對數函數檢視原始碼討論檢視歷史
對數函數 |
對數函數,一般地,如果a(a大於0,且a不等於1)的b次冪等於N(N>0),那麼數b叫做以a為底N的對數,記作log aN=b,讀作以a為底N的對數,其中a叫做對數的底數,N叫做真數。一般地,函數y=log(a)X,(其中a是常數,a>0且a不等於1)叫做對數函數,它實際上就是指數函數的反函數,可表示為x=a^y。因此指數函數裡對於a的規定,同樣適用於對數函數。
簡介
真數式子沒根號那就只要求真數式大於零,如果有根號,要求真數大於零還要保證根號里的式子大於零,
底數則要大於0且不為1 。對數函數的底數為什麼要大於0且不為1? 【在一個普通對數式里 a<0,或=1 的時候是會有相應b的值的。但是,根據對數定義: log以a為底a的對數;如果a=1或=0那麼log以a為底a的對數就可以等於一切實數(比如log1 1也可以等於2,3,4,5,等等)】
通常我們將以10為底的對數叫常用對數(common logarithm),並把log10N記為lgN。另外,在科學技術中常使用以無理數e=2.71828···為底數的對數,以e為底的對數稱為自然對數(natural logarithm),並且把loge N 記為In N。根據對數的定義,可以得到對數與指數間的關係:
當a 〉0,a≠ 1時,a^X=N→X=logaN。
由指數函數與對數函數的這個關係,可以得到關於對數的如下結論:
在實數範圍內,負數和零沒有對數
loga^a=1 log以a為底a的對數為1(a為常數) 恆過點(1,0)
評價
16世紀末至17世紀初的時候,當時在自然科學領域(特別是天文學)的發展上經常遇到大量精密而又龐大的數值計算,於是數學家們為了尋求化簡的計算方法而發明了對數。
德國的史提非(1487-1567)在1544年所著的《整數算術》中,寫出了兩個數列,左邊是等比數列(叫原數),右邊是一個等差數列(叫原數的代表,或稱指數,德文是Exponent ,有代表之意)。
欲求左邊任兩數的積(商),只要先求出其代表(指數)的和(差),然後再把這個和(差)對向左邊的一個原數,則此原數即為所求之積(商),可惜史提非並未作進一步探索,沒有引入對數的概念。
納皮爾對數值計算頗有研究。他所製造的「納皮爾算籌」,化簡了乘除法運算,其原理就是用加減來代替乘除法。 他發明對數的動機是為尋求球面三角計算的簡便方法,他依據一種非常獨等的與質點運動有關的設想構造出所謂對數方法,其核心思想表現為算術數列與幾何數列之間的聯繫。在他的1619年發表《奇妙的對數表的描述》中闡明了對數原理,後人稱為 納皮爾對數,記為Nap.㏒x,它與自然對數的關係為:
Nap.㏒x=10㏑(107/x)
由此可知,納皮爾對數既不是自然對數,也不是常用對數,與現今的對數有一定的距離。
瑞士的彪奇(1552-1632)也獨立地發現了對數,可能比納皮爾較早,但發表較遲(1620)。
英國的布里格斯在1624年創造了常用對數。
1619年,倫敦斯彼得所著的《新對數》使對數與自然對數更接近(以e=2.71828...為底)。
對數的發明為當時社會的發展起了重要的影響,簡化了行星軌道運算問題。正如科學家伽利略(1564-1642)說:「給我時間,空間和對數,我可以創造出一個宇宙」。 又如十八世紀數學家拉普拉斯( 1749-1827)亦提到:「對數用縮短計算的時間來使天文學家的壽命加倍」。
最早傳入我國的對數著作是《比例與對數》,它是由波蘭的穆尼斯(1611-1656)和我國的薛鳳祚在17世紀中葉合 編而成的。當時在lg2=0.3010中,2叫「真數」,0.3010叫做「假數」,真數與假數對列成表,故稱對數表。後來改用 「假數」為「對數」。
我國清代的數學家戴煦(1805-1860)發展了多種求對數的捷法,著有《對數簡法》(1845)、《續對數簡法》(1846)等。1854年,英國的數學家艾約瑟(1825-1905) 看到這些著作後,大為嘆服。
當今中學數學教科書是先講「指數」,後以反函數形式引出「對數」的概念。但在歷史上,恰恰相反,對數概念不是來自指數,因為當時尚無分指數及無理指數的明確概念。布里格斯曾向納皮爾提出用冪指數表示對數的建議。1742年 ,J.威廉(1675-1749)在給G.威廉的《對數表》所寫的前言中作出指數可定義對數。而歐拉在他的名著《無窮小 分析尋論》(1748)中明確提出對數函數是指數函數的逆函數.[1]