3.2-对数与对数函数

3.2.1 对数及其运算

一,对数函数简介
1.之前说过,指数函数的一般式是:y=pow(a,x),(x∈R,a>0,a≠1),这是以幂的指数x 为自变量,求常数a 的x 次方。
2.如果y 已知x 未知,以y 为自变量,求幂的指数x 的函数,就叫对数函数。
3.幂指数x在对数函数中,叫做以a 为底,y 的对数。如4²=16,2是以4为底,16 的对数。
4.对数函数的一般式为:y=logax,(a>0,a≠1)

  • a:对数的底数
  • y:真数

5.对数的性质

  • 0和负数没有对数,因为底数默认大于0
  • 1的对数为0,因为任何数的0 次方都是1
  • 底数和真数相同时,对数为1,即logaa=1

二,常用对数
1.定义:以10为底的对数
2.简写方式:lgX,即log10X

四,自然对数。
1.定义:以e 为底的对数
2.e 是一个无理数,其值是y=pow(x+1/x,x),x>0 的极限值
3.e 的函数为增函数,其值越大,增幅约小

五,用计算机语言js 表示log
1.Math.log(x),计算的就是以自然对数为底,x 的对数
2.用Math.log() 可以求以常数a 为底,x 的对数:Math.log(a)/Math.log(x)
3.可自定义一个具有数学log 意义的函数。为何如此封装稍后详解。

function log(a,x){
    return Math.log(x)/Math.log(a);
}

4.计算机对于log 的计算可能会存在Float 类型数据的精度问题,如:

  • log(10,100) 等于2,没问题
  • log(10,1000) 等于2.9999999...,应该等于3

三,对数运算法则
注:接下来为书写方便,用log(a,x)表示数学意义上的log,即以a 为底,x 的对数
1.对数的积:log(a,m*n)=log(a,m)+log(a,n)
2.对数的商:log(a,m/n)=log(a,m)-log(a,n)
3.对数的幂:log(a,m*m*...*m)=log(a,m)+log(a,m)+...+log(a,m)=log(a,pow(m,n))=n*log(a,m)

四,换底公式
1.换底公式:log(a,b)=log(n,b)/log(n,a)
2.在科学技术中,常常以自然对数为底,做换底运算。如当前用js 封装好的log 函数。
3.换底公式的诱导:

y=log(a,x)
pow(a,y)=x
log(e,pow(a,y))=log(e,x)
y*log(e,a)=log(e,x)
y=log(e,x)/log(e,a)

3.2.2 对数函数与指数函数的关系

1.对数函数一般式:y=log(a,x),(a>0,a≠1,x>0)
2.指数函数一般式:y=pow(a,x),(a>0,a≠1,x∈R)
3.对数函数与指数函数互为反函数。表现为:

  • 对数函数与指数函数的自变量合因变量互换
  • 对数函数与指数函数的坐标图形会沿y=x 的直线图形镜像对称

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