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关于对数的理解

好玩的数学  · 公众号  · 数学  · 2021-03-09 06:16

正文


编按: 昨天的文章的在编辑的时候,由于失误 把公式都漏掉了, 今修订再 推送。

作者 | 文逸( 数学、计算机热爱者)


16、17世纪之交,随着天文、航海、工程、贸易以及军事的发展,改进数字计算方法成了当务之急。约翰·纳皮尔(J.Napier,1550—1617)正是在研究天文学的过程中,为了简化其中的计算而发明了对数.对数的发明是数学史上的重大事件,天文学界更是以近乎狂喜的心情迎接这一发明。恩格斯曾经把对数的发明和解析几何的创始、微积分的建立称为17世纪数学的三大成就,伽利略也说过:“给我空间、时间及对数,我就可以创造一个宇宙。”

对数是由数学家约翰·纳皮尔发明,这个意义无论对于当时还是现在都是非常重大。在中学数学中,我们先是学习了指数,比如 。然后,我们才学习了指数的逆运算——对数,比如求出2的多少次方才会等于8,我们可以用对数来表示这个数,即 ,其结果就是 。我们用更一般的表达式来表示指数函数 ,写成对数形式 。因此,指数和对数互为逆运算。


在历史上,对数函数其实先出现,后来才出现指数函数。这是因为对数发明的初衷并不是用于求解指数的幂,而是用于求解多个数的连乘之积。当时,随着科学技术的发展,人们在计算过程中所用到的数字随之越来越大。由于没有计算器的帮助,想要算出几个很大数字的乘积,往往需要耗费大量的时间。

对数的出现让乘法变成了加法,让计算更为快速。比如随便出个例题,计算2的999次方的值,保留5位有效数字。一般人看到这题是很难解答的,不知道怎么算,会用对数就很方便。设 ,两边同时取以10为底的对数,得






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