对数函数中 对数的换底公式是怎么推导出来的

孕妇能吃栗子吗2023-05-02  17

设a=x的m方,b=x的n方,则log(a)b=log((x)的m方)(x的n方)=M/N)log(a)b,

然后将m=log(x)a,n=log(x)b再带回m/n就行了。

因为a=x的m方,b=x的n方所以m=log(x)a,n=log(x)b

已经很详细了,记住我是好样

换底公式是一个比较重要的公式,在很多对数的计算中都要使用。

log(a)(b)表示以a为底的b的对数。

所谓的换底公式就是log(a)(b)=log(n)(b)/log(n)(a)

推导:

有对数

log(a)(b)

设a=n^x,b=n^y

log(a)(b)=log(n^y)(n^y)

根据

对数的基本公式4:log(a)(M^n)=nlog(a)(M)

基本公式5:log(a^n)M=1/nlog(a)(M)

log(n^y)(n^y)=y/x

a=n^x,b=n^y

y=log(n)(b),x=log(n)(a)

则有:log(a)(b)=log(n^y)(n^y)=log(n)(b)/log(n)(a)

得证:log(a)(b)=log(n)(b)/log(n)(a)

不同分母的两个分数不能直接相加,要换成相同的分母后才能相加同理底不同的对数要相互运算,就需要换成同样的底这样就产生了换底公式

推倒一:

设a^b=N…………①

则b=logaN…………②

把②代入①即得对数恒等式:

a^(logaN)=N…………③

把③两边取以m为底的对数得

logaN·logma=logmN

所以

logaN=(logmN)/(logma)

推导2:

设t=log(a)b

则有a^t=b

两边取以e为底的对数

tlna=lnb

t=lnb/lna

即是:log(a)b=lnb/lna

解换底公式为:

loga(b)=logc(b)/logc(a)(c>0,c≠1)

推导过程

令loga(b)=t(1)

即a^t=b

两边取以c(c>0,c≠1)的对数

即logc(a^t)=logc(b)

即 t logc(a)=logc(b)

故由a≠1,即 logc(a)≠0

即t=logc(b)/ logc(a)(2)

由(1)与(2)知

loga(b)=logc(b)/logc(a)。

如果ax =N(a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN,读作以a为底N的对数,其中a叫做对数的底数,N叫做真数。

一般地,函数y=logaX(a>0,且a≠1)叫做对数函数,也就是说以幂(真数)为自变量,指数为因变量,底数为常量的函数,叫对数函数。

其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞),即x>0。它实际上就是指数函数的反函数,可表示为x=ay。因此指数函数里对于a的规定,同样适用于对数函数。

扩展资料:

在高等数学中有一种求导方法叫对数求导法,其原理就是指数函数的换底,把底为普通常数或变量的指数函数或幂指函数统统都变形为以e为底的复合函数形式。

这些都可以很容易地由对数换底公式及推论得到。

在实数域中,真数式子没根号那就只要求真数式大于零,如果有根号,要求真数大于零还要保证根号里的式子大于等于零(若为负数,则值为虚数),底数则要大于0且不为1。

在一个普通对数式里 a<0,或=1 的时候是会有相应b的值。但是,根据对数定义:log以a为底a的对数;如果a=1或=0那么log以a为底a的对数就可以等于一切实数(比如log11也可以等于2,3,4,5,等等)

通常我们将以10为底的对数叫常用对数(common logarithm),并把log10N记为lgN。另外,在科学计数中常使用以无理数e=271828···为底数的对数,以e为底的对数称为自然对数(natural logarithm),并且把logeN 记为In N。根据对数的定义,可以得到对数与指数间的关系:

当a>0,a≠1时,aX=N  X=logaN。(N>0)由指数函数与对数函数的这个关系,可以得到关于对数的如下结论:

在实数范围内,负数和零没有对数; ,log以a为底1的对数为0(a为常数) 恒过点(1,0)。

有理和无理指数,如果  是正整数,  表示等于  的  个因子的加减:

log ln lg的互换公式是logaM=logc M/logc a。

对数换底公式(formula of change of base of logarithms)简称换底公式,是对数的一种恒等变形,指更换底数时同一真数的两个对数间的关系式。

对数的历史

16、17世纪之交,随着天文、航海、工程、贸易以及军事的发展,改进数字计算方法成了当务之急。约翰·纳皮尔(J Napier,1550~1617)正是在研究天文学的过程中,为了简化其中的计算而发明了对数.对数的发明是数学史上的重大事件,天文学界更是以近乎狂喜的心情迎接这一发明。

恩格斯曾经把对数的发明和解析几何的创始、微积分的建立称为17世纪数学的三大成就,伽利略也说过:“给我空间、时间及对数,我就可以创造一个宇宙。”

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