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    指数与对数知识和指数与对数的转换公式

    发布时间:2020-12-01 14:08:35 作者:冬青好 

      什么是指数?

    2 指数 3  

    一个数的指数代表把多少个
    这个数 乘在一起。

    例子: 23 = 2 × 2 × 2 = 8

    (3个 2 乘在一起得到 8)

      什么是对数?
      对数与指数相反,它是这个问题的答案:"什么指数会得到这个结果?"

    对数问题

      这问题的答案是:

    指数到对数

      用以上的例子:
      指数用 2 和 3 来得到 8 (2乘3次为8)
      对数用 2 和 8 来得到 3 (2 成为 8,当把3个2乘在一起时)

      对数的意思是: 用几个 数与自己乘在一起会得到另一个数,

      所以对数的答案是指数:

    对数概念

    (去这里看看指数、根和对数的关系。)

      一起用,指数与对数时常用在一起,因为它们的效果是"相反"的(但底"a"要相同):

    指数与对数

    指数与对数互为"反函数"

      先做一个,然后做另一个,就还原了:

    •  ax,然后取对数,得回 x:Log a (a^x)
    • 取对数,然后取 ax,得回 xa^(log a (x))

     

      但光看名字不能猜到它们是相反的……

      你可以这样想:ax  "向上",loga(x)  "向下":

    • 向上走,然后向下走,你回到原处:向下(向上p(x)) = x
    • 向下走,然后向上走,你回到原处:向上(向下(x)) = x

      无论如何,重点是:指数函数可以"还原"对数函数的效果,(反过来也一样)

      看这个例子:
      举例: log3(x) = 5,x 是什么?我们可以用以3为底的指数来"还原"对数: 

    开始   log3(x) = 5

      我们想"还原"对数以得到 "x ="

    每边都用指数函数:   3^(log3(x))=3^5

     

     

    我们知道3^(log3(x))=x,所以:   x = 35
    答案:   x = 243

      再来一个:例子:y=log4(1/4),求 y

    开始   y=log4(1/4)
         
    每边都用指数函数:   4^y=4^( log4(1/4) )
         
    简化:   4y = 1/4
         
    小窍门:1/4 = 4-1
         
    所以:   4y = 4-1
         
    故此:   y = -1

      对数的特性,对数的其中一个强大功能是把乘变成加。loga( m × n ) = logam + logan "乘的对数是对数的和"

      为什么是这样?看附注。

      用这特性和指数定律,我们得到以下有用的特性:

    loga(m × n) = logam + logan 乘的对数是对数的和
       
    loga(m/n) = logam - logan 除乘的对数是对数的差
       
    loga(1/n) = -logan 这是以上"除"特性的结果,因为 loga(1) = 0
       
    loga(mr) = r ( logam ) m的r次幂 的对数 是 r 和 m的对数 的积
       

    记着:底 "a" 一定要相同!

    对数书历史: 以前没有计算器时,对数非常有用……例如,要乘两个很大的数,你可以用对数来把乘变为加(容易得多!)

    以前甚至有专门为此而设的对数表书。

     

     

      我们来玩玩:

    例子:简化 loga( (x2+1)4√x )

    开始:   loga( (x2+1)4√x )
         
     loga(mn) = logam + logan   loga( (x2+1)4 ) + loga( √x )
         
     loga(mr) = r ( logam ) :   4 loga(x2+1) + loga( √x )
         
    同时 √x = x½ :   4 loga(x2+1) + loga( x½ )
         
    再用 loga(mr) = r ( logam )    4 loga(x2+1) + ½ loga(x)

    不能再简化下去了……不能简化这个:loga(x2+1).

    答案:4 loga(x2+1) + ½ loga(x)

    注意:没有处理 loga(m+n)  loga(m−n)的规则

      我们也可以"反过来"用对数的特性来组合对数:

      例子:把loga(5) + loga(x)  loga(2) 变成一个对数:

    开始:   loga(5) + loga(x) − loga(2)
         
     loga(mn) = logam + logan :   loga(5x) − loga(2)
         
     loga(m/n) = logam − logan :   loga(5x/2)

     

    答案:loga(5x/2)

    更新:20210423 104224     


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