=log⁡bxy = \log_b x eğrisini tek bir kuralla açıklar.

Çarpma aynı yüksekliği ekler
log⁡b(x0mk)=log⁡bx0+klog⁡bm\log_b(x_0 m^k) = \log_b x_0 + k \log_b m

x eksenindeki nokta zinciri x0x_0 değerinden başlar ve aynı mm ile tekrar tekrar çarpılır: x0,x0m,x0m2,…x_0, x_0 m, x_0 m^2, \dots; diğer yönde ona bölünür. m>1m > 1 için noktalar x ekseninde giderek uzaklaşır (m<1m < 1 için zincir ters yönde gider), ancak eğri üzerindeki her adım aynı log⁡bm\log_b m yüksekliğindedir; çünkü log⁡b(xy)=log⁡bx+log⁡by\log_b(xy) = \log_b x + \log_b y. Sayıları çarpmak logaritmalarını toplar. y eksenindeki sarı çentikler eşit aralıklıdır. x0=1x_0 = 1 başlangıcı ve m=bm = b ile yükseklikler 0, 1, 2, 3 olur: logaritma bb çarpanlarını sayar. m=bm = \sqrt b ile iki adım bir bb çarpanı verir; her biri ½ yüksektir. Kesirli üsler buradan gelir. Kural tüm eğriyi biçimlendirir: (1,0)(1, 0) ve (b,1)(b, 1) noktalarından geçer; bir adım daha yükselmek aynı çarpanı, x ekseninde gittikçe daha uzun aralık gerektirdiğinden yataylaşır. 0'a doğru bölmek ona hiç ulaşmaz; b>1b > 1 için x→0+x \to 0^+ iken eğri sınırsız aşağı iner.

Logaritmik ölçekte bir sayı log⁡x\log x konumundadır. Zincir eşit aralıklı, eğri doğru olur: eşit oranlar eşit uzaklıklardır. Hesap cetveli böyle iki ölçektir: birini log⁡x0\log x_0 kadar kaydırmak üzerindeki her sayıyı x0x_0 ile çarpar; çarpımları gözle yaklaşık üç basamakla okursunuz. Tabanı değiştirmek yalnızca yükseklikleri ölçekler: log⁡bx=ln⁡x/ln⁡b\log_b x = \ln x / \ln b. 0<b<10 < b < 1 için eğri baş aşağı döner: log⁡1/bx=−log⁡bx\log_{1/b} x = -\log_b x. Ayrıca log⁡b(kx)=log⁡bx+log⁡bk\log_b(kx) = \log_b x + \log_b k: eğriyi yatayda 1/k1/k kat ölçeklemek, log⁡bk\log_b k kadar yukarı taşımakla aynıdır.

02

Dikkat edilecekler

  • Logaritma çarpımları toplamlara çevirir; toplamları toplamlara değil: log⁡2(3+5)=3\log_2(3 + 5) = 3, oysa log⁡23+log⁡25=log⁡215≈3.907\log_2 3 + \log_2 5 = \log_2 15 \approx 3.907.
  • 2\sqrt 2 ile yarılanan sayı değil, yükseklik adımıdır: 2≈1.414\sqrt 2 \approx 1.414 ve log⁡22=12\log_2 \sqrt 2 = \tfrac12.
  • 0 ile 1 arasındaki sayıların da logaritmaları vardır; b>1b > 1 için negatiftirler: log⁡214=−2\log_2 \tfrac14 = -2. 1'in her kuvveti 1 olduğundan taban 1 olamaz; 1 yakınında eğri çok dikleşir (log⁡1.012≈69.66\log_{1.01} 2 \approx 69.66).
  • Logaritma yavaş, ama sınırsız büyür: log⁡2x\log_2 x, x=1024x = 1024 için 10'a, x=1 048 576x = 1\,048\,576 için 20'ye ulaşır.
  • Sayfa yalnızca tam olduğunda “=” yazar (log⁡101000=3\log_{10} 1000 = 3, log⁡48=32\log_4 8 = \tfrac32); yuvarlandığında “≈” kullanır. Bunu belirlemek için her sayıyı tam korur: ondalıklar, kesirler, √2 gibi kökler ve e.
03

Kontroller

  • Tüm zinciri kaydırmak için dolu başlangıcı sürükleyin (x0x_0 değişir). Zincirin başka bir noktasını sürükleyince çarpan, nokta elinizi izleyecek şekilde değişir. Logaritmasını grafiğin üstünde okumak için noktaya tıklayın. Tabanı 1'in bulunduğu tarafında değiştirmek için (b,1)(b, 1) noktasını sürükleyin; ½, 2, e, 10 tuşları karşıya atlar. Alanlar 0.5, 1/3, √2 veya e gibi tam sayısal değerler alır.
  • Doğrusal | Log, x eksenini logaritmik ölçeğe çevirir ve geri alır. Sürgülü hesap cetveli, eksenin altına 1'i başlangıç altında olan C ölçeğini koyar. log⁡b(mx)\log_b(mx), eğriyi yatayda 1/m1/m kat ölçeklenmiş gösterir; bxb^x ve y=xy = x, eşit ölçekli doğrusal eksende ters fonksiyonu ve ayna doğrusunu gösterir.
  • Sunum modu, projektörler için tam ekran görünümü açar (← → çarpanı ½, √2, 2, 3, 10 değerlerine çevirir; H logaritmaları gizler).
04

İlgili konular