StartKlasyKlasa 2 LO › Funkcje wykładnicza i logarytmiczna — zastosowania

Funkcje wykładnicza i logarytmiczna — zastosowania

Klasa 2 LO — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

📘Teoria 1

Funkcje wykładnicza i logarytmiczna — zastosowania (klasa 2 LO)

Funkcja wykładnicza

$y=a\cdot b^x$ modeluje wzrost lub rozpad (np. procent składany, rozpad promieniotwórczy).

Logarytm

$\log_a b=c$ oznacza $a^c=b$. Skale logarytmiczne to m.in. pH i decybele.

Procent składany

$K_n=K_0(1+p)^n$, gdzie $p$ to oprocentowanie, a $n$ liczba okresów.

Zastosowania

Wzrost populacji, odsetki bankowe, natężenie dźwięku.

Wzory 1

Równania wykładnicze i logarytmiczne — metoda podstawienia
$$a^{2x}+pa^x+q=0 \;\xrightarrow{\;t=a^x>0\;}\; t^2+pt+q=0$$

Co robi: sprowadza równanie wykładnicze (lub logarytmiczne) do kwadratowego przez podstawienie nowej zmiennej.

Elementy: podstawiamy $t=a^x$ z warunkiem $t>0$ (albo $t=\log_a x$ bez ograniczeń). Po rozwiązaniu równania kwadratowego wracamy do zmiennej $x$.

Przykład: $4^x-5\cdot 2^x+4=0$. Ponieważ $4^x=(2^x)^2$, podstawiamy $t=2^x$: $t^2-5t+4=0$, skąd $t=1$ lub $t=4$, czyli $x=0$ lub $x=2$.

Pułapka: po rozwiązaniu odrzuć pierwiastki $t\le 0$ — funkcja wykładnicza nie przyjmuje takich wartości. Zapomnienie o warunku $t>0$ daje fałszywe rozwiązania.

🧩Quizy 1

Zadania 34

Zadanie nr 1

Ile wynosi $\log_2 8$?

A $2$
B $4$
C $3$
D $8$
Zadanie nr 2

Populacja bakterii podwaja się co godzinę. Początkowo jest $100$. Ile po $3$ godzinach?

Zadanie nr PR01.1

Rozwiąż równanie $4^x=8^{x-1}$.

Zadanie nr 3

Ile wynosi $\log_{10}1000$?

A $3$
B $10$
C $100$
D $1$
Zadanie nr PR01.2

Rozwiąż równanie $\log_2(x-1)+\log_2(x+1)=3$.

Zadanie nr 4

Oblicz $\log_3 27$.

Zadanie nr PR01.3

Rozwiąż nierówność $\left(\tfrac13\right)^{2x-1}\gt 27$.

Zadanie nr 5

Kapitał $1000$ zł rośnie o $10\%$ rocznie. Ile wyniesie po $2$ latach?

Zadanie nr PR01.4

Rozwiąż nierówność $\log_{\frac12}(x-2)\ge-3$.

Zadanie nr 6

Rozwiąż równanie $2^x=16$.

Zadanie nr PR01.5

Masę substancji (w gramach) po $t$ dobach opisuje wzór $m(t)=5\cdot0{,}8^{\,t}$. Oblicz, po ilu pełnych dobach masa substancji po raz pierwszy będzie mniejsza od $1$ grama.

Zadanie nr 7

Oblicz $\log_2 32$.

Zadanie nr PR01.6

Temperatura kawy (w $^\circ$C) po $t$ minutach jest równa $T(t)=20+60\cdot k^t$. Po $10$ minutach kawa ma $50^\circ$C. Oblicz temperaturę kawy po $20$ minutach.

Zadanie nr 8

Bakterie podwajają się co godzinę, początkowo $200$. Ile po $2$ h?

Zadanie nr PR01.7

Wykaż, że jeżeli $\log_23=a$, to $\log_624=\dfrac{a+3}{a+1}$.

Zadanie nr 9

$\log_{10}10000$ wynosi:

A $3$
B $4$
C $5$
D $10$
Zadanie nr PR01.8

Rozwiąż równanie $9^x-4\cdot3^x+3=0$.

