תחום הגדרה של פונקציה לוגריתמית
הסבר מלא, דוגמאות פתורות ותרגול.
📖 תחום הגדרה של פונקציה לוגריתמית
תחום הגדרה
דף 7: תחום הגדרה של פונקציה לוגריתמית
⭐ הכלל המרכזי
הביטוי בתוך הלוגריתם חייב להיות חיובי ממש!
\(\log(\text{ביטוי})\) → דורשים: \(\text{ביטוי} > 0\)
💡 למה?
הלוגריתם שואל: "לאיזו חזקה צריך להעלות את הבסיס כדי לקבל את המספר?"
בסיס חיובי בכל חזקה נותן רק מספר חיובי!
לכן אין לוגריתם מ-0 או ממספר שלילי.
⚠️ שימו לב להבדל:
שורש: ≥ 0 (כולל אפס)
לוגריתם: > 0 (לא כולל אפס!)
📐 דוגמאות בסיסיות
דוגמה 1: \(f(x) = \log(x)\)
תנאי: \(x > 0\)
תחום: \((0, \infty)\)
דוגמה 2: \(f(x) = \ln(x)\) (לוג טבעי)
תנאי: \(x > 0\)
תחום: \((0, \infty)\)
דוגמה 3: \(f(x) = \log(x - 3)\)
תנאי: \(x - 3 > 0\) → \(x > 3\)
תחום: \((3, \infty)\)
דוגמה 4: \(f(x) = \ln(5 - x)\)
תנאי: \(5 - x > 0\) → \(x < 5\)
תחום: \((-\infty, 5)\)
דוגמה 5: \(f(x) = \log(2x + 8)\)
תנאי: \(2x + 8 > 0\) → \(x > -4\)
תחום: \((-4, \infty)\)
📈 ביטוי ריבועי בתוך הלוג
דוגמה 6: \(f(x) = \log(x^2 - 4)\)
תנאי: \(x^2 - 4 > 0\)
פירוק: \((x-2)(x+2) > 0\)
פרבולה עם a > 0 → חיובית "בחוץ"
תחום: \(x < -2\) או \(x > 2\)
דוגמה 7: \(f(x) = \ln(-x^2 + 6x - 5)\)
תנאי: \(-x^2 + 6x - 5 > 0\)
נכפיל ב-(-1): \(x^2 - 6x + 5 < 0\)
פירוק: \((x-1)(x-5) < 0\)
פרבולה עם a > 0 → שלילית "בפנים"
תחום: \(1 < x < 5\)
דוגמה 8: \(f(x) = \log(x^2 + 1)\)
תנאי: \(x^2 + 1 > 0\)
בדיקה: \(x^2 + 1 \geq 1 > 0\) תמיד!
תחום: ℝ (כל המספרים)
🔮 שילוב לוגריתם עם שורש
דוגמה 9: \(f(x) = \sqrt{\ln(x)}\)
תנאי 1 (ln מוגדר): \(x > 0\)
תנאי 2 (שורש): \(\ln(x) \geq 0\) → \(x \geq 1\)
חיתוך: \(x > 0\) וגם \(x \geq 1\)
תחום: \(x \geq 1\)
דוגמה 10: \(f(x) = \sqrt{1 - \ln(x)}\)
תנאי 1 (ln מוגדר): \(x > 0\)
תנאי 2 (שורש): \(1 - \ln(x) \geq 0\)
\(\ln(x) \leq 1\) → \(x \leq e\)
חיתוך: \(x > 0\) וגם \(x \leq e\)
תחום: \(0 < x \leq e\)
דוגמה 11: \(f(x) = \ln(\sqrt{x} - 1)\)
תנאי 1 (השורש): \(x \geq 0\)
תנאי 2 (הלוג): \(\sqrt{x} - 1 > 0\)
\(\sqrt{x} > 1\) → \(x > 1\)
חיתוך: \(x \geq 0\) וגם \(x > 1\)
תחום: \(x > 1\)
🔴 שילוב לוגריתם עם רציונלית
דוגמה 12: \(f(x) = \frac{1}{\ln(x)}\)
תנאי 1 (ln מוגדר): \(x > 0\)
תנאי 2 (מכנה): \(\ln(x) \neq 0\) → \(x \neq 1\)
תחום: \(x > 0\) ו-\(x \neq 1\)
דוגמה 13: \(f(x) = \ln\left(\frac{x}{x-2}\right)\)
תנאי: \(\frac{x}{x-2} > 0\)
השבר חיובי כשמונה ומכנה באותו סימן:
שניהם חיוביים: \(x > 0\) וגם \(x > 2\) → \(x > 2\)
שניהם שליליים: \(x < 0\) וגם \(x < 2\) → \(x < 0\)
תחום: \(x < 0\) או \(x > 2\)
דוגמה 14: \(f(x) = \frac{\ln(x)}{x - 3}\)
תנאי 1 (ln מוגדר): \(x > 0\)
תנאי 2 (מכנה): \(x \neq 3\)
תחום: \(x > 0\) ו-\(x \neq 3\)
🔷 שילובים מורכבים
דוגמה 15: \(f(x) = \frac{1}{\sqrt{\ln(x)}}\)
תנאי 1 (ln מוגדר): \(x > 0\)
תנאי 2 (שורש במכנה): \(\ln(x) > 0\) → \(x > 1\)
תחום: \(x > 1\)
דוגמה 16: \(f(x) = \ln(x) + \ln(4-x)\)
תנאי 1: \(x > 0\)
תנאי 2: \(4 - x > 0\) → \(x < 4\)
חיתוך: \(x > 0\) וגם \(x < 4\)
תחום: \(0 < x < 4\)
דוגמה 17: \(f(x) = \sqrt{x-1} + \ln(3-x)\)
תנאי שורש: \(x \geq 1\)
תנאי לוג: \(3 - x > 0\) → \(x < 3\)
חיתוך: \(x \geq 1\) וגם \(x < 3\)
תחום: \(1 \leq x < 3\) או \([1, 3)\)
📝 סיכום
פונקציה לוגריתמית: בתוך הלוג חייב להיות > 0
שימו לב: לא ≥ 0 אלא > 0 (אפס לא נכלל!)
