1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

الرياضيات : التفاضل و التكامل :

Logarithm

المؤلف:  Abramowitz, M. and Stegun, I. A

المصدر:  "Logarithmic Function." §4.1 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover

الجزء والصفحة:  ...

23-6-2019

1872

Logarithm

 

The logarithm log_bx for a base b and a number x is defined to be the inverse function of taking b to the power x, i.e., b^x. Therefore, for any x and b,

 x=log_b(b^x),

(1)

or equivalently,

 x=b^(log_bx).

(2)

Logarithm

For any base, the logarithm function has a singularity at x=0. In the above plot, the blue curve is the logarithm to base 2 (log_2x=lgx), the black curve is the logarithm to base e (the natural logarithm log_ex=lnx), and the red curve is the logarithm to base10 (the common logarithm, i.e., log_(10)x=logx).

Note that while logarithm base 10 is denoted logx in this work, on calculators, and in elementary algebra and calculus textbooks, mathematicians and advanced mathematics texts uniformly use the notation logx to mean lnx, and therefore use log_(10)x to mean the common logarithm. Extreme care is therefore needed when consulting the literature.

The situation is complicated even more by the fact that number theorists (e.g., Ivić 2003) commonly use the notation log_kx to denote the nested natural logarithm ln...ln_()_(k)x.

In the Wolfram Language, the logarithm to the base b is implemented as Log[bx], while Log[x] gives the natural logarithm, i.e., Log[Ex], where E is the Wolfram Language symbol for e.

Whereas powers of trigonometric functions are denoted using notations like sin^kxlog^kx is less commonly used in favor of the notation (logx)^k.

Logarithms are used in many areas of science and engineering in which quantities vary over a large range. For example, the decibel scale for the loudness of sound, the Richter scale of earthquake magnitudes, and the astronomical scale of stellar brightnesses are all logarithmic scales.

The derivative and indefinite integral of log_bz are given by

d/(dz)log_bz = 1/(zlnb)

(3)

intlog_bzdz = (z(lnz-1))/(lnb)+C.

(4)

LogReImAbs
 
 
  Min   Max    
  Re    
  Im      

The logarithm can also be defined for complex arguments, as shown above. If the logarithm is taken as the forward function, the function taking the base to a given power is then called the antilogarithm.

For x=logN|_x_| is called the characteristic, and x-|_x_| is called the mantissa.

Division and multiplication identities for the logarithm can be derived from the identity

 xy=b^(log_bx)b^(log_by)=b^(log_bx+log_by),

(5)

including

log_b(xy) = log_bx+log_by

(6)

log_b(x/y) = log_bx-log_by

(7)

log_bx^n = nlog_bx.

(8)

There are a number of properties which can be used to change from one logarithm base to another, including

a = a^(log_ab/log_ab)

(9)

= (a^(log_ab))^(1/log_ab)

(10)

= b^(1/log_ab)

(11)

log_ba = 1/(log_ab)

(12)

log_bx = log_b(y^(log_yx))

(13)

= log_yxlog_by

(14)

log_bx = (log_nx)/(log_nb)

(15)

a^x = b^(x/log_ab)

(16)

= b^(xlog_ba).

(17)

An interesting property of logarithms follows from looking for a number y such that

 log_b(x+y)=-log_b(x-y)

(18)

 x+y=1/(x-y)

(19)

 x^2-y^2=1

(20)

 y=sqrt(x^2-1),

(21)

so

 log_b(x+sqrt(x^2-1))=-log_b(x-sqrt(x^2-1)).

(22)

Another related identity that holds for arbitrary 0<c<a is given by

 log((a+sqrt(a^2-c^2))/c)=1/2log((a+sqrt(a^2-c^2))/(a-sqrt(a^2-c^2))).

(23)

Numbers of the form log_ab are irrational if a and b are integers, one of which has a prime factor which the other lacks. A. Baker made a major step forward in transcendental number theory by proving the transcendence of sums of numbers of the form alphalnbetafor alpha and beta algebraic numbers.


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Logarithmic Function." §4.1 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 67-69, 1972.

Beyer, W. H. "Logarithms." CRC Standard Mathematical Tables, 28th ed. Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 159-160 and 221, 1987.

Conway, J. H. and Guy, R. K. "Logarithms." The Book of Numbers. New York: Springer-Verlag, pp. 248-252, 1996.

Ivić, A. "On a Problem of Erdős Involving the Largest Prime Factor of n." 5 Nov 2003. http://arxiv.org/abs/math.NT/0311056.

Pappas, T. "Earthquakes and Logarithms." The Joy of Mathematics. San Carlos, CA: Wide World Publ./Tetra, pp. 20-21, 1989.

Spanier, J. and Oldham, K. B. "The Logarithmic Function ln(x)." Ch. 25 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 225-232, 1987.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي