Содержание
- 1 Определение
- 2 График натурального логарифма ln x
- 3 Свойства натурального логарифма
- 4 Основные формулы натуральных логарифмов
- 5 Обратная функция
- 6 Производная ln x
- 7 Интеграл
- 8 Выражения через комплексные числа
- 9 Разложение в степенной ряд
- 10 Сервис онлайн построения графиков
- 11 Изучаем математику вместе!
- 12 График функции
- 13 Построение графика функции онлайн : 38 комментариев
Определение
Натуральный логарифм широко используется в математике, поскольку его производная имеет наиболее простой вид: (ln x )′ = 1/ x .
Исходя из определения, основанием натурального логарифма является число е:
е ≅ 2,718281828459045. ;
.
График натурального логарифма ln x
График натурального логарифма (функции y = ln x ) получается из графика экспоненты зеркальным отражением относительно прямой y = x .
Натуральный логарифм определен при положительных значениях переменной x . Он монотонно возрастает на своей области определения.
При x → 0 пределом натурального логарифма является минус бесконечность ( – ∞ ).
При x → + ∞ пределом натурального логарифма является плюс бесконечность ( + ∞ ). При больших x логарифм возрастает довольно медленно. Любая степенная функция x a с положительным показателем степени a растет быстрее логарифма.
Свойства натурального логарифма
Область определения, множество значений, экстремумы, возрастание, убывание
Натуральный логарифм является монотонно возрастающей функцией, поэтому экстремумов не имеет. Основные свойства натурального логарифма представлены в таблице.
Область определения | |
Область значений | – ∞ |
Монотонность | монотонно возрастает |
Нули, y = 0 | x = 1 |
Точки пересечения с осью ординат, x = 0 | нет |
+ ∞ | |
– ∞ |
Значения ln x
Основные формулы натуральных логарифмов
Формулы, вытекающие из определения обратной функции:
Основное свойство логарифмов и его следствия
Формула замены основания
Любой логарифм можно выразить через натуральные логарифмы с помощью формулы замены основания:
Доказательства этих формул представлены в разделе "Логарифм".
Обратная функция
Обратной для натурального логарифма является экспонента.
Если 0)" style="width:132px;height:20px;vertical-align:-11px;background-position: -296px -320px;"> , то
Производная ln x
Производная натурального логарифма:
.
Производная натурального логарифма от модуля x :
.
Производная n-го порядка:
.
Вывод формул > > >
Интеграл
Выражения через комплексные числа
Рассмотрим функцию комплексной переменной z :
.
Выразим комплексную переменную z через модуль r и аргумент φ:
.
Используя свойства логарифма, имеем:
.
Или
.
Аргумент φ определен не однозначно. Если положить
, где n – целое,
то будет одним и тем же числом при различных n .
Поэтому натуральный логарифм, как функция от комплексного переменного, является не однозначной функцией.
Разложение в степенной ряд
При имеет место разложение:
Использованная литература:
И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев, Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов, «Лань», 2009.
Автор: Олег Одинцов . Опубликовано: 05-04-2014 Изменено: 20-03-2017
интервал: | [ , ] в Пи |
подпись: |
интервал: | [ , ] авто |
подпись: |
Сервис онлайн построения графиков
Этот сервис создан в помощь школьникам и студентам в изучении математики (алгебры и геометрии) и физики и предназначен для онлайн построения графиков функций (обычных и параметрических) и графиков по точкам (графиков по значениям), а также графиков функций в полярной системе координат.
Просто введите формулу функции в поле "Графики:" и нажмите кнопку "Построить".
Почитайте в cправкe, как правильно вводить формулы функций.
Загляните в раздел примеров, наверняка, там есть графики функций, похожие на то, что нужно Вам, останется только слегка откорректировать готовые формулы функций.
Изучаем математику вместе!
- Обязательно писать все знаки умножения
- Десятичные дроби нужно разделять точкой
- Список функций и констант смотрите ниже
URL-адрес: |
html-код ссылки: |
Как пользоваться программой:
- Можно строить графики сразу нескольких функций. Для этого просто разделяйте функции точкой с запятой (;).
- Масштаб изменяется с помощью кнопок «+» и «−». Кнопка «100%» меняет масштаб на стандартный.
