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对数的公式与性质:EGE 和 OGE 完整速查表

对数是底数需要乘方到的指数,以得到给定的数:若 ac = b,则 logab = c。基本性质:log(x·y) = log x + log y,log(x/y) = log x − log y,log xn = n·log x。种类:自然对数(ln,底数 e ≈ 2.718)和常用对数(lg,底数 10)。

对数的公式与性质——中小学生和大学生的基本速查表。这里您可以找到:对数的定义、主要性质(积的对数、商的对数、幂的对数、根的对数)、换底公式、对数的导数,以及对数的种类——自然对数(ln)和常用对数(lg)。该材料适合备考 EGE 和 OGE,也适合大学一年级学生。

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关于作者

本材料由 阿列克谢·巴甫洛夫(数学教师)编写。对数的公式与性质已在实际辅导学生备考 EGE 和 OGE 过程中得到验证。

本页内容:

对数的定义

对数是与乘方互为反函数的数学函数。以 a 为底数、b 的对数(loga b)是指需要将 a 乘方到的指数,以得到 b。

条件:b > 0,a > 0,a ≠ 1。

如何实际求解对数:

要计算 log₂8,需回答问题:「将 2 乘方到几次方可以得到 8?」答案:2³ = 8,因此 log₂8 = 3。

同理:log₃81 = 4,因为 3⁴ = 81。

对数的种类

对数:正数 b 以 a 为底(loga b)是指需要将 a 乘方到的指数,以得到 b。

对数的定义

对数的例子:

log2 8 = 3 (对数 8 以 2), 因为 23 = 8

log7 49 = 2 (对数 49 以 7), 因为 72 = 49

log5 15 = -1 (对数 15 以 5), 因为 5-1 = 15

常用对数

lg b —— 常用对数(以 10 为底的对数,a = 10)

常用对数——以 10 为底的对数。

lg b — 常用对数

常用对数的例子:

lg 100 = 2 — 100 的常用对数,因为 10² = 100。

lg 1000 = 3, 因为 10³ = 1000。

👉 常用对数表.

自然对数

ln b — 自然对数(以 e 为底的对数,a = e),其中 e ≈ 2.718。

例:ln(e²) = 2,因为 e² = e²。

重要提示:自然对数常用于高等数学、物理学和经济学。

👉 自然对数表.

对数的公式与性质

对于任意 a > 0、a ≠ 1 和 b > 0、x > 0、y > 0,下列对数的性质成立。

基本对数恒等式

底数 a 的以 a 为底的对数次幂等于 b。

例: 例:2log₂8 = 2³ = 8。

aloga b = b

1 的对数

对数零。无论对数的底数是什么,如果自变量为 1,则对数始终为 0。

例: 例:log₅1 = 0,因为 5⁰ = 1。

loga 1 = 0

等于底数的数的对数

对数单位。如果对数的自变量与底数相同,则对数的值等于 1。

例: 例:log₇7 = 1,因为 7¹ = 7。

loga a = 1

底数的倒数的对数

如果对数的自变量是底数的倒数,则对数的值等于 -1。

例: 例:log₃(1/3) = -1,因为 3⁻¹ = 1/3。

loga 1a = -1

两个正数乘积的对数

对数的和。在对数号下相乘的数,可以转化为两个同底对数之和。

例: 例:log₂(8·4) = log₂8 + log₂4 = 3 + 2 = 5。

logax · y = loga x+loga y

商的对数

商的对数。两数相除时,我们得到两个同底对数之差。

例: 例:log₂(8/4) = log₂8 - log₂4 = 3 - 2 = 1。

loga xy = logax-loga y
loga 1y = -loga y

正数的幂的对数

正数的幂的对数等于指数与该数对数的乘积。

例: 例:log₂8³ = 3·log₂8 = 3·3 = 9。

loga xn = n loga x

数的根的对数

根的对数等于被开方数的对数除以根指数所得的商。

例: 例:log₅√25 = log₅25 / 2 = 2/2 = 1。

logaxn = loga xn

对数的底数乘方

例: 例:log₄64 = log₂64 / 2 = 6/2 = 3。

logan x = loga xn,   при n ≠ 0

例: 例:log₂8 = log₄8² = log₄64 = 3。

loga x = logac xc

换底公式

可以将一种底数的对数转换为另一种底数的对数。

例: 例:log₂8 = log₁₀8 / log₁₀2 ≈ 0.903 / 0.301 = 3。

loga x = logb xlogb a

loga x = 1logx a

对数的导数

对数函数的导数(以给定底数)等于 1 除以对数函数自变量与该底数自然对数的乘积。

例: 例:(log₂x)' = 1/(x·ln2)。

loga x′ = 1x ln a

对数图像

拖动滑块即可更改对数的底数,从而影响图像的形状。当 a = e(≈ 2.718)时为自然对数,当 a = 10 时为常用对数。

y = log2 x

关于对数的常见问题

用通俗的话说,什么是对数?

对数是指需要将底数乘方到的指数,以得到给定的数。例如,log₂8 = 3,因为 2³ = 8。简单说,它就是问题「需要将数 a 乘方到几次方才能得到 b?」的答案。

常用对数和自然对数有什么区别?

常用对数的底数为 10(记为 lg),自然对数的底数为 e ≈ 2.718(记为 ln)。常用对数常用于工程计算,自然对数常用于高等数学、物理学和经济学。

备考 EGE 需要掌握哪些对数的主要性质?

主要性质:积的对数等于对数的和,商的对数等于对数的差,幂的对数等于指数与对数的乘积。同样需要记住 logₐa = 1 和 logₐ1 = 0。以上所有性质都在上表中列出。

如何从一个对数的底数转换到另一个?

换底使用公式:logₐx = logᵦx / logᵦa。例如,log₂8 = log₁₀8 / log₁₀2 ≈ 0.903 / 0.301 = 3。当需要在仅支持常用对数的计算器上计算对数时,这很有用。

1 的对数是多少?

1 以任意数为底的对数都是 0:logₐ1 = 0。这来自对数的定义:任何数的 0 次幂都等于 1。

以 2 为底的对数是多少?

以 2 为底的对数(log₂)是指需要将 2 乘方到的指数,以得到给定的数。例如,log₂8 = 3,log₂16 = 4,log₂32 = 5。为了快速查找数值,方便使用三角或工程计算器,也可以使用对数表。

可以计算负数的对数吗?

不可以,负数的对数和零的对数在实数范围内没有定义。这是因为底数的任何次幂都是正数,所以对数的自变量必须始终大于零(b > 0)。

如何解对数?

要解对数,请提出问题:「需要将底数 a 乘方到几次方才能得到自变量 b?」例如,log₃81 = 4,因为 3⁴ = 81。对于复杂的情况,请使用对数的性质:积的对数、商的对数、幂的对数以及换底公式。