Logaritmer er en type regnetal hvorved multiplikation og division erstattes af addition og subtraktion, en enorm lettelse ved beregninger før lommeregnernes og computernes tid.

Faktaboks

Etymologi
Ordet logaritme kommer af nylatin logarithmus, dannet af J. Napier af græsk logos og arithmos 'tal'.

For eksempel udregnede man \(3,251 \cdot 43,77\) ved at finde logaritmerne \(\log 3,251 = 0,5120\), \(\log 43,77 = 1,6412\) i en logaritmetabel. Herefter finder man summen \(0,5120 + 1,6412 = 2.1532\) i en antilogaritmetabel hvor man får resultatet \(142,3\). Princippet udnyttes også på en regnestok, hvor man blot skal forskyde en logaritmisk skala langs en anden. Tidligere havde en ingeniør altid en regnestok ved hånden.

Regneregler for logaritmer

Regneregler
\(\log_c(a\cdot b) = \log_c a + \log_c b\)
\(\log_c (a/b) = \log_c a – \log_c b\)
\(\log_c (a^b) = b\cdot \log_c a\)
\(\log_c c = a\)

hvor \(\log_c\) betegner logaritmen med grundtal \(c\).

Kendte logaritmer

De tre væsentligste logaritmer er dem med grundtal e (den naturlige logaritme, \(\log_e\), skrevet \(\ln\)), \(10\) (titalslogaritmen, \(\log_{10}\), blot skrevet \(log\), hvis misforståelser kan udelukkes), samt den særligt inden for især informationsteori anvendte binære logaritme (totalslogaritme, \(\log_2\)); se bl.a. formlen for informationsmængde.

Historie

Indførelsen af logaritmeregning (John Napier i 1614 og uafhængigt heraf den schweiziske urmager Joost Bürgi (1552-1632) i 1620) byggede på udregning en gang for alle af potenser af et tal a tæt på 1: \[..., a^{-2}, a^{-1}, 1, a, a^2, a^3, ..., a^n,...\] (Napier brugte \(a=0,9999999\), Bürgi \(a = 1,0001\)). Et produkt \(uv\) er så tilnærmelsesvis \(a^{p+q}\), når \(a^p\) og \(a^q\) er tæt ved \(u\) og \(v\). Vælges \(a=\sqrt[n]{10}=10^{1/N}\), hvor \(N\) er et (stort) helt tal, får man sædvanlige titalslogaritmer (Henry Briggs, 1617) ved at sætte \(\log a^n = n / N\). Pointen er, at \(\log 10 = \log a^N = N/N = 1\).

Det er nok at tabellægge titalslogaritmer til tal mellem \(