- Положение экрана можно менять, перетаскивая его мышью, а можно стрелками на панели слева.
- Кнопка «·» в центре джойстика переносит начало координат в центр экрана.
- Кнопка «↺» изменяет масштаб на стандартный и переносит начало координат в центр.
- В форме под графиком можно выбрать точку, которую нужно расположить в центре экрана.
Режимы
Обычный. В этом режиме можно строить графики функций, заданных уравнением
Параметрический. Этот режим предназначен для построения графиков кривых, заданных параметрически, то есть в виде
Полярные координаты. Здесь можно построить график кривой, заданной в полярной системе координат, то есть уравнением где — радиальная координата, а — полярная координата.
Список констант
Константа | Описание |
pi | Число =3,14159. |
e | Число Эйлера =2,71828. |
Список функций
Функция | Описание |
+ − * / | Сложение, вычитание, умножение, деление |
( ) | Группирующие скобки |
abs() или | | | Модуль числа. Выражение abs(x) эквивалентно |x| . Если функция содержит модуль под модулем, то пользуйтесь abs() . Например, если вы хотите построить график функции |1-x+|x+5|| , то нужно вводить abs(1-x+abs(x+5)) . |
pow() или ^ | Степень числа. Например, выражения pow(x, 3) и x^3 дают x в третьей степени |
sqrt() | Квадратный корень |
sin() | Синус |
cos() | Косинус |
tg() | Тангенс |
ctg() | Котангенс |
arcsin() | Арксинус |
arccos() | Арккосинус |
arctg() | Арктангенс |
arcctg() | Арккотангенс |
ln() | Натуральный логарифм числа |
lg() | Десятичный логарифм числа |
log(a, b) | Логарифм числа b по основанию a |
exp() | Степень числа e |
sh() | Гиперболический синус |
ch() | Гиперболический косинус |
th() | Гиперболический тангенс |
cth() | Гиперболический котангенс |
График функции
Графиком функции называется множество точек плоскости таких, что абсциссы и ординаты этих точек удовлетворяют уравнению .
Программа создана для школьников и студентов и позволяет строить графики функций онлайн. Во многих браузерах (например, Google Chrome) картинку с графиком функции можно сохранить на компьютер.
Пожалуйста, все предложения и замечания по работе программы пишите в комментариях.
Кроме того мы планируем создать библиотеку функций с интересными и забавными графиками. Если вы открыли функцию с таким графиком, то обязательно напишите об этом в комментариях! Ваше открытие будет опубликовано и станет носить ваше имя ;).
Построение графика функции онлайн : 38 комментариев
Ничего так.
При перетаскивании графика мышью если отпустить кнопку далеко за пределами графика, отпускание кнопки не обрабатывается.
Не получается построить функцию y=K/x (гипербола)
- Андрей Автор записи 26.04.2017 в 22:18
Валерий, а что вы вводите?
Отправил комментарий, он появился на странице, над ним заголовок: Построение графика функции онлайн: комментариев.
Привет! Дело в том, что пока комментарии появляются только после проверки. Пользователь, который написал комментарий, видит его на странице, а все остальные — нет.
Добавлена возможность строить графики в полярных координатах. Просто выберите режим «Полярные координаты» и задайте функцию (здесь — угол).
Не получается построить график функции y=x^-4.Ничего не выдаёт.
- Андрей Автор записи 27.01.2016 в 15:15
Алина, здесь нужно поставить скобки: y = x^(-4) . Так всё должно работать 😉
Было бы прекрасно добавить возможность построения кусочно-заданной функции, т.е. например f(x)==0; -x, x
- Андрей Автор записи 30.05.2016 в 20:14
Павел, спасибо за предложение! Я планирую доработать программу в ближайшее время, и обязательно учту Ваш комментарий 😉
Так и не появилось кусочно-заданных функций?
Очень полезно, спасибо!
Предложения по доработке:
1. Возможность построения графика неявно заданной функции.
2. Что бы при наведении на кривую графика фигуры курсор «прикреплялся» к точке, которая принадлежит кривой. Так же, как окна в Windows 7 при перетаскивании к границам экрана «прилипают» к этим границам. Так можно будет наверняка узнать, что я вижу вверху слева координаты именно нужной кривой, а не точки, что очень рядом.
r(t)=cos(1.52t) — очень красивая штука.
