Logarithmusfunktion - Grundlagen
Logarithmusfunktion - Grundlagen
Logarithmusfunktion - Grundlagen
Einleitung
Die Logarithmusfunktion gehört zu den wichtigen Funktionen der Mathematik. Sie ist die Umkehrfunktion einer Exponentialfunktion.
Ein Logarithmus beantwortet die Frage:
Mit welchem Exponenten muss eine Basis potenziert werden, damit eine bestimmte Zahl entsteht?
Beispiel:
, denn .
Grundform
Eine Logarithmusfunktion hat die Form:
Dabei gilt:
- Basis: und
- Definitionsmenge: nur positive Zahlen, also
- Wertemenge: alle reellen Zahlen
- Nullstelle: bei , denn
Zusammenhang mit Potenzen
Logarithmus und Potenz beschreiben denselben Zusammenhang:
Beispiele:
- , denn
- , denn
- , denn
Verlauf des Graphen
Für ist der Graph steigend. Für ist er fallend.
Alle Logarithmusfunktionen gehen durch den Punkt . Die y-Achse wird nie berührt. Sie ist eine Asymptote.
Wichtige Logarithmen
Der Zehnerlogarithmus hat die Basis 10. Er wird oft mit geschrieben.
Der natürliche Logarithmus hat die Basis . Er wird mit geschrieben.
Video: Logarithmusfunktion und natürlicher Logarithmus
Aufgaben zum Video
- Grundidee des Logarithmus: Erkläre mit einem eigenen Beispiel, welche Frage ein Logarithmus beantwortet.
- Umkehrfunktion: Beschreibe den Zusammenhang zwischen Exponentialfunktion und Logarithmusfunktion.
- Definitionsmenge: Begründe, warum Du in eine Logarithmusfunktion keine negative Zahl einsetzen darfst.
- Graph einer Logarithmusfunktion: Zeichne nach dem Video eine einfache Skizze und markiere den Punkt .
- Natürlicher Logarithmus: Erkläre den Unterschied zwischen und .
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Welche Frage beantwortet ein Logarithmus? (Mit welchem Exponenten muss die Basis potenziert werden) (!Wie groß ist der Umfang eines Kreises) (!Wie viele Nullstellen hat jede Funktion) (!Wie lang ist eine Strecke)
Was ist der Wert von log zur Basis 2 von 8? (3) (!2) (!4) (!8)
Welche Bedingung gilt für die Basis einer Logarithmusfunktion? (Sie ist positiv und nicht gleich 1) (!Sie ist immer negativ) (!Sie ist immer gleich 1) (!Sie ist immer gleich 0)
Welche Zahlen dürfen für x eingesetzt werden? (Nur positive Zahlen) (!Nur negative Zahlen) (!Nur ganze Zahlen) (!Alle Zahlen einschließlich 0)
Durch welchen Punkt verläuft jede Logarithmusfunktion? (Durch den Punkt 1 und 0) (!Durch den Punkt 0 und 1) (!Durch den Punkt 0 und 0) (!Durch den Punkt 1 und 1)
Wann ist eine Logarithmusfunktion steigend? (Wenn die Basis größer als 1 ist) (!Wenn die Basis gleich 1 ist) (!Wenn die Basis negativ ist) (!Wenn die Basis gleich 0 ist)
Welche Funktion ist die Umkehrfunktion der Exponentialfunktion? (Die Logarithmusfunktion) (!Die lineare Funktion) (!Die quadratische Funktion) (!Die Sinusfunktion)
Was ist der Wert von log zur Basis 10 von 1000? (3) (!10) (!100) (!1000)
Welche Basis hat der natürliche Logarithmus? (Die Eulersche Zahl e) (!Die Zahl 0) (!Die Zahl 1) (!Die Zahl 10)
Welche Gerade ist eine Asymptote des Graphen? (Die y-Achse) (!Die x-Achse) (!Die Gerade y gleich 1) (!Die Gerade x gleich 1)
Memory
| Logarithmus | Gesuchter Exponent |
| Basis | Zahl unter dem Logarithmus |
| Definitionsmenge | Positive Zahlen |
| Natürlicher Logarithmus | Basis e |
| Zehnerlogarithmus | Basis zehn |
| Umkehrfunktion | Exponentialfunktion |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Positive Zahlen | Definitionsmenge |
| Alle reellen Zahlen | Wertemenge |
| Punkt eins null | Nullstelle |
| Eulersche Zahl | Natürlicher Logarithmus |
| Exponentialfunktion | Umkehrfunktion |
Kreuzworträtsel
| Exponent | Welche Größe wird durch einen Logarithmus gesucht? |
| Basis | Welche Zahl wird bei einer Potenz mehrfach mit sich selbst multipliziert? |
| Asymptote | Wie heißt eine Gerade, der sich ein Graph immer weiter nähert? |
| Logarithmus | Wie heißt die Umkehrung des Potenzierens? |
| Nullstelle | Wie heißt ein Punkt, an dem der Funktionswert null ist? |
| Funktion | Wie nennt man eine eindeutige Zuordnung von x zu y? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Beispielrechnung: Finde drei einfache Logarithmen und schreibe jeweils die passende Potenz dazu.
- Graphenskizze: Zeichne den Graphen von grob ab.
- Begriffe erklären: Erkläre Basis, Exponent und Logarithmus mit eigenen Worten.
- Video-Merksatz: Formuliere aus dem Video einen Merksatz mit höchstens 20 Wörtern.
Standard
- Wertetabelle: Erstelle eine Wertetabelle für .
- Funktionsvergleich: Vergleiche und in einem Koordinatensystem.
- Alltagsbezug: Recherchiere eine Anwendung von Logarithmen und stelle sie auf einem Lernplakat dar.
- Erklärvideo: Produziere ein einminütiges Video zu .
Schwer
- Basisvergleich: Untersuche die Graphen zu den Basen 2, 10 und .
- Fallende Logarithmusfunktion: Erkläre den Verlauf von .
- Modellierung: Entwickle eine Sachaufgabe, die mit einem Logarithmus gelöst wird.
- Fehleranalyse: Erfinde drei typische Fehler beim Rechnen mit Logarithmen und verbessere sie.
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Lernkontrolle
- Umkehrung erklären: Zeige an einem selbst gewählten Beispiel, warum Logarithmus und Potenz Umkehroperationen sind.
- Graph beurteilen: Ein Graph verläuft auch für negative x-Werte. Begründe, warum er keine gewöhnliche Logarithmusfunktion sein kann.
- Basiseinfluss: Vergleiche eine Basis größer als 1 mit einer Basis zwischen 0 und 1 und erkläre den Unterschied im Verlauf.
- Darstellungen verbinden: Verbinde eine Gleichung in Potenzform mit der passenden Logarithmusform und erkläre jeden Umformungsschritt.
- Anwendung entwickeln: Erfinde eine reale Situation, in der ein Exponent gesucht wird, und löse sie mit einem Logarithmus.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis solltest Du:
- die Bedeutung eines Logarithmus erklären,
- zwischen Potenzform und Logarithmusform wechseln,
- die Bedingungen für Basis und Definitionsmenge nennen,
- einen einfachen Graphen beschreiben,
- den natürlichen Logarithmus erkennen,
- eine einfache Anwendung selbstständig lösen.
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