Zadanie nr 10

Rozwiąż $3^x=81$.

Zadanie nr PR01.9

Rozwiąż nierówność $\log_2x+\log_2(x-2)\lt 3$.

Zadanie nr 11

Kapitał $2000$ zł, $5\%$ rocznie. Ile po roku?

Zadanie nr PR01.10

Rozwiąż równanie $\log_2(x^2-1)=2+\log_2(x-1)$.

Zadanie nr 12

Oblicz $\log_5 25$.

Zadanie nr 13

Substancja rozpada się o połowę co godzinę, początkowo $80$ g. Ile po $3$ h?

Zadanie nr 14

$\log_a 1$ wynosi:

A $0$
B $1$
C $a$
D $-1$
Zadanie nr 15

Rozwiąż $2^x=64$.

Zadanie nr 16

Oblicz $\log_2 8+\log_2 2$.

Zadanie nr 17

Kapitał $1000$ zł, $10\%$ rocznie. Ile po $2$ latach?

Zadanie nr 18

Rozwiąż $\log_2 x=5$.

Zadanie nr 19

Trzęsienie magnitudy $7$ vs $5$ — ile razy silniejsze (×10 na jednostkę)?

Zadanie nr 20

Populacja rośnie o $20\%$ rocznie, początkowo $500$. Ile po $2$ latach?

Zadanie nr 1 · Matura 2025

Liczebność populacji bakterii zmienia się zgodnie z zależnością $N(t)=N_0\cdot k^t$ dla $t\ge0$ ($t$ — czas w godzinach). W chwili rozpoczęcia obserwacji liczebność wynosiła $10\,000$, a po dwóch godzinach — $15\,625$. Oblicz, o ile procent wzrastała liczebność tej populacji w ciągu każdej godziny.

Zadanie nr 1 · Matura 2024
W chwili początkowej $(t=0)$ filiżanka z gorącą kawą znajduje się w pokoju, a temperatura kawy jest równa $80^{\circ}\mathrm{C}$. Temperatura otoczenia jest stała i równa $20^{\circ}\mathrm{C}$. Temperatura $T$ kawy zmienia się w czasie zgodnie z zależnością $$T(t)=\left(T_{p}-T_{z}\right)\cdot k^{-t}+T_{z}\quad\text{dla }t\ge 0,$$ gdzie $T_{p}$ — temperatura początkowa, $T_{z}$ — temperatura otoczenia, $t$ — czas w minutach, $k$ — stała dla danej cieczy. Po $10$ minutach kawa ostygła do $65^{\circ}\mathrm{C}$.
Oblicz temperaturę tej kawy po następnych pięciu minutach (w zaokrągleniu do jedności).
Zadanie nr 1 · Matura 2023
W chwili początkowej $(t=0)$ masa substancji jest równa $4$ gramom. Wskutek rozpadu cząsteczek tej substancji jej masa się zmniejsza — po każdej kolejnej dobie ubywa $19\%$ masy, jaka była na koniec doby poprzedniej. Dla każdej liczby całkowitej $t\ge 0$ funkcja $m(t)$ określa masę substancji (w gramach) po $t$ pełnych dobach (czas liczymy od chwili początkowej).
Wyznacz wzór funkcji $m(t)$. Oblicz, po ilu pełnych dobach masa tej substancji będzie po raz pierwszy mniejsza od $1{,}5$ grama.
Zadanie nr 12 · Próbny 2023

Proces stygnięcia naparu z ziół w otoczeniu o stałej temperaturze $22\,^{\circ}\mathrm{C}$ opisuje funkcja $T(x)=78\cdot 2^{-0,05x}+22$, gdzie $T(x)$ to temperatura (w $^{\circ}\mathrm{C}$) po $x$ minutach. Temperatura naparu po $20$ minutach jest równa

A $22\,^{\circ}\mathrm{C}$
B $39\,^{\circ}\mathrm{C}$
C $78\,^{\circ}\mathrm{C}$
D $61\,^{\circ}\mathrm{C}$
Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś
— to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.

🚀 Załóż konto za darmo → 📄 Przeglądaj arkusze ✉️ Napisz do nas