Logga in
| 8 sidor teori |
| 19 Uppgifter - Nivå 1 - 3 |
| Varje lektion är menad motsvara 1-2 lektioner i klassrummet. |
Talet e är en matematisk konstant som fått sitt namn från matematikern Leonhard Euler. Konstanten är irrationell, vilket innebär att den har en icke-periodisk oändlig decimalutveckling.
e=2.7182818284…
Talet e är användbart när man deriverar exponentialfunktioner. Framförallt eftersom ex är sin egen derivata, dvs.
Den naturliga logaritmen, som skrivs ln, är en logaritm med basen e. Det innebär att ln av ett tal är den exponent som e ska upphöjas till för att få talet.
x=ln(y)⇔y=ex
För att skriva talet e på räknaren trycker man på e-knappen (2nd + ÷). Trycker man ENTER skrivs värdet av talet ut med 10 gällande siffror.
För att skriva potenser med e som bas kan man trycka på e^-knappen (2nd + LN). Då skrivs e^ samt en parentes ut. Exempelvis skulle e5 kunna räknas ut med hjälp av denna knapp.
Hur man beräknar logaritmer med räknaren beror på vilken bas logaritmen har.
För att utföra beräkningar med den naturliga logaritmen, ln, trycker man på LN-knappen. Då får man en vänsterparentes. Sedan skriver man in argumentet och avslutar med en högerparentes.
Ur definitionen av naturliga logaritmen får man två samband som är bra att känna till. De kan tolkas som att "naturliga logaritmen av" och "e upphöjt till" tar ut varandra.
Om en naturlig logaritm, ln(a), sitter som exponent på e kan man direkt bestämma värdet av potensen genom att läsa av logaritmens argument, dvs. a.
Räkneregler för naturliga logaritmen motsvarar de för tiologaritmen.
a=eln(a)
(ab)c=ab⋅c
ln(ea)=a
Omarrangera faktorer
Räknereglerna för den naturliga logaritmen motsvarar de som finns för tiologaritmen.
a=eln(a)
(ab)c=ab⋅c
ln(ea)=a
Omarrangera faktorer
a=eln(a)
ab⋅ac=ab+c
ln(ea)=a
a=eln(a)
acab=ab−c
ln(ea)=a
Lösningen på den första ekvationen är x=ln(2). Lägg märke till att vi löste den på motsvarande sätt som när man använder tiologaritmer för att lösa exponentialekvationer med basen 10. I den andra ekvationen löser vi ut ln(x) och sätter sedan båda led som exponenter på basen e. Då kan vi lösa ut x på liknande sätt som i förra ekvationen.
Lösningen på logaritmekvationen är x=e65. Denna lösningsmetod motsvarar sättet man löser logaritmekvationer med tiologaritmer.
Lös ekvationen och svara exakt.
För att kunna lösa ut x måste vi först bli av med logaritmen. Genom att sätta båda led som exponenter på basen e kan vi använda regeln e^(ln(a))= a för att lösa ut det som står innanför logaritmen.
Nu har vi en andragradsekvation som vi kan lösa med pq-formeln.
Vi kan inte använda regeln e^(ln(a))= a eftersom logaritmen har ett minustecken framför sig, men om vi först skriver om vänsterledet som ett bråk enligt a^(- b) = 1a^b går det bra.
För att bestämma k skriver vi först om båda potenser enligt potenslagen a^(bc)=(a^b)^c: f(x)=(16^(0.25))^x och f(x)=(e^k)^x. Om funktionerna är samma måste 16^(0.25) och e^k vara lika. Vi likställer alltså dessa potenser och löser ut k.
k är alltså lika med ln(2).
Eftersom talet e är irrationellt är det omöjligt för oss att bestämma detta gränsvärde exakt som ett decimaltal. Vi kan dock göra det numeriskt och få ett närmevärde till e. Det gör vi genom att först definiera en funktion f(x) med det som står innanför gränsvärdet. f(x) = (1 + 1/x )^x Den här funktionen kommer att ge ett värde som kommer närmare och närmare e ju större x man sätter in i den.
För att bestämma ett närmevärde till e sätter vi in större och större värden på x i f(x) och undersöker vilka decimaler som ändrar sig. När en decimal slutar ändra sig för högre x kan vi anta att den har nått sitt korrekta värde. Notera att vi behöver 3 korrekta decimaler eftersom den tredje behövs för att göra avrundningen till 2 decimalers noggrannhet.
x | f(x) |
---|---|
10 | 2.593742... |
100 | 2.704813... |
1000 | 2.716923... |
10000 | 2.718145... |
100000 | 2.718268... |
Mellan x = 10000 och x = 100000 ändrar inte den tredje decimalen sig, så vi kan anta att den har nått sitt korrekta värde. Då kan vi avrunda till två decimaler, vilket ger f(100000) = 2.718268... ≈ 2.72. Med två decimalers noggrannhet får vi alltså att e ≈ 2.72.