terça-feira, 11 de dezembro de 2018

Função logarítmica

O que é?

Uma função logarítmica de base a é uma função escrita na forma f(x)=logx, sendo a um número positivo, diferente de um e maior que zero.
Importante ressaltar que o logaritmo de um número é o expoente x pelo qual precisa se elevar uma base fixa a para obter o número b, tal como na imagem abaixo. Ou seja:

        Resultado de imagem para função logaritmica
Fonte:https://www.todamateria.com.br/funcao-logaritmica/


Exemplos:
f(x)= log2 x
f(x)= log0,5 x
f(x)=log (x-6) x

Observação: O inverso da função logarítmica é a função exponencial.

Domínio da função logarítmica:

O domínio de uma função representa os valores de x pelos quais a função é definida. Na função logarítmica, o domínio delas deve respeitar as condições de existência do logaritmo.
Com  isso, a base e o logaritmando deve números positivos e diferentes de 1.
Exemplo:
Determine o domínio da função:

Log(x-2) (4 - x)

O domínio da função deve respeitar três condições:
I) x - 2> 0
    x> 0 +2
    x>2

II) 4 - x > 0
      -x > 0 -4
      -x> -4
(-1) -x > -4 (-1)
         x < 4

III) x - 2 ≠ 1
      x ≠ 1 + 2
      x ≠ 3

Resposta:{x ∈ R|  2< x <3 e 3 < x <4}

Gráficos:

Para que seja possível construir o gráfico de uma função logarítmica, é preciso que sejam analisadas duas situações:

a>1 (base maior que um)
0<a<1 (base maior que zero e menor que um)

               Resultado de imagem para função logarítmica
Fonte:https://www.infopedia.pt/$funcao-logaritmica

Função crescente:

Quando uma função logarítmica é crescente, significa que a sua base é maior que 1 e que quando o valor de x, o da imagem aumenta também. (loga x2 > loga x1)
Para que isso seja comprovado, basta atribuir valores para x e calcular a imagem da função.

Função decrescente:

Quando uma função logarítmica é decrescente, significa que a sua base é maior que 0 e menor que 1 e que quando o valor de x aumenta, o da imagem diminui. (loga x> loga x2). 
Do mesmo modo que se constrói o gráfico de uma função logarítmica crescente, basta atribuir valores para x e calcular a imagem da função.

Características do gráfico da função logarítmica:

* O gráfico sempre passa pelo ponto (1,0) do plano cartesiano, pois o logaritmo sempre será zero.

* O gráfico só passa pela direita do eixo y, pois ela é definida para x > 0.

* Como mencionado, a função inversa logarítmica é a função exponencial, sendo esta última definida como f(x)= a^x, onde a é um número real positivo e diferente de um.
Os gráficos destas funções inversas são simétricas em relação a bissetriz dos quadrantes I e III.
Isso é importante porque ao conhecer o gráfico de uma função logarítmica, é possível construir um gráfico de uma função exponencial através de simetria entre as duas funções.

* Toda vez que aparecer log x, sem indicar a base em relação a qual se torna logaritmo, log x será entendido como log10 x

Dominando o conhecimento - Exercícios:

Questão 1) Os valores de x que satisfazem a log x + log (x-5)= log 36 são:
a) 9 e -4
b)9 e 4
c) -4
d) 9
e) -5 e 4


Questão 2) Uma pessoa aplicou a importância de R$ 500,00 em uma instituição bancária que paga juros mensais de 3,5% no regime de juros compostos. Quanto tempo após a aplicação o montante será de R$ 3500,00?
* Se necessário use log 1,035=0,0149, log 7= 0,8451

Questão 3) Estabeleça o domínio das seguintes funções:
a)y= log3 (x- 1/2)
b)y=log(x-1) (-3x + 9)
c)y= log(x + 2) (x^2 - 4)

Questão 4) (PUC) Assinale a alternativa válida sempre:
a) log (a • b)= log a • log b
b) log (a + b)= log a + log b
c)log m • a= m • log a
d)log a^m= log m • a
e)log a^m= m • log a