При построении y=x^(1/3) не уходит в отрицательную область(3 четверть), а должен уходить!
Неправильно строит функцию арккотангенса, т.е. arcctg(x). Вместо нее он строит arctg(1/x). У этих функций на положительных значениях аргумента графики совпадают, а на отрицательных различаются на «пи»
- Андрей Автор записи 29.11.2016 в 00:12
Инна, огромное спасибо за комментарий! Действительно, график арккотангенса строился неправильно. Исправил 😉
Программа прекрасная. Очень хотелось бы наносить свои надписи. Например, вместо Y написать — деньги, вместо X — срок жизни. Как скопировать график в Word?
Где можно указать диапазон изменения X и Y?
- Андрей Автор записи 20.12.2016 в 21:29
Спасибо! Наносить свои подписи сейчас нельзя. Чтобы вставить график в Word, сохраните график как картинку (клик по графику правой кнопкой мыши, далее «Сохранить картинку как») и вставьте её.
Указать диапазон для x тоже пока нельзя, но можно написать, например, вот так: y(x) = sin(x) * (x > 1) * (x . Здесь функция sin(x) строится для x от 1 до 4, все остальные значения равны 0.
🙂 Писал сам такую программу в 1999 году в школе на паскале, с такими же возможностями, кусочно-заданная также была включена.
Советую добавить отдельное масштабирование по осям X и Y, а также историю вводимых функций.
- Андрей Автор записи 14.02.2017 в 01:35
Максим, спасибо за отзыв! Новая версия как раз в разработке 😉
дайте цвет, зависящий от параметра
- Андрей Автор записи 02.03.2017 в 22:44
qqq, спасибо за комментарий, отличная идея! Как раз пишу новую версию 😉
В обычном режиме невозможно строить графики вида x=const (х=1, х=20, х=pi/3)
В режиме полярной оси координат не нужны и только лишь путают оси X и Y (откуда они там вообще?)
Соответственно и шкала значений по этим осям измеряет непонятно что. Координата точки в полярной системе координат это пара вида радиус, угол (r, t) — т.е. в текущей версии r конкретной точки равен sqrt (x^2 + y^2)
Полярная система координат должна выглядеть вот так: https://upload.cc/i/CnTf7G.jpg
_
Не дочерчивает график: https://upload.cc/i3/vbpI6m.png
Функция y=cos(x) четная, следовательно, y(-x)=y(x), поэтому значение функции r(t)=6cos(3t), при t=-pi/9 и t=pi/9 равно 3. На картинке видно что при t=pi/9 функция не r=3
Хотелось бы иметь возможность строить в одной плоскости графики функций как заданных в виде y=f(x), так и заданных параметрически, а так же выставлять свой масштаб.
В остальном все очень удобно, спасибо.
Неправильно строит графики уравнений вида r=cos(a*t), где а — чётное число(в полярной системе координат).
Добрый день.
Сделайте, пожалуйста, возможность менять масштаб отдельно по X и по Y.
Спасибо.
не строит функцию
y=|(|x|-2)^2-3|
- Андрей Автор записи 10.11.2017 в 01:52
Используйте функцию abs(), это поможет программе правильно прочитать выражение:
y = |(abs(x)-2)^2-3|
Не могу построить график с ограниченным параметром, y = x^2, x
Подскажите, как правильно описать у вас такой график: |y-1|=4-|x-1| ?
График y=|lg(x)| рисует при отрицательных x.
Можно ли построить график кубического корня? А корня шестой степени? Если да, то как?
- Андрей Автор записи 13.10.2018 в 15:38
Да, можно, вот так: x^(1/3); x^(1/6)
А можно выбирать цвет графиков?
Если нет, то когда 🙂
Попробуйте это: x!^x!
Укажите в инструкциях, что здесь МОЖНО построить (y=x!)
Кстати, сделайте так, чтобы можно было включать/выключать потребность залесть в комплексные числа, то есть, к примеру, при построении (y=sqrt(x)^2) можно как и рисовать график при x
классная программа , только лагает
sqrt(3x+3) — почему начало с -1?? объясните пж(