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Abbiamo visto che quando
a=1 la funzione esponenziale in base
a diventa una funzione costante, che ha
per grafico una retta orizzontale. Una funzione costante associa sempre lo stesso valore a
tutti gli x cui si applica . Ciò non contrasta la definizione di
funzione, che richiede invece la cosiddetta
univocità, ossia che dato un certo x
la funzione gli associ un unico valore. Se una
relazione f associasse allo
stesso x più valori,
sarebbe inutilizzabile proprio la notazione "f(x)"
per indicare il valore assunto da f in corrispondenza a x, proprio
per il fatto che di valori non ce n'è uno solo. In altri termini, la
notazione "f(x)" diventa ambigua e quindi
contraddittoria. Diversa invece
la condizione di una funzione costante
f, in quanto f(x) è unico, seppur condiviso con tutti
gli altri x': f(x)=f(x').
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Quindi la relazione inversa di una funzione costante
non è univoca, anzi associa ad un solo valore (quello della costante)
tutti gli x che fanno parte del domino della funzione costante. Ecco
perché, quando a=1, la funzione logaritmica
scompare. Possiamo
constatare con l'aiuto della figura che facendo avvicinare
a al valore
1 (senza però assumerlo; nota che qui
a va spostato in verticale, in quanto è
visto come expa(1) ), le
funzioni logaritmiche che di volta in volta si ottengono sono sempre più
ripide; inoltre si passa da un andamento crescente, assunto
per a>1, ad uno decrescente, assunto
per a<1. Esattamente la stessa cosa accade
per le corrispondenti funzioni esponenziali. La caratteristica di essere
crescente o decrescente è condivisa, in questi due casi, da expa
e loga;
ciò che invece è opposto nelle due funzioni è la
rapidità di crescita o di decrescita. Infatti, quanto più tende
a essere orizzontale l'esponenziale, tanto più tende a essere verticale la
logaritmica. Il passaggio da crescita a decrescita nelle funzioni
esponenziali avviene passando per la retta orizzontale di equazione
y=1, che è exp1,
mentre lo stesso passaggio per le funzioni logaritmiche ha come
spartiacque la retta verticale di equazione x=1,
che non è grafico di una funzione.
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Abbiamo visto durante lo studio delle funzioni
esponenziali che il simbolo exp, senza
l'indicazione della base, sta ad indicare quella particolare funzione
esponenziale che nel punto (0,1) ha una
retta tangente di
pendenza 1 (e che quindi forma un angolo di 45 gradi con l'asse
delle ascisse). Tale esponenziale corrisponde ad una base particolare,
che è
un
numero irrazionale, poco più grande di 2.71, il
numero di
Nepero (o di Eulero),
indicato con
e (proprio in omaggio ad
Eulero ). Ebbene, così come exp=expe,
si pone anche log=loge,
pur se nel contesto della matematica applicata spesso si usa la
definizione log=log10;
per la qual cosa si è introdotto anche il simbolo
ln=loge,
in quanto il logaritmo in base e
è detto anche logaritmo naturale
o neperiano (da Nepero). Data la
simmetria già studiata fra curve esponenziale e logaritmica (avente le
stesse basi), possiamo concludere che il grafico del logaritmo naturale
ha, nel punto (1,0), ha una retta tangente di
pendenza 1.
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Alle limitazioni sul parametro
a aggiungiamo quella già vista della
positività, senza la quale l'esponenziale non esiste (nel campo dei
numeri reali).
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