Die Umkehrfunktion der Exponentialfunktion
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Aufgabe: Konstruiere die Umkehrfunktion zur Exponentialfunktion f(x) = ax.
Gehe dabei folgendermaßen vor:
▪ spiegle den Punkt P an der 1.Mediane y = x (Spiegle Objekt an Geraden).
Der dadurch erzeugte Punkt heißt P'.
Zeige mit einem Rechtsklick seine Beschriftung an.
▪ Zeichne eine Strecke von P nach P'
ein.
▪ Zeichne den Graph der Umkehrfunktion als Ortslinie von P' (Befehl Ortslinie[P',P] )
Verändere die Basis a und bewege den Punkt P auf dem Graphen der Exponentialfunktion.
Beobachte das Verhalten der beiden Funktionsgraphen und beschreibe
in eigenen Worten, was dir auffällt (Definitionsmenge, Wertemenge,
Monotonie). |
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Aufgabe: In der obigen Lösung
wird bei der Exponentialfunktion f(x) = ax für die Basis a = 1
auch die
gespiegelte Gerade
gezeichnet.
Begründe, warum es sich bei dieser Kurve aber um keinen Graph einer Funktion
handeln kann. |
Lösung
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Der Graph der Exponentialfunktion y = 1x = 1
geht durch Spiegelung in eine senkrechte Gerade
über, die kein Graph einer Funktion ist. Bei einer Funktion muss
jedem x-Wert stets
eindeutig ein y-Wert zugeordnet werden, und dies
ist hier nicht der Fall.
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Die Umkehrfunktion der Exponentialfunktion hat eine große Bedeutung in der
Mathematik und in den Naturwissenschaften und trägt die Bezeichnung Logarithmusfunktion. |
Definition der Logarithmusfunktion Eine
Funktion f: R+ → R, f(x) = alog x heißt
Logarithmusfunktion zur Basis a (aÎR+\{1}) |
Zusammenhang zwischen Logarithmusfunktionen und
Exponentialfunktionen![](Exp_logFkt.png)
Da das Logarithmieren die Umkehroperation zum Exponenzieren
ist, ist dementsprechend die Logarithmusfunktion die Umkehrfunktion (inverse
Funktion) zur Exponentialfunktion.
Der Graph einer Logarithmusfunktion geht durch Spiegeln an der 1.Mediane aus dem
Graphen der entsprechenden Exponentialfunktion hervor.
Hinweis: In der Skizze bezeichnet lg x den
dekadischen Logarithmus (Zehnerlogarithmus) 10log(x) zur Basis 10.
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