261 로그함수의 성질 📊: 그래프로 이해하는 핵심 포인트!
⭐ 핵심만정리
로그함수 y = logax (a > 0, a ≠ 1)는 어떤 성질들을 가지고 있을까요? 지수함수의 단짝인 만큼 비슷한 듯 다른 특징들이 있답니다! 🎯
- 정의역: 진수 x는 항상 0보다 커야 해요! 즉, 양의 실수 전체의 집합.
- 치역: y값은 어떤 실수든 가능해요! 즉, 실수 전체의 집합.
- 항상 지나는 점: 밑 a의 값에 관계없이 항상 점 (1, 0)을 지나요. (loga1 = 0이니까요!)
- 점근선: 그래프가 한없이 가까워지지만 만나지는 않는 선, 바로 y축 (직선 x=0)이에요.
- 증가/감소 (밑 a의 값에 따라 달라요!):
- a > 1 이면: x값이 증가할 때 y값도 증가해요 (증가함수).
- 0 < a < 1 이면: x값이 증가할 때 y값은 감소해요 (감소함수).
- 일대일함수: 서로 다른 x값(양수 범위 내에서)에 대해서는 항상 서로 다른 y값을 가져요. (그래서 역함수인 지수함수가 존재하죠!)
📚 개념정리
안녕, 그래프 분석가 친구들! 🧐 지난 시간에는 로그함수 y = logax의 그래프가 지수함수와 직선 y=x 대칭 관계를 이용하여 어떻게 그려지는지 살펴봤죠? 오늘은 그 그래프들을 보면서 로그함수가 어떤 중요한 성질들을 가지고 있는지 좀 더 자세히 알아볼 거예요. 이 성질들을 알면 로그함수를 더 깊이 이해하고 활용할 수 있게 된답니다! 😊
로그함수 y = logax (a > 0, a ≠ 1)의 그래프를 관찰하면 다음과 같은 주요 성질들을 발견할 수 있어요.
y = logax 그래프
(a > 1일 때: 오른쪽 위로 증가)
(0 < a < 1일 때: 오른쪽 아래로 감소)
공통적으로 (1,0) 지남, y축 점근선
1. 정의역과 치역 🌍
로그함수 y = logax에서,
- 정의역 (즉, x가 될 수 있는 값의 범위)은 양의 실수 전체의 집합이에요. 로그의 진수는 항상 0보다 커야 한다는 조건 기억나죠? 그래서 x > 0이랍니다.
- 치역 (즉, y가 될 수 있는 값의 범위)은 실수 전체의 집합이에요. y값은 양수, 0, 음수 모든 값을 가질 수 있답니다. (지수함수의 정의역이 실수 전체였던 것을 생각해보세요!)
2. 항상 지나는 점과 점근선 📍🚧
- 로그함수 y = logax의 그래프는 밑 a의 값에 관계없이 항상 점 (1, 0)을 지나요. 왜냐하면 x=1을 대입하면 loga1 = 0이 되기 때문이죠!
- 그리고 그래프는 y축 (직선 x=0)에 한없이 가까워지지만 절대로 만나지는 않아요. 그래서 y축을 로그함수의 점근선이라고 부른답니다.
3. 밑 a의 값에 따른 증가와 감소 📈📉
로그함수도 지수함수처럼 밑 a의 값에 따라 그래프가 증가하는지 감소하는지가 결정돼요.
- 밑 a > 1일 때 (예: y = log2x):
x의 값이 증가하면 y의 값도 함께 증가해요. 즉, 오른쪽으로 갈수록 그래프가 위로 쭉쭉 올라가는 모양이죠! (증가함수) - 밑이 0 < a < 1일 때 (예: y = log1/2x):
x의 값이 증가하면 y의 값은 오히려 감소해요. 즉, 오른쪽으로 갈수록 그래프가 아래로 스르륵 내려가는 모양이랍니다! (감소함수)
4. 일대일함수 ☝️↔️☝️
로그함수 y = logax는 (정의역 내에서) 일대일함수예요. 즉, 서로 다른 양수 x값에 대해서는 항상 서로 다른 y값을 가진다는 뜻이죠. (x1 ≠ x2이면 logax1 ≠ logax2) 일대일함수이기 때문에 역함수인 지수함수 y=ax가 존재한답니다!
아래 표로 로그함수 y=log2x (a>1인 경우)와 y=log1/2x (0
함수 | y = log2x | y = log1/2x |
---|---|---|
정의역 | 양의 실수 전체의 집합 | 양의 실수 전체의 집합 |
치역 | 실수 전체의 집합 | 실수 전체의 집합 |
증가/감소 | x의 값이 증가하면 y의 값도 증가한다. | x의 값이 증가하면 y의 값은 감소한다. |
지나는 점 | (1, 0) | (1, 0) |
점근선 | y축 | y축 |
연산 PDF 링크 삽입 위치
✅ 개념확인
✏️ 문제: 로그함수 f(x) = logax (a > 0, a ≠ 1)에 대한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고르시오.
보기
ㄱ. 치역은 양의 실수 전체의 집합이다.
ㄴ. a > 1일 때, x1 < x2이면 f(x1) > f(x2)이다.
ㄷ. 그래프는 항상 점 (1, 0)을 지난다.
ㄹ. 그래프의 점근선의 방정식은 y=0이다.
💡 풀이:
하나씩 살펴봅시다!
- ㄱ. 치역은 양의 실수 전체의 집합이다.
로그함수의 치역은 실수 전체의 집합이에요. 따라서 옳지 않아요. - ㄴ. a > 1일 때, x1 < x2이면 f(x1) > f(x2)이다.
밑 a > 1이면 증가함수이므로, x값이 커지면 함숫값도 커져요. 즉, x1 < x2이면 f(x1) < f(x2)가 되어야 해요. 따라서 옳지 않아요. - ㄷ. 그래프는 항상 점 (1, 0)을 지난다.
로그함수는 밑의 값에 관계없이 항상 점 (1, 0)을 지나요 (loga1=0). 따라서 옳습니다! - ㄹ. 그래프의 점근선의 방정식은 y=0이다.
로그함수의 점근선은 y축 (직선 x=0)이에요. 따라서 옳지 않아요.
따라서 옳은 것은 ㄷ 뿐입니다!
연산 PDF 링크 삽입 위치
💡 참고
로그함수 그래프에서 밑 a의 크기가 그래프 모양에 어떤 영향을 더 주는지 살펴볼까요? 🤔
- a > 1일 때: 밑 a의 값이 클수록 그래프는 x축에 더 가깝게(더 완만하게) 증가해요 (x>1 범위에서). 예를 들어 y=log2x 그래프가 y=log3x 그래프보다 더 가파르게 그려져요. 0
인 부분에서는 반대로 a값이 클수록 y축에 더 가까워진답니다. - 0 < a < 1일 때: 밑 a의 값이 작을수록 (즉, 1/a 값이 클수록) 그래프는 x축에 더 가깝게(더 완만하게) 감소해요 (x>1 범위에서). 예를 들어 y=log1/2x 그래프가 y=log1/3x 그래프보다 더 가파르게 그려져요. 0
인 부분에서는 반대로 a값이 작을수록 y축에 더 가까워진답니다.
이런 미묘한 차이도 알아두면 그래프를 비교하거나 이해하는 데 도움이 될 거예요! 😉