כשיש שילוב - מוצאים חיתוך של כל התנאים
ln(x) ≥ 0 ↔ x ≥ 1 | ln(x) ≤ 0 ↔ 0 < x ≤ 1
דוגמאות פתורות
📊 לוגריתם בסיסי:
מהו התחום של \(f(x) = \log(x)\)?
הצג פתרון
| 📊 לוגריתם בסיסי הפונקציה: \(f(x) = \log(x)\) ⚠️ כלל הזהב: לוגריתם מוגדר רק למספרים חיוביים! תנאי: \(x > 0\) ✓ (לא ≥ 0, אלא > 0 ממש!) תחום: \((0, \infty)\) ⚠️ למה לא 0? \(\log(0)\) אינו מוגדר! \(\log(x)\) שואל: "באיזו חזקה צריך להעלות 10 כדי לקבל x?" אין חזקה ש-\(10^? = 0\) אז 0 אסור! ✗ למה לא שליליים? \(\log(-5)\) אינו מוגדר! \(10^?\) תמיד חיובי! אין חזקה ש-\(10^? = -5\) אז שליליים אסורים! ✗ בדיקה: • \(x = -1\): \(\log(-1)\) ✗ • \(x = 0\): \(\log(0)\) ✗ • \(x = 0.001\): \(\log(0.001) = -3\) ✓ • \(x = 1\): \(\log(1) = 0\) ✓ • \(x = 100\): \(\log(100) = 2\) ✓ |
📐 לוגריתם עם ביטוי:
מהו התחום של \(f(x) = \log(x-3)\)?
הצג פתרון
| 📐 לוגריתם עם ביטוי הפונקציה: \(f(x) = \log(x-3)\) פתרון: תנאי: הביטוי בתוך הלוג > 0 \(x - 3 > 0\) \(x > 3\) ✓ תחום: \((3, \infty)\) ⚠️ קשת פתוחה! \(x = 3\) עצמו אסור! כי אז: \(\log(0)\) ✗ רק \(x > 3\) מותר בדיקה: • \(x = 2\): \(\log(-1)\) ✗ • \(x = 3\): \(\log(0)\) ✗ • \(x = 3.1\): \(\log(0.1)\) ✓ • \(x = 4\): \(\log(1) = 0\) ✓ • \(x = 13\): \(\log(10) = 1\) ✓ הכלל: \(\log(x-a)\) תחום: \((a, \infty)\) הכל שמעל a (לא כולל!) |
📊÷ לוג מרציונלית:
מהו התחום של \(f(x) = \log\left(\frac{x+2}{x-1}\right)\)?
הצג פתרון
| 📊÷ לוג מרציונלית הפונקציה: \(f(x) = \log\left(\frac{x+2}{x-1}\right)\) פתרון: תנאי: השבר > 0 \(\frac{x+2}{x-1} > 0\) טבלת סימנים: שורשים: \(x = -2\) (מונה), \(x = 1\) (מכנה)
תחום: \((-\infty, -2] \cup (1, \infty)\) ✓ ⚠️ שים לב: • \(x = -2\) מותר! (שבר = 0/(-3) = 0) \(\log(0)\) ✗ אבל רגע... טעות! \(\log(0)\) לא מוגדר! אז \(x = -2\) אסור בכל זאת! התחום הנכון: \((-\infty, -2) \cup (1, \infty)\) תיקון חשוב: בלוגריתם: צריך > 0 לא ≥ 0! אז גם המונה = 0 אסור! |
תרגול עכשיו
צרו שאלה חדשה אקראית ובדקו את עצמכם.