Logaritmefunksjoner og funksjonsdrøfting

En logaritmefunksjon er en type funksjon som alltid vokser, men svært sakte. Det finnes mange ulike logaritmefunksjoner, men de du skal lære i dette oppslaget er de mest brukte.

De to vanligste logaritmene er den Briggske logaritmen (tierlogaritmen), log ⁡ (x) eller lg ⁡ (x), etter matematikeren Henry Briggs (1561–1630), og den naturlige logaritmen (e-logaritmen) ln ⁡ (x) fungerer på akkurat samme måte når det gjelder regning, og følger de samme reglene. Utseendet er også omtrent likt. Den eneste forskjellen er at log ⁡ (x) har 10 som basis (grunntall), altså at 10log ⁡ x = x, mens ln ⁡ (x) har e som basis (grunntall), altså at eln ⁡ x = x. Den naturlige logaritmen har fått navnet sitt siden den har det naturlige tallet e som basis.

Teori

Logaritmefunksjon

Logaritmene ln ⁡ (… ⁡ ) og log ⁡ (… ⁡ ) er funksjoner, slik at når du tar logaritmen til et tall (x = a) vil du få en y-verdi.

f(x) = ln ⁡ (x), x > 0 f(x) = log ⁡ (x), x > 0

NB! Ettersom eksponentialfunksjonen alltid er positiv, og logaritmefunksjonen er den «motsatte» funksjonen til eksponentialfunksjonen, så kan man ikke ta logaritmen til et tall som er negativt eller null.

I denne figuren ser du grafene til tierlogaritmen og den naturlige logaritmen. Begge skjærer x-aksen i x = 1, men ln ⁡ x vokser litt raskere enn log ⁡ x.

f(x) = ln(x) og g(x) = log(x) plottet i samme koordinatsystem

Eksempel 1

Styrken på et jordskjelv måles ved hjelp av Richters skala. Dette er en logaritmisk skala, og funksjonen er gitt ved

R(E) = log ⁡ E + 1,32 1,44 ,

der E er energien som blir frigjort i kWh og R kalles for Richtertallet (det er dette tallet du leser om i avisen når de rapporterer jordskjelvets styrke). Richtertallet forteller altså hvor kraftig et jordskjelv er.

En dag leser du i avisen at et jordskjelv i Japan frigjorde 1,4 ⋅ 109 kWh energi. Du lurer på hva dette tilsvarer på Richters skala.

For å finne Richtertallet setter du inn 1,4 ⋅ 109 for E i formelen, for så å løse logaritmelikningen:

R (1,4 ⋅ 109) = log ⁡ (1,4 ⋅ 109) + 1,32 1,44 ≈ 7,27.

Dermed var styrken på jordskjelvet lik 7,27 på Richters skala, noe som tilsvarer et nokså kraftig jordskjelv.