เรื่อง ฟังก์ชัน ลอการิทึม ( Logarithm function ) เป็นเนื้อหาในวิชาคณิตศาสตร์ เพิ่มเติม ระดับม.5
นอกจากสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ที่พบเป็นเลขยกกำลังฐาน 10 แล้วในทาง คณิตศาสตร์ยังมีเลขยกกำลังที่มีฐานเป็นตัวเลขอื่น ๆ อีก เช่น 24 ,53 ,37 เนื่องจากเลขยกกำลังเป็นสมการทางคณิตศาสตร์ จึงมีส่วนกลับของเลขยกกำลัง ในทางคำนวณของ วิชาเคมี ส่วนใหญ่จะเกี่ยวกับตัวเลขที่หลากหลาย โดยเฉพาะการหาค่าลอการิทึมจะนำ
ไปใช้ในการหาค่าความเข้มข้นของสารละลาย ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไป
5.1 ลอการิทึม
ส่วนกลับของเลขยกกำลัง เรียกว่า ลอการิทึม ความสัมพันธ์ระหว่างเลขยกกำลัง
และลอการิทึมเขียนแสดงด้วยสมการได้ดังนี้
xn= N เมื่อ x คือ ฐาน และ n คือ เลขชี้กำลัง
logXN = n เรียกว่า ลอการิทึม N ฐาน x หรือ ล็อก N ฐาน x
เช่น 32 = 9 ดังนั้น log 39 = 253= 125 ดังนั้น log 5125 = 3
ฐานของเลขยกกำลังที่พบบ่อยในวิชาเคมีคือ 10 และ e โดย e เป็นค่าคงที่ซึ่ง
มีทศนิยมเป็นอนันต์คล้ายกับ มีค่าเท่ากับ 2.718 281 828 … เพื่อความสะดวก
จึงนิยมเขียนแทนด้วย e ลอการิทึมที่มีฐานเป็น 10 เรียกว่า ลอการิทึมสามัญ (common logarithm)
เขียนแทนด้วย log ส่วนลอการิทึมที่มีฐานเป็น e เรียกว่า ลอการิทึมธรรมชาติ(natural logarithm) เขียนแทนด้วย ln อ่านว่า ล็อกฐาน e
- นิยาม ถ้า a>0, a≠1และ m,n เป็นจำนวนเต็มบวก
- 1. loga MN= loga M+ loga N
- 2. loga = loga M- loga N
- 3. loga mp = P loga M
- 4. a logaM = M
- 5. loga M =
- 6. loga a = 1
- 7. loga 1= 0. 8. Logb a =
- logaMN=logaM+logaN ลอกคูณเท่ากับลอกบวก
- logaMN=logaM−logaN ลอกหารเท่ากับลอกลบ
- logaMk=klogaM.
- logaa=1.
- loga1=0.
- logakM=1klogaM.
- logba=1logab.
- logba=logalogb ข้อนี้เป็นการเปลี่ยนฐานล็อก
ฟังก์ชันเอ็กโปเนนเชียลและลอการิทึม
กฎของเลขยกกำลัง
ถ้า a,b เป็นจำนวนจริงใดๆจะได้
1. am+ an = am+n
2. (ab)n = anbn
3. (am)n = amn
f = { (x,y) | R x R+ | y = ax ; a > 0 และ a น 1 } เรียกว่า ฟังก์ชันเอกซ์โปเนนเชียล จาก y = ax , a > 0, a น 1 จะได้ x ฮ R และ y ฮ R+ นั่นคือ โดเมนเป็นเซตของจำนวนจริง และเรนจ์เป็นเซตของจำนวนจริงบวก
1. ถ้า a > 1 ฟังก์ชันเอกโพเนนเชียลเป็นฟังก์ชันเพิ่ม
2. ถ้า 0 < a < 1 ฟังก์ชันเอกโพเนนเชียลเป็นฟังก์ชันลด
3. สมบัติที่สำคัญคือ ex = ey ก็ต่อเมื่อ x = y ส่วนสมบัติอื่นๆมีเช่นเดียวกับเลขยกกำลัง