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Wie skaliere ich mit Logarithmus?

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Tags: Funktion, Logarithmus, skalierung

 
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kleineSchwedin

kleineSchwedin aktiv_icon

13:56 Uhr, 13.08.2010

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Man benötigt logarithmische Skalen ja voralle dafür, wen die zu verarbeitenden Werte sowohl sehr groß, wie auch sehr klein sind, aber ich verstehe nicht wie ich eine Skalierung vornehme. Viellciht könnt ihr mir anhand des folgenden Beispiels diese Skala näher bringen...

Aufgabe:
Bei der Abkühlung von Kaffee, Tee.. nimmt der Unterschied zwischen der Flüssigkeitstemperatur und der Raumtemperatur exponetiell ab. Die Tabelle enthält einige Messwerte der Temperatur einer Tasse Tee in Abhängigkeit von der Zeit. Die Raumtemperatur beträgt 20 °C.
a) Tragen sie die werte der tempersturdifferenz als funktion der zeit t in einem Graphen mit logarithmischer y-Skala ein. Zeichnen sie eine Gerade, die die Punkte möglichst gut approximiert, und bestimmen sie daraus grapisch die Parameter a,b der Exponentialfunktion y=abt
b) wie heiß war der Tee am Anfang? Nach welcher Zeit hat er 22°C?

Werte:
t(min)| Temp. | Differenz zur Raumtemp
30|43|23
45|37|17
60|32,5|12,5
75|29|9

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)
Logarithmusfunktion (Mathematischer Grundbegriff)
Rechnen mit Logarithmen

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Rabanus

Rabanus aktiv_icon

15:07 Uhr, 13.08.2010

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Indem man Logarithmenpapier verwendet
oder
den (natürlichen oder auch dekadischen) Logarithmus der Temperaturen bildet.

Z.B.:ln (TiT0) mit T0 als frei wählbarer Bezugstemperatur

Servus
kleineSchwedin

kleineSchwedin aktiv_icon

16:42 Uhr, 15.08.2010

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Nehmen wir mal an wir haben kein passendes Papier und die Frage kommt in einer Klausur, wie sollte sie gelöst werden?

Was bedeutet es, wenn eine Funktion in einem Diagramm mit doppelt-logarithmischer Skalierung als Gerade dargestellt wird? Was kann man über die Funktion sagen?
Was kann man an dem Graphen ablesen?
Antwort
Rabanus

Rabanus aktiv_icon

17:40 Uhr, 15.08.2010

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"Nehmen wir mal an wir haben kein passendes Papier und die Frage kommt in einer Klausur, wie sollte sie gelöst werden?"
Indem man die Funktionswerte yi logarithmiert, log (yiy0) , und über xi darstellt.

"Was bedeutet es, wenn eine Funktion in einem Diagramm mit doppelt-logarithmischer Skalierung als Gerade dargestellt wird? Was kann man über die Funktion sagen?"
Dass die Funktion von exponentieller Form ist, wie
y=abx
Logarithmiere die Funktionsgleichung und Du siehst, was heraus kommt.

Servus
kleineSchwedin

kleineSchwedin aktiv_icon

19:51 Uhr, 18.08.2010

Antworten
hmm. ich habe die letzten Tage noch mal ein bisschen gelernt und da bin ich zu folgender Erkenntnis gelangt:

wird eine Funktion in einem Koordinatensatem mit einer logarithmischen y-ayche als Gerade dargestell, ist sie exponentiell. Ist es aber eine doppeltlogarithmische Skalierung handelt es sich um eine Potenzfunktion

achja noch eine Frage zur Aufgabe, irgendwei komme ich nicht so recht auf die Lösung von b) kann da jemand helfen?
Antwort
Tarengrim

Tarengrim aktiv_icon

10:13 Uhr, 19.08.2010

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Ich bin mir nicht ganz sicher wie du es lösen sollst, also entweder grafish oder mathematisch, ich würde letzteres verwenden.

Wir wissen, dass der temperatur unterschied exponentiell über die Zeit abnimmt, können also mit der allgemeinen Formel für das Exponentielle Wachstum arbeiten.

Nt=N0eΛt

Nt= Temperaturunterschied beim Zeitpunkt t
N0=ΔT beim zeitpunkt 0, also anfangs
Λ= Steigung
t= Zeitpunkt

am einfachsten nimmst du dir zwei Punkte aus deiner Tabelle

ΔT30=ΔT0eΛ30
ΔT40=ΔT0eΛ45

für die beiden Temperatur Unterschiede hast du ja werte, die kannst du einsetzen und dir dann Λ und ΔT0 ausrechnen.

Wenn du den Temperaturunterschied hast kannst du dir die Temperatur zum Zeitpunkt 0 errechnen und dann auch über die Funktion den Zeitpunkt wo der Tee 22° besitzt (= Temp. Unterschied von 2).

Hilft dir das weiter?
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