Umkehrfunktion

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Übersicht - Einleitung - Zinseszins - Untersuchung der Exponentialfunktion - Eigenschaften der Exponentialfunktion - Umkehrfunktion - Rechnerische Beziehung - Übungen und Lösung des Arbeitsblattes


Inhaltsverzeichnis

Die Umkehrfunktion der Exponentialfunktion

  Aufgabe   Stift.gif

Mache diese Aufgabe als Partnerübung mit deinem Nachbarn!

Konstruiert die Umkehrfunktion zur Exponentialfunktion f(x) = ax im nachfolgenden Applet.

Geht dabei folgendermaßen vor:

  • spiegelt den Punkt P an der 1.Mediane y = x (Spiegle Objekt an Geraden). Der dadurch erzeugte Punkt heißt P'. Zeigt mit einem Rechtsklick seine Beschriftung an.
  • Zeichnet eine Strecke von P nach P' ein.
  • Zeichnet den Graph der Umkehrfunktion als Ortslinie von P' (Befehl Ortslinie[P',P] )

Verändert die Basis a und bewegt den Punkt P auf dem Graphen der Exponentialfunktion. Beobachtet das Verhalten der beiden Funktionsgraphen und beschreibt in eigenen Worten, was euch auffällt (Definitionsmenge, Wertemenge, Monotonie).

(Macht einen Doppelklick auf dem Applet, dann erscheint eine neues Fenster, in welchem ihr arbeiten könnt. Wenn ihr eure Arbeit beendet habt, könnt ihr das geöffnete Fenster schließen und eure Arbeit speichert sich im Applet.)


  Aufgabe   Stift.gif

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.


Die Umkehrfunktion der Exponentialfunktion hat eine große Bedeutung in der Mathematik und in den Naturwissenschaften und trägt die Bezeichnung Logarithmusfunktion.


Maehnrot.jpg
Merke:

Eine Funktion f: R+ → R, f(x) = logax heißt Logarithmusfunktion zur Basis a (a∈R+\{1})


Umkehrfunktion Bild.png


Zusammenhang zwischen Logarithmusfunktionen und Exponentialfunktionen

Da das Logarithmieren die Umkehroperation zum Exponenzieren ist, ist dementsprechend die Logarithmusfunktion die Umkehrfunktion zur Exponentialfunktion. Der Graph einer Logarithmusfunktion geht durch Spiegeln an der 1.Mediane aus dem Graphen der entsprechenden Exponentialfunktion hervor.






Finden wir nun die rechnerische Beziehung zwischen der Exponentialfunktion und der Logarithmusfunktion heraus