ม.ปลาย · 35 นาที

ฟังก์ชันลอการิทึม

ห้องทดลองฟังก์ชันลอการิทึม ปรับฐาน a และเลื่อนกราฟ y = logₐ(x − h) + k คู่กับฟังก์ชันผกผัน y = a^(x − k) + h ลากจุดดูภาพสะท้อนข้ามเส้น y = x ฝึกแปลงเลขยกกำลังกับลอการิทึม หาค่า x และฐาน ออกชุดข้อสอบพร้อมเฉลย และบันทึกภาพกราฟไปทำข้อสอบ

ปกด้านในบทฟังก์ชันลอการิทึม ครูอยู่ด้านขวาถือแว่นขยายส่องเลข 3 ในป้าย log₂ 8 = 3 ซึ่งเชื่อมกับป้าย 2³ = 8

ลอการิทึมคือเลขชี้กำลัง

ลอการิทึมตอบคำถามว่า "ฐานยกกำลังเท่าไรจึงได้จำนวนนี้" ถ้า b^c = N แล้ว log_b N = c โดยฐาน b ต้องมากกว่า 0 และไม่เท่ากับ 1 ส่วน N ต้องมากกว่า 0 ฐานของเลขยกกำลังเป็นฐานของลอการิทึมเดิม และเลขชี้กำลังกลายเป็นค่าของลอการิทึม

ตัวอย่าง

2³ = 8 เขียนเป็นลอการิทึมได้ log₂ 8 = 3 และ (½)⁻² = 4 เขียนเป็น log_(½) 4 = −2

bᶜ = N ⇔ log_b N = c โดย b > 0, b ≠ 1 และ N > 0 พร้อมตัวอย่าง 2³ = 8 ⇔ log₂ 8 = 3 และ (½)⁻² = 4 ⇔ log_(½) 4 = −2
ลอการิทึมคือเลขชี้กำลัง ฐานเดิมยังเป็นฐาน และเลขชี้กำลังกลายเป็นค่าของลอการิทึม

กราฟ y = logₐ x และ y = aˣ เป็นภาพสะท้อนของกันและกัน

ฟังก์ชันลอการิทึมเป็นฟังก์ชันผกผันของฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลฐานเดียวกัน จึงสลับ x กับ y ของทุกจุดได้ กราฟสองเส้นสมมาตรกันข้ามเส้น y = x กราฟ aˣ ผ่านจุด (0, 1) และกราฟ logₐ x ผ่านจุด (1, 0) ในห้องทดลอง ลากจุดสีส้มบนกราฟลอการิทึมแล้วดูจุดภาพสะท้อนบนกราฟเอกซ์โพเนนเชียล

ตัวอย่าง

ที่ a = 2 จุด (8, 3) อยู่บน y = log₂ x เพราะ log₂ 8 = 3 จุด (3, 8) อยู่บน y = 2ˣ เพราะ 2³ = 8

y = logₐ x กับ y = aˣ เป็นฟังก์ชันผกผัน สลับพิกัด (x, y) ↔ (y, x) และสมมาตรข้ามเส้น y = x เช่น จุด (8, 3) บน y = log₂ x คู่กับจุด (3, 8) บน y = 2ˣ
กราฟ aˣ ผ่าน (0, 1) และกราฟ logₐ x ผ่าน (1, 0) เพราะสลับพิกัดกัน

ฐานมากกว่า 1 กับฐานระหว่าง 0 และ 1

เมื่อ a > 1 กราฟเป็นฟังก์ชันเพิ่ม เมื่อ 0 < a < 1 กราฟเป็นฟังก์ชันลด โดเมนของ logₐ x คือ x > 0 และเรนจ์คือจำนวนจริงทั้งหมด แกน y เป็นเส้นกำกับของกราฟลอการิทึม ลองเลื่อนแถบ a ผ่านค่า 1 จะเห็นว่าที่ a = 1 ไม่มีฟังก์ชันลอการิทึม

ตัวอย่าง

log₂ x เพิ่มขึ้นเมื่อ x มากขึ้น แต่ log_(½) x ลดลง เพราะ log_(½) x = −log₂ x

เมื่อ a > 1 เช่น log₂ x เป็นฟังก์ชันเพิ่ม เมื่อ 0 < a < 1 เช่น log_(½) x เป็นฟังก์ชันลด ตารางค่าที่ x = ½, 1, 2, 4 ให้ log₂ x = −1, 0, 1, 2 และ log_(½) x = 1, 0, −1, −2
โดเมน (0, ∞) เรนจ์เป็นจำนวนจริงทั้งหมด เส้นกำกับ x = 0 และ log_(½) x = −log₂ x

