Semua buku

Profesional

Aplikasi Tentang Pelatih Masuk Mulai membaca

Matematika · Glosarium

Apa itu Pangkat umum?

Definisi 4.2 Matematika Universitas — Tahun 1 · Bab 4 — Fungsi Baku

Untuk x>0x > 0 dan α∈R\alpha \in \R:   xα=eαln⁡x\;x^\alpha = \eu^{\alpha \ln x}. Untuk a>0a > 0, a≠1a \neq 1, logaritma dengan bilangan pokok aa adalah log⁡ax=ln⁡xln⁡a\log_a x = \frac{\ln x}{\ln a}, yaitu invers x↦axx \mapsto a^x.

Skala pertumbuhan pada : di dekat tepi kanan, x baru saja melewati 1.6 sedangkan x sudah meninggalkan bingkainya. Setiap rasionya (logaritma dibagi pangkat, dan pangkat dibagi eksponensial) menuju 0 — gambarnya hanya mengisyaratkan apa yang dibuat tepat oleh substitusi pada buktinya.
Skala pertumbuhan pada Proposisi 4.6: di dekat tepi kanan, ln⁡x\ln x baru saja melewati 1.61.6 sedangkan ex\eu^x sudah meninggalkan bingkainya. Setiap rasionya (logaritma dibagi pangkat, dan pangkat dibagi eksponensial) menuju 00 — gambarnya hanya mengisyaratkan apa yang dibuat tepat oleh substitusi pada buktinya.

Contoh

Contoh 4.3 (Menyelesaikan persamaan eksponensial)

Selesaikan 2x=5 x−12^x = 5^{\,x-1} di R\R. Kedua ruasnya positif, jadi ambil logaritmanya — langkah yang dapat dibalik:

xln⁡2=(x−1)ln⁡5  ⟺  x(ln⁡2−ln⁡5)=−ln⁡5  ⟺  x=ln⁡5ln⁡5−ln⁡2=ln⁡5ln⁡52≈1.756.x\ln2 = (x - 1)\ln5 \iff x(\ln2 - \ln5) = -\ln5 \iff x = \frac{\ln5}{\ln5 - \ln2} = \frac{\ln 5}{\ln\frac52} \approx 1.756 .

Berikutnya, selesaikan x2=3x^{\sqrt2} = 3 untuk x>0x > 0: pangkatkan dengan 12\frac1{\sqrt2} (yakni terapkan bijeksi inversnya): x=31/2=e(ln⁡3)/2≈2.175x = 3^{1/\sqrt2} = \eu^{(\ln 3)/\sqrt2} \approx 2.175. Inti gagasannya: setiap persamaan yang mencampur pangkat terurai lewat ln⁡\ln dan exp⁡\exp, karena definisi xα=eαln⁡xx^\alpha = \eu^{\alpha\ln x} menyusutkan semua manipulasi pangkat menjadi aritmetika eksponen — tetapi hanya pada daerah x>0x > 0 yang di situlah definisi itu hidup.

Contoh 4.4 (Waktu penggandaan)

Sebuah besaran tumbuh 3%3\% per langkah: setelah nn langkah ia terkali (1.03)n(1.03)^n. Kapan ia berlipat dua? Selesaikan (1.03)n≥2(1.03)^n \geq 2:

nln⁡(1.03)≥ln⁡2  ⟺  n≥ln⁡2ln⁡1.03=0.69310.02956≈23.4,n\ln(1.03) \geq \ln2 \iff n \geq \frac{\ln 2}{\ln 1.03} = \frac{0.6931}{0.02956} \approx 23.4 ,

jadi penggandaan pertama terjadi pada langkah 2424. (“Aturan 7272” para pemodal, yang menaksir waktu penggandaan sebagai 7272 dibagi lajunya dalam persen, adalah perhitungan ini dengan hampiran ln⁡(1+x)≈x\ln(1 + x) \approx x, yang dikuantifikasi pada Bab 16.) Proses eksponensial paling baik dinalar lewat logaritmanya: pada skala itu, pertumbuhannya linear dan pertanyaannya menjadi pembagian.

Contoh 4.5 (Sepanjang apa 220262^{2026}?)

Banyaknya angka desimal sebuah bilangan bulat N≥1N \geq 1 adalah ⌊log⁡10N⌋+1\floor{\log_{10} N} + 1 (memang NN mempunyai dd angka tepat ketika 10d−1≤N<10d10^{d-1} \leq N < 10^d, yakni d−1≤log⁡10N<dd - 1 \leq \log_{10}N < d). Untuk N=22026N = 2^{2026}:

log⁡1022026=2026 log⁡102=2026×0.301030=609.887,\log_{10} 2^{2026} = 2026\,\log_{10}2 = 2026 \times 0.301030 = 609.887 ,

jadi 220262^{2026} mempunyai 610610 angka. Bagian pecahannya membawa bonus: 100.887≈7.710^{0.887} \approx 7.7, jadi bilangan itu diawali 77. Satu perkalian menjawab pertanyaan tentang bilangan yang tak seorang pun akan pernah menuliskannya — logaritma memampatkan ukuran perkalian menjadi ukuran penjumlahan, dan itulah seluruh maknanya secara historis (Contoh 7.12 membuat kalimat itu menjadi tepat).

Baca dalam konteks →