Resolução:

Questão 1)
I) Ao aplicar a propriedade de um logaritmo de um produto, obtemos a seguinte relação:

              log [x(x-5)]=log 36
              log (x^2 -5x)=log 36
II) Como as bases dos logaritmos são iguais, os logaritmandos também são iguais e a equação se desenvolve da seguinte forma:

                 x^2 - 5x=36
                 x^2 - 5x -36=0
Coeficientes da equação
a=1
b= -5
c= -36

III) Como a equação desenvolvida é uma do segundo grau, poderá ser resolvida através da fórmula de Bhaskara:

∆=b^2 - 4ac
∆= (-5)^2 - 4 • 1• (-36)
∆=25 + 144
∆=169

x= -b ±  
         2a

x=-(-5)± 169 
         2 • 1

x= 5 ± 13 
         2

x'= 5 + 13 
          2
x'= 18 
       2

x'=9

x''= 5 - 13 
          2

x''= -
         2

x''= -4

IV) Considerando que, para a equação ser satisfeita, x precisa ser maior que zero (x > 0). Portanto, o único valor que satisfaz a equação é nove.

Resposta:Item d

Questão 2)
I) O montante que resulta do tempo de aplicação dos juros compostos é dado pela seguinte expressão:

   M=C0 • (1 + i)^t

Onde:
M(montante)= R$ 3500,00
C0 (capital inicial)= R$ 500,00
i=3,5%=0,035
t=?


II) Substituindo os termos da expressão por seus respectivos valores numéricos, temos que:

        3500= 500 • (1 + 0,035)^t
          
         3500 = (1 + 0,035)^t
          500
           
            7= 1,035^t

III) Aplicando o logaritmo nos dois lados da equação temos:

         log 1,035^t= log 7
        t • log 1,035= log 7
        t • 0,0149= 0,8451
        t= 0,8451 
             0,0149
       t=56,7 meses

Resposta: O montante será de R$ 3500,00 após 56,7 meses de aplicação.

Questão 3)
a)y= log3 (x- 1/2)
I) O domínio da função precisa respeitar uma única condição que é:
             x - 1/2 > 0
             x> 0 + 1/2
             x>1/2

D={x ∈ R| x > 1/2}

b)y=log(x-1) (-3x + 9)
I) Para esta função, existem três restrições:

II) x - 1 > 0
     x > 0 +1
     x > 1

III) -3x + 9 >0
       -3x > -9 
         3x < 9
           x < 9/3
           x < 3

IV) x - 1≠ 1
       x≠ 1 +1
       x≠ 2

Resposta:D={x ∈ R|  1< x <2 e 2 < x < 3}


c)y= log(x + 2) (x^2 - 4)


I) Para esta função, existem três restrições:

II) x + 2 > 0
     x > 0 - 2
     x > -2

III)  x^2 - 4 >0
       x^2 > 4
          x  >±4
           x > 2
           x < -2

IV) x + 2≠ 1
       x≠ 1 -2
       x≠ -1

Resposta:D={x ∈ R|  x >2 ou x ≠ -1 }

Questão 4) Resposta: Item e.

Agradecimentos:

Agradeço a todos que prestigiaram meu blog e espero que gostem das atuais e futuras postagens do blog. Quem tiver dúvidas, pode comentá-las. Espero ter ajudado.

Referências:

2-https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-matematica/exercicios-sobre-funcao-logaritmica.htm
3-https://brasilescola.uol.com.br/matematica/funcao-logaritmica.htm
4-https://www.todamateria.com.br/funcao-logaritmica/
5-https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/matematica/funcao-logaritmica.htm
6-https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/matematica/equacao-logaritmica-ii.htm
7-https://www.infopedia.pt/$funcao-logaritmica
8-http://no-mundo-da-matemagica.blogspot.com/2013/07/problemas-de-logaritmos-envolvendo-o.html
9-https://www.coladaweb.com/exercicios-resolvidos/exercicios-resolvidos-de-matematica/funcao-logaritmica-e-exponencial


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