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對數

高中 10 年級 · 函數

觀念

xylog₂1 = 0log₂2 = 1log₂4 = 22³ = 8 ⇔ log₂8 = 32468-2-11234O

對數回答「底數的幾次方等於這個數」:當 b>0b>0、b≠1b\ne1、N>0N>0 時,log⁡bN=k⇔bk=N\log_b N=k \Leftrightarrow b^k=N。它是指數的反運算,所以指數律翻譯過來就是對數律:log⁡(MN)=log⁡M+log⁡N\log(MN)=\log M+\log N、log⁡MN=log⁡M−log⁡N\log\dfrac{M}{N}=\log M-\log N、log⁡Mk=klog⁡M\log M^k=k\log M。換底公式 log⁡ab=log⁡blog⁡a\log_a b=\dfrac{\log b}{\log a} 讓任何底都能用計算機算。

例:log⁡232=5\log_2 32=5;log⁡48=32\log_4 8=\dfrac{3}{2}(都化成 2 的次方);已知 log⁡2=a,log⁡3=b\log2=a,\log3=b 則 log⁡12=2a+b\log 12=2a+b、log⁡5=1−a\log 5=1-a。解對數方程式要記得真數必須為正。

對數把乘法變加法、把巨大數字壓縮成可讀的尺度:pH 值、分貝、地震規模、複利年數、演算法複雜度都用它。

例題

已知 log⁡2=a\log 2 = a、log⁡3=b\log 3 = b,用 a,ba, b 表示 log⁡15\log \frac{1}{5}。

看解法與答案

把真數拆成 2,3,102, 3, 10 的乘積(5 寫成 10÷210 \div 2):15=21⋅30⋅10−1\frac{1}{5} = 2^{1} \cdot 3^{0} \cdot 10^{-1}。

用 log⁡(MN)=log⁡M+log⁡N\log(MN) = \log M + \log N、log⁡Mk=klog⁡M\log M^k = k\log M:log⁡15=(1)log⁡2+(−1)log⁡10\log \frac{1}{5} = (1)\log 2 + (-1)\log 10。

代入 log⁡2=a\log 2 = a、log⁡3=b\log 3 = b、log⁡10=1\log 10 = 1:log⁡15=a−1\log \frac{1}{5} = a-1。

答案: a−1a - 1

用在哪裡

插畫

對數:情境插畫對數:例題插畫

學習路徑

先學會

學完可以接著學

互動練習在本機版

這個網站是觀念與例題的閱讀版。互動練習(每次出不同數字的新題、自動判對錯、錯題本、熟練度與複習排程)在「數學學院」本機版,目前還沒對外開放。