algebra

対数

対数は指数演算の逆演算である。log_a(b) = c は a^c = b を意味し、「a を何乗すれば b になるか」に答える。

対数は指数演算の逆演算である。式 log⁡ab=c\log_a b = c は厳密に ac=ba^c = b を意味する——対数は「bb を得るには aa を何乗すればよいか」に答える。

よく使われる底:

  • log⁡10\log_{10}(常用対数)—— pH、デシベル、リヒタースケールで用いる。
  • ln⁡=log⁡e\ln = \log_e(自然対数)—— 微積分や連続的な増加モデル。
  • log⁡2\log_2 —— 計算機科学、情報理論。

主な性質:

  • log⁡(xy)=log⁡x+log⁡y\log(xy) = \log x + \log y(積を和に変える)
  • log⁡(xn)=nlog⁡x\log(x^n) = n \log x(べきを積に変える)
  • 底の変換:任意の基準の底に対して log⁡ab=log⁡blog⁡a\log_a b = \frac{\log b}{\log a}。

対数は膨大な範囲(地球と月の距離 対 原子の幅)を扱いやすい尺度に圧縮し、指数的なデータを直線化する——これが科学で対数軸のグラフが非常に多用される理由である。

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