เลื่อนกราฟ y = logₐ(x − h) + k

ค่า h เลื่อนกราฟไปทางขวาเมื่อเป็นบวก และเลื่อนเส้นกำกับเป็น x = h ค่า k เลื่อนกราฟขึ้นเมื่อเป็นบวก ฟังก์ชันผกผันคือ y = a^(x − k) + h ซึ่งมีเส้นกำกับแนวนอน y = h ห้องทดลองนี้เพิ่ม h และ k จากเครื่องมือต้นแบบ พร้อมตารางค่า จุดตัดแกน และสมบัติของกราฟ

ตัวอย่าง

y = log₂(x − 1) − 1 มีโดเมน x > 1 เส้นกำกับ x = 1 ตัดแกน x ที่ x = 1 + 2 = 3 ผ่านจุด (2, −1) และ (3, 0)

y = logₐ(x − h) + k มีโดเมน x > h เส้นกำกับ x = h และผกผัน y = a^(x − k) + h ตัวอย่าง y = log₂(x − 1) − 1 มีโดเมน (1, ∞) ผ่าน (2, −1) และ (3, 0) และผกผันคือ y = 2^(x + 1) + 1
ค่า h เลื่อนกราฟและเส้นกำกับในแนวนอน ค่า k เลื่อนกราฟในแนวตั้ง

กฎของลอการิทึม

log M·N = log M + log N, log M/N = log M − log N และ log M^p = p · log M เมื่อฐานเดียวกัน ในแท็บ "กฎลอการิทึม" ใส่ค่า M, N, p เองเพื่อเทียบสองข้างให้ดูว่าเท่ากัน

ตัวอย่าง

ที่ฐาน 2 log₂ 8 + log₂ 4 = 3 + 2 = 5 และ log₂ 32 = 5 เท่ากัน

กฎผลคูณ log_b(MN) = log_b M + log_b N กฎผลหาร log_b(M/N) = log_b M − log_b N และกฎเลขยกกำลัง log_b(Mᵖ) = p log_b M เช่น log₂ 8 + log₂ 4 = 3 + 2 = 5 = log₂ 32
ตัวอย่างใช้กฎผลคูณที่ฐาน 2 และเตือนว่า log_b(M + N) ไม่เท่ากับ log_b M + log_b N

ฝึกโจทย์ ออกข้อสอบ และบันทึกภาพ

โหมดฝึกโจทย์มี 5 ชนิด ได้แก่ แปลงเลขยกกำลังเป็นลอการิทึม แปลงกลับ หาค่าลอการิทึม หาจำนวน x และหาฐาน x ใน 4 ระดับ ตั้งแต่ฐานจำนวนเต็มไปจนถึงเลขชี้กำลังเป็นเศษส่วน โหมดออกแบบโจทย์เลือกแสดง เว้นว่าง หรือซ่อนสมการ จุดสำคัญ และเส้นกำกับ แล้วกด "ซ่อนเครื่องมือ + บันทึก PNG" ภาพที่ได้ไม่มีแผงเครื่องมือ โหมดชุดข้อสอบสุ่มหลายข้อพร้อมเฉลย ใช้รหัสชุดเพื่อได้ข้อสอบชุดเดิมซ้ำ และคัดลอกเป็นข้อความได้ทันที

ตัวอย่าง

ตั้ง a = 3, h = 1, k = 2 ตั้งหัวข้อ "จงหาเส้นกำกับและจุดตัดแกน" เลือกเส้นกำกับเป็น "เว้นว่าง" แล้วบันทึกภาพไปวางในใบงาน

ห้องทดลองฟังก์ชันลอการิทึม

ดูกราฟ y = logₐx คู่กับ y = aˣ ฝึก ออกข้อสอบ และบันทึกภาพกราฟ
xy−8−6−4−224681012−4−22460y = x(1, 0)(2, 1)(0, 1)(1, 2)x = 0y = 0(4, 2)(2, 4)y = log₂ xy = 2ˣ

ลากพื้นที่ว่างเพื่อเลื่อนกราฟ ใช้ล้อเมาส์ซูม ลากจุดสีส้มเพื่อดูภาพสะท้อนข้าม y = x

y = log₂ x และ y = 2ˣ

ลองคิดด้วยตัวเอง

เช็กความเข้าใจ

ค่าของ log_(½) 8 เท่ากับข้อใด
← กลับไปเลือกบทเรียน