background image

1

Funkcja wykładnicza

Definicja

Niech

a

będzie daną liczbą rzeczywistą taką, że

a > 0

i

a 6= 1

. Funkcję postaci

a

nazywamy funkcją wykładniczą.

Dziedziną funkcji wykładniczej jest zbiór liczb rzeczywistych

(

x ∈ R

), przeciwdziedziną zbiór liczb rzeczywistych dodatnich

(

y ∈ R

).

background image

2

Spośród nieskończenie wielu funkcji wykładniczych najważniejszą

rolę odgrywają dwie:

= 10

i

e

x, gdzie liczba

= 27182818284590452353602874713526624977572470936999 . . .

jest niewymierna (

e ≈ 272

). Liczba

e

nosi nazwę liczby Eulera

(Nepera).

Własności funkcji wykladniczej

• Funkcja wykładnicza jest funkcją różnowartościową. Oznacza to,

że dla

a > 0

i

a 6= 1

a

x

1

a

x

2

⇐⇒

x

1

x

2

.

• Dla

a > 1

funkcja wykładnicza

a

jest funkcją rosnącą, bo

background image

3

dla dowolnych

x

1

, x

2

∈ R

x

1

< x

2

=

a

x

1

< a

x

2

.

• Dla

< a < 1

funkcja wykładnicza

a

x

jest funkcją

malejącą, bo dla dowolnych

x

1

, x

2

∈ R

x

1

< x

2

=

a

x

1

> a

x

2

.

Przykład

Dla jakich wartości zmiennej

x

funkcje

f

i

g

mają

równe wartości:

a)

(x) = 2

5
4

4x

,

g(x) =




1

2




3x

2

b)

(x) = 075

x−

1
3

,

g(x) =




4

3




6x

2

background image

4

Przykład

Dla jakich wartości zmiennej

x

funkcja

(x) = 5

2x+1

− 5

x

przyjmuje wartości dodatnie?

Przykład

Dane są funkcje

(x) = 4

x+1

− · 3

x

i

g(x) =

3

x+2

− · 4

x. Rozwiązać nierówność

(x¬ g(x)

.

background image

5

Logarytm

Definicja

Logarytmem liczby rzeczywistej

x > 0

przy podstawie

a

(

a > 0

i

a 6= 1

) nazywamy wykładnik potęgi

y

, do której

należy podnieść liczbę

a

, żeby otrzymać

x

, tj.

log

a

y

⇐⇒

a

y

x.

Na przykład:

log

2

8 = 3

, bo

2

3

= 8

.

Logarytm

log

10

x

nazywamy logarytmem dziesiętnym i oznaczamy

krótko

log x

.

Logarytm

log

e

x

nazywamy logarytmem naturalnym i oznaczamy

krótko

ln x

.

background image

6

Własności logarytmu

log

a

1 = 0

log

a

= 1

log

a

a

y

y

a

log

a

x

x

,

gdzie

a > 0

i

a 6= 1

oraz

x > 0

i

y ∈ R

.

Twierdzenie (Własności działań na logarytmach)

Dla dowolnych liczb rzeczywistych dodatnich

x

,

y

,

a

,

b

(

a 6= 1

,

b 6= 1

) i

p ∈ R

zachodzą wzory:

log

a

(x · y) = log

a

+ log

a

y

log

a

x

y

= log

a

x − log

a

y

log

a

x

p

p · log

a

x

log

a

=

log

b

x

log

b

a

,

w szczególności

log

a

=

1

log

b

a

.

background image

7

Przykład

Obliczyć:

a)

log

2

025

b)

1000

1
3

log

3

3

c)

log

1
9

3

3

3

d)

9

2 log

3

2+4 log

81

2

Przykład

Obliczyć

log

35

28

, jeżeli wiadomo, że

log

14

2 = a

i

log

14

5 = b

.

background image

8

Funkcja logarytmiczna

Definicja

Niech

a

będzie daną liczbą rzeczywistą taką, że

a > 0

i

a 6= 1

. Funkcję postaci

= log

a

x

nazywamy funkcją

logarytmiczną.

Dziedziną funkcji logarytmicznej jest zbiór liczb rzeczywistych doda-

tnich (

x ∈ R

+), przeciwdziedziną zbiór liczb rzeczywistych (

y ∈ R

).

background image

9

Własności funkcji logarytmicznej

• Funkcja logarytmiczna jest funkcją różnowartościową. Oznacza to,

że dla dowolnych

x

1

0

i

x

2

0

zachodzi:

log

a

x

1

= log

a

x

2

⇐⇒

x

1

x

2

.

• Dla

a > 1

funkcja logarytmiczna

= log

a

x

jest funkcją

rosnącą, bo dla dowolnych

x

1

, x

2

< x

1

< x

2

=

log

a

x

1

log

a

x

2

.

• Dla

< a < 1

funkcja logarytmiczna

= log

a

x

jest funkcją

malejącą, bo dla dowolnych

x

1

, x

2

< x

1

< x

2

=

log

a

x

1

log

a

x

2

.

background image

10

• Funkcja logarytmiczna

= log

a

x

jest funkcją odwrotną do

funkcji wykładniczej

a

x.

Przykład

Wyznaczyć dziedzinę funkcji:

a)

(x) = log

7

"

log

0,5

(x

2

− 7+ 12) + 1

#

b)

(x) = log

3

"

log

0,5

(+ 2) + 2

#

Przykład

Wykazać, że wykresy funkcji

= ln x

i

= ln

2

x

przecinają się w dwóch punktach. Znaleźć te punkty.

Przykład

Dane są funkcje

(x)

=

log

6

x − 3

x

i

g(x) = log

6




5

2x

+ 1




. Dla jakich wartości

x

zachodzi nierówność

(x< g(x)

?

background image

11

Przykład

Rozwiązać równanie:

x

x

=

x

x

Przykład

Rozwiązać nierówność:

log

(2x+3)

x

2

1