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Formalizando a definição de função logarítmica No capítulo anterior estudamos a função exponencial, na qual vimos que, dado um número real a, com a > 0 e a = 1, a função exponencial é F: R ñ R1 * tal que F(x) 5 ax. Como vimos, essa função é bijetiva (é uma correspondência biunívoca entre R e R1 *), sendo crescente se a > 1 e decrescente se 0 < a < 1. Essas considerações garantem que F tem uma função inversa e podemos defini-la. A inversa da função exponencial de base real a (com a > 0 e a = 1) é a função logarítmica F: R1 * ñ R tal que F(x) 5 log a x, ou seja, a função que associa a cada número real positivo x o número real log a x. Você viu, no capítulo anterior, que a função exponencial F: R ñ R1 * , dada por F(x) 5 ax, tem a propriedade F(x1 1 x2) 5 F(x1) ? F(x2). A função logarítmica G: R1 * ñ R, inversa da função exponencial, dada por G(x) 5 log a x, tem a propriedade log a (x1 ? x2) 5 log a x1 1 log a x2. Lembre-se de que o número e, chamado de número de Napier, número de Euler ou constante de Euler, é irracional. Ele tem bastante importância na Matemática por ser usado como base em potências ou em logaritmos. Os logaritmos com base e (chamados de logaritmos naturais ou logaritmos neperianos) são muito utilizadas em situações de Engenharia e Física, bem como no estudo e na aplicação de outras ciências. Fique atento 26. As funções logarítmicas F e G são dadas por F(x) 5 log3 x e G(x) 5 log4 x. Determine o que se pede. a) F(9) b) G(4) c) D(F) d) Im(F) e) x tal que G(x) 5 4. f) F21(x) g) G21(x) h) F21(1) i) G(F (81)) 27. Um administrador observou que o lucro L(t) de uma empresa, em milhares de reais, pode ser determinado pela lei da função L(t) 5 log2 (t 1 2), com t 5 0 o primeiro ano de observação, t 5 1 o segundo ano e assim por diante. a) Calcule o lucro que a empresa obteve no primeiro ano de observação. b) Em qual ano após o início da observação o lucro da empresa foi de R$ 3.000,00? c) Se o lucro L(t) dessa empresa fosse dado por L(t) 5 log2 (t 1 4), então qual seria o lucro no primeiro ano de obser- vação e em qual ano o lucro seria de R$ 3.000,00? F(9) 5 2 G(4) 5 1 D(F) 5 R 1 * Im(F) 5 R x 5 256 F21(x) 5 3x G21(x) 5 4x F21(1) 5 3 G(F (81)) 5 1 R$ 1.000,00 No sétimo ano. R$ 2.000,00 e no quinto ano, respectivamente. Atividades Não escreva no livro. R F G * 1R Domínio da função logarítmica: R1 * Conjunto imagem da função logarítmica: R A função logarítmica é a inversa da função exponencial de mesma base. Fique atento B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra De fato, para F(x) 5 ax e G(x) 5 log a x, a função G é a inversa da função F, pois: F(G(x)) 5 aG(x) 5 a xalog 5 x e G(F(x)) 5 log a ax 5 x ? log a a 5 x ? 1 5 x As funções logarítmicas mais usadas são aquelas cuja base a é maior do que 1. Particularmente, as de base 10 (logaritmos decimais), as de base 2 (logaritmos binários) e as de base e (logaritmos naturais). Veja alguns exemplos de leis de funções logarítmicas de R1 * em R. a) F(x) 5 log2 x b) G(x) 5 log10 x 5 log x c) H(x) 5 log e x 5 ln x d) J(x) 5 xlog1 4 89 066a105_V1_MATEMATICA_Dante_g21At_Cap2_LA.indd 89066a105_V1_MATEMATICA_Dante_g21At_Cap2_LA.indd 89 04/09/2020 11:4404/09/2020 11:44 Construção do gráfico de uma função logarítmica Para construir o gráfico de funções logarítmicas vamos novamente utilizar o softwa- re GeoGebra. Lembre-se de que você tem diversas opções de uso do GeoGebra de Geome- tria: em um computador, pode fazer o download no site www.geogebra.org/download (acesso em: 20 mar. 2020); em um smartphone, pode baixá-lo na loja oficial de apli- cativos do sistema operacional do aparelho; ou pode acessá-lo on-line no site https:// www.geogebra.org/geometry (acesso em: 20 mar. 2020). As imagens que utilizaremos a seguir são da versão on-line. Mas você pode esco- lher a plataforma que julgar mais oportuna. Vamos construir inicialmente o gráfico da função logarítmica F: R1 * ñ R dada por F(x) 5 log2 x e destacar alguns pontos importantes do gráfico. Para isso, acompanhe os passos a seguir. 1o passo: No campo de entrada de comando (situado na parte esquerda da tela, no caso da versão on-line), digite a lei da função f(x)=log(2,x) e tecle “Enter”. No GeoGebra, essa é a notação que usamos para indicar a lei F(x) 5 log2 x. 2o passo: Acesse as configurações de exibição (na parte superior direita da tela) e selecione as opções de exibir os eixos e de exibir a malha principal. Você deverá ter uma imagem como a apresentada abaixo. Analise com atenção o gráfico (a curva em vermelho na imagem), observe o com- portamento dele e como os valores da função crescem nesse caso. Professor, as sugestões para o desenvolvimento desta seção encontram-se nas Orientações específicas deste Manual. Salve as construções que você fizer. Fique atento R e p ro d u ç ã o /w w w .g e o g e b ra .o rg Lembre-se de que você pode mover a imagem no GeoGebra clicando em algum ponto da tela e arrastando. Você também pode ampliar ou reduzir a imagem usando as ferramentas de zoom (na parte inferior direita da tela) ou utilizando o scroll do mouse. Fique atento Tela do GeoGebra após o 2o passo. Tecnologias digitais 90 066a105_V1_MATEMATICA_Dante_g21At_Cap2_LA.indd 90066a105_V1_MATEMATICA_Dante_g21At_Cap2_LA.indd 90 04/09/2020 11:4404/09/2020 11:44