Logaritma

Logaritma

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Loncat ke navigasiLoncat ke pencarian
Logaritma
Logarithms.svg
Domain dan Citra
Domain dari fungsi
Daerah hasil fungsi
Nilai-nilai spesifik
Nilai di 
Nilai maksimumTidak ada
Nilai minimumTidak ada
Sifat khusus
Akar
Invers
Turunan
Antiturunan
Grafik logaritma terhadap basis yang berbeda.merah adalah terhadap basis hijau adalah terhadap basis , dan ungu adalah terhadap basis . Perhatikan bahwa grafik logaritma terhadap basis yang berbeda selalu melewati titik .

Logaritma adalah operasi matematika yang merupakan kebalikan (invers) dari eksponensiasi (pemangkatan). Artinya, logaritma merupakan operasi pencarian eksponen supaya basis tertentu dipangkatkan dengan eksponen ini menghasilkan nilai dimasukkan.[1]

Sebagai contoh, diberikan bentuk ekspresi . Menurut definisi eksponen. Dengan menggunakan penjelasan logaritma di atas, kita tuliskan . Penulisan  merupakan abreviasi dari kata 'logaritma'.

Secara matematis, logaritma, yakni fungsi bilangan positif,[2] dapat didefinisikan sebagai

.

Pada penulisan matematis di atas, , bilangan positif dan tidak sama dengan 1, adalah basis atau bilangan pokok[3] dari logaritma tersebut, dengan syarat  atau  adalah numerus[1] atau bilangan yang dliogaritmakan, dan  adalah hasil logaritma[1][3] atau antilogaritma, yang mensyaratkan bilangan positif.[butuh rujukan]

Beberapa buku dan karya ilmiah menuliskan logaritma dengan basis tidak diletakkan sebelum notasi , melainkan diletakkan sesudah  (pada bagian bawah kanan), sehingga notasinya seperti [4]. Notasi yang kedua umumnya ditemukan pada buku dan karya ilmiah dalam versi lain.

Skala logaritma mengurangi jumlah luas ke lingkup yang lebih kecil. Misalnya, desibel (dB) adalah satuan yang digunakan untuk menyatakan rasio sebagai logaritma, sebagian besar untuk kekuatan sinyal dan amplitudo (pada tekanan suara adalah contoh umum). Dalam kimia, pH adalah ukuran logaritmik untuk asamitas dari larutan berair. Logaritma biasa dalam rumus ilmiah, dan dalam pengukuran kompleksitas algoritma dan objek geometris yang disebut fraktal. Mereka membantu untuk menggambarkan frekuensi rasio interval musik, muncul dalam rumus yang menghitung bilangan primas atau perkiraan faktorial, menginformasikan beberapa model dalam psikofisika, dan dapat membantu dalam akuntansi forensik.

Dengan cara yang sama seperti logaritma eksponensial pembalikan, logaritma kompleks adalah fungsi invers dari fungsi eksponensial, baik diterapkan pada bilangan real atau bilangan kompleks. Modular logaritma diskret adalah varian lain; ia memiliki kegunaan dalam kriptografi kunci publik.

Basis[sunting | sunting sumber]

Logaritma yang paling umum digunakan adalah  atau , dan  (logaritma yang paling umum digunakan menurut sejarah[5]). Fungsi-fungsi tersebut memiliki basis 2, e, dan 10. Contohnya, logaritma dengan basis  juga disebut logaritma natural atau logaritma alami, di mana:[6]

.

Antilogaritma[sunting | sunting sumber]

Antilogaritma merupakan bilangan yang dipangkatkan. Ini didefinisikan

[butuh rujukan]

Anitlogaritma juga merupakan fungsi invers dari logaritma, jadi eksponensiasi atau pemangkatan didefinisikan sebagai

.[7]

Sejarah[sunting | sunting sumber]


Sifat logaritma[sunting | sunting sumber]

Supaya mempermudah kalkulasi logaritma dalam bentuk yang rumit, maka kita memerlukan sifat-sifat logaritma. Adapun sifat-sifat logaritma untuk suatu basis , yaitu:

SifatPembuktian
Sifat dasar[butuh rujukan]
Klik 'tampil' untuk melihat bukti
[butuh rujukan]
Klik 'tampil' untuk melihat bukti
[butuh rujukan]
Klik 'tampil' untuk melihat bukti
Pemangkatan[8]
Klik 'tampil' untuk melihat bukti
Perkalian dan pembagian[8]
Klik 'tampil' untuk melihat bukti
[8]
Klik 'tampil' untuk melihat bukti
[8]
[8]
Klik 'tampil' untuk melihat bukti
Mengubah basis[8]
Klik 'tampil' untuk melihat bukti
[8]
Klik 'tampil' untuk melihat bukti

Pada sifat pertama, sifat logaritma di atas untuk suatu bilangan  dapat bernilai , sebagai eksepsi . Sebagai contoh, tinjau , maka . Sifat kedua juga memberikan syarat yang sama. Sifat yang ketiga di atas dapat kita pakai sebagai kalkulasi yang efisien terhadap bentuk-bentuk yang rumit. Sebagai contoh, tinjau . Berdasarkan sifat dasar, kita dapat mengubah  menjadi . Kita tuliskan  sebagai . Sifat keempat dapat dilakukan dengan hal yang serupa, tinjau , yang mana . Kita bisa tulis .

