algebra

Logarithm

A logarithm is the inverse of exponentiation: log_a(b) = c means a^c = b. It answers "what power of a gives b?"

對數是指數運算的逆運算。式子 logab=c\log_a b = c 正好表示 ac=ba^c = b——對數回答「我要把 aa 升到幾次方才能得到 bb?」

常見底數:

  • log10\log_{10}(常用對數)——用於 pH 值、分貝、芮氏規模。
  • ln=loge\ln = \log_e(自然對數)——微積分與連續成長模型。
  • log2\log_2——電腦科學、資訊理論。

主要性質:

  • log(xy)=logx+logy\log(xy) = \log x + \log y(把乘積化為和)
  • log(xn)=nlogx\log(x^n) = n \log x(把乘冪化為乘積)
  • 換底公式:對任意參考底數 logab=logbloga\log_a b = \frac{\log b}{\log a}

對數把極大的範圍(地月距離 對 原子寬度)壓縮成易於處理的尺度,並把指數型資料線性化——這正是科學中對數座標軸圖如此常見的原因。