對於以底數 的對數
,定義為取 底數
的 冪
的反函式,即
。因此,對於任何
和
,
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(1)
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或等價地,
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(2)
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對於任何底數,對數函式在 處有一個奇點。在上圖中,藍色曲線是以 2 為底數的對數 (
),黑色曲線是以
為底數的對數(自然對數
),紅色曲線是以 10 為底數的對數(常用對數,即
)。
請注意,雖然以 10 為底數的對數在本作品、計算器以及初等代數和微積分教科書中表示為 ,但數學家和高等數學教材一致使用符號
來表示
,因此使用
來表示常用對數。因此,查閱文獻時需要格外小心。
情況更加複雜,因為數論學家(例如,Ivić 2003)通常使用符號 來表示巢狀自然對數
。
在 Wolfram 語言中,以 為底的對數實現為Log[b, x],而Log[x] 給出自然對數,即,Log[E, x],其中E是 Wolfram 語言中 e 的符號。
雖然三角函式的冪使用諸如 之類的符號表示,但
較少使用,而更常用符號
。
對數廣泛應用於科學和工程的許多領域,在這些領域中,量在很大範圍內變化。例如,聲音響度的分貝標度、地震震級的里氏震級和恆星亮度的天文標度都是對數標度。
的導數和不定積分由下式給出
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對數也可以為複數引數定義,如上所示。如果將對數作為正向函式,則將底數取給定冪的函式稱為反對數。
對數的除法和乘法恆等式可以從恆等式推匯出來
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具體而言,對於 ,
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對數的一個有趣的性質來自於尋找一個數字 ,使得
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因此
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另一個對於任意 成立的相關恆等式由下式給出
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如果 和
是整數,其中一個整數有一個質因數,而另一個整數缺乏該質因數,則 log_ab 形式的數字是無理數。A. Baker 在超越數理論中向前邁進了一大步,證明了 alphalnbeta 形式的數字之和的超越性,其中
和
是代數數。