Pada sifat perkalian dan pembagian, dapat kita jabarkan bentuknya sebagai penambahan dan pengurangan antar logaritma. Misalnya, tinjau  dan . Berdasarkan sifat di atas, dapat kita tuliskan bentuknya sebagai

 dan .

Pada sifat tentang mengubah basis, dapat kita lihat contohnya dalam pembuktian turunan logaritma di bawah.

Notasi[sunting | sunting sumber]

Di Indonesia, kebanyakan notasi logaritma ditulis  daripada . Galibnya, buku-buku matematika dalam versi lain menggunakan notasi . Akan tetapi, dalam bidang masing-masing, terdapat beragam notasi-notasi logaritma.

Berikut adalah notasi logaritma (untuk basis  sembarang) berdasarkan penggunaan dalam masing-masing bidang.

Basis Nama logaritmaNotasi ISONotasi lainBidang yang dipakai
logaritma biner[10],[11] ilmu komputerteori informasibioinformatikateori musikfotografi
logaritma alami[nb 1] (dalam matematika[15] dan bahasa pemrograman lainnya[nb 2]), matematika. fisika, kimia, statistikaekonomi, teori informatika, ilmu teknik
logaritma umum[16](dalam ilmu teknik, biologi, dan astronomi)berbagai bidang ilmu teknik
logarithm basis -matematika
Dalam kalkulator, tombol "log" digunakan logaritma basis 10), sedangkan tombol "ln" untuk basis .

Kalkulator[sunting | sunting sumber]

Pada kebanyakan kalkulator, LOG menunjuk kepada logaritma berbasis  dan ln menunjuk kepada logaritma berbasis . Terkadang "Log x" menunjuk kepada  dan  (huruf kecil L) menunjuk kepada .[butuh rujukan]

Bahasa pemrograman[sunting | sunting sumber]

Pada beberapa bahasa pemrograman komputer seperti C,C++Java dan BASIC, LOG menunjuk kepada logaritma berbasis .[butuh rujukan] Di LaTeX, logaritma dapat dituliskan sebagai \log .[17]

Penerapan logaritma[sunting | sunting sumber]

Pengguna logaritma begitu ekstensif sehingga logaritma dapat diterapkan pada bidang sains, yaitu kimiafisikaastronomi, dan lain sebagainya. Galibnya, terdapat banyak besaran yang umumnya diekspresikan dengan logaritma.

pH[sunting | sunting sumber]

Dalam kimiapH mengekspresikan negatif dari logaritma biasa dari aktivitas ion hidrogen dalam larutan berpelarut air.[18] Ini dirumuskan sebagai

.

Contohnya, konsentrasi ion hidronium pada air adalah 10−7 pada suhu 25 °C, sehingga

.

Desibel[sunting | sunting sumber]

Dalam satuan fisika, satuan bel (dengan simbol B) adalah satuan pengukur perbandingan (rasio), seperti perbandingan nilai daya dan tegangan. Kebanyakan digunakan dalam bidang telekomunikasielektronik, dan akustik. Salah satu sebab digunakannya logaritma adalah karena telinga manusia mempersepsikan suara yang terdengar secara logaritmik. Satuan Bel dinamakan untuk mengenang jasa Alexander Graham Bell, seorang penemu di bidang telekomunikasi. Satuan desibel (dB), yang sama dengan 0.1 bel, lebih sering digunakan.

Skala Richter[sunting | sunting sumber]

Skala Richter, dinamai dari Charles Francis Richter, merupakan skala yang mengukur intensitas gempa bumi dengan menggunakan skala logaritma berbasis 10, yang dirumuskan sebagai

[19]

di mana  adalah ekskursi maksimum dari seismograf Wood–Anderson.

Skala logaritmik[sunting | sunting sumber]

Dalam astronomi, magnitudo yang mengukur terangnya bintang menggunakan skala logaritmik, karena mata manusia mempersepsikan terang secara logaritmik.

Logaritma dalam cabang matematika lainnya[sunting | sunting sumber]

Logaritma dalam kalkulus[sunting | sunting sumber]

Hubungan logaritma dalam kalkulus, yakni turunan dan integral logaritma. Untuk memulai pencarian turunan fungsi logaritma, kita perhatikan bahwa  jika dan hanya jika , maka kita memperoleh . Dengan substitusi kembali, diperoleh

.

Jika kita turunkan, maka kita mendapatkan

[20]

di mana  adalah logaritma natural atau logaritma alami, yakni logaritma basis . Turunannya juga dapat dituliskan sebagai

Dengan rumus di atas, kita bisa mencari turunan logaritma natural. Ambil , maka rumus di atas dapat disederhanakan menjadi

.

Pada kasus mengenai invers dari turunan, Integral fungsi logaritma adalah

[21]

Dengan cara yang serupa, yaitu mensubstitusikan , kita memperoleh integral dari logaritma natural.

.

Logaritma dalam analisis kompleks[sunting | sunting sumber]

Lihat pula[sunting | sunting sumber]

Catatan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Some mathematicians disapprove of this notation. In his 1985 autobiography, Paul Halmos criticized what he considered the "childish ln notation," which he said no mathematician had ever used.[12] The notation was invented by Irving Stringham, a mathematician.[13][14]
  2. ^ For example CJavaHaskell, and BASIC.

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. Lompat ke:a b c Entis Sutisna, S.Pd, Fungsi Eksponen dan Fungsi Logaritma Matematika Peminatan Kelas X, hlm. 29.
  2. ^ Kerami, Djati and Aryanti, Kiki and Mardiyati, Sri and Sitanggang, Cormentyna (1995) Kamus Aljabar. Pusat Pembinaan dan Pengembangan Bahasa, hlm. 34, Jakarta. ISBN 979-459-578-0
  3. Lompat ke:a b Archangelia Maria Lelu, Desain Pembelajaran Pada Materi Fungsi Logaritma Menggunakan Pendekatan Pembelajaran Berbasis Masalah dan Hasil Pembelajaran Ditinjau dari Kemampuan Komunikasi Matematis Siswa Kelas X MIPA, hlm. 15.
  4. ^ "Logarithmic notation"Mathematics Libretext.
  5. ^ Dale Varberg, Edward Purcell, Steve Rigdon (2006). Kalkulus Edisi Kesembilan, Jilid 1. hlm. 335. (Penerjemah: I Nyoman Susila, Ph. D, Penerbit Erlangga)
  6. ^ "What is a Logarithm?"www.mclph.umn.edu. Diakses tanggal 2020-08-21.
  7. ^ "Antilogarithm"Wolfram MathWorld.
  8. Lompat ke:a b c d e f g Kanginan, Marthen; Nurdiansyah, Hadi; Akhmad, Ghany (2016). Matematika Untuk Siswa SMA/MA Kelas X. Yrama Widya. hlm. 74. ISBN 978-602-374-554-8.
  9. ^ Kanginan, Marthen; Nurdiansyah, Hadi; Akhmad, Ghany (2016). Matematika Untuk Siswa SMA/MA Kelas X. Yrama Widya. hlm. 74. ISBN 978-602-374-554-8.
  10. ^ Gullberg, Jan (1997), Mathematics: from the birth of numbers.Perlu mendaftar (gratis), New York: W. W. Norton & Co, ISBN 978-0-393-04002-9
  11. ^ See footnote 1 in Perl, Yehoshua; Reingold, Edward M. (December 1977), "Understanding the complexity of interpolation search", Information Processing Letters6 (6): 219–22, doi:10.1016/0020-0190(77)90072-2
  12. ^ Paul Halmos (1985), I Want to Be a Mathematician: An Automathography, Berlin, New York: Springer-Verlag, ISBN 978-0-387-96078-4
  13. ^ Irving Stringham (1893), Uniplanar algebra: being part I of a propædeutic to the higher mathematical analysis, The Berkeley Press, hlm. xiii
  14. ^ Roy S. Freedman (2006), Introduction to Financial Technology, Amsterdam: Academic Press, hlm. 59, ISBN 978-0-12-370478-8
  15. ^ See Theorem 3.29 in Rudin, Walter (1984), Principles of mathematical analysis (edisi ke-3rd ed., International student), Auckland: McGraw-Hill International, ISBN 978-0-07-085613-4
  16. ^ Copenagle, Academic Support, What is logarithm?, hlm. 1.
  17. ^ "Operators"Overleaf.
  18. ^ "pH"IUPAC Goldbook.
  19. ^ Ellsworth, William L. (1991). "The Richter Scale ML". Dalam Wallace, Robert E. The San Andreas Fault System, California. USGS. hlm. 177. Professional Paper 1515. Diakses tanggal 2008-09-14.
  20. ^ Dale Varberg, Edward Purcell, Steve Rigdon (2006). Kalkulus Edisi Kesembilan, Jilid 1. hlm. 336. (Penerjemah: I Nyoman Susila, Ph. D, Penerbit Erlangga)
  21. ^ "Logarithm Rules"RapidTables.

Pranala luar[sunting | sunting sumber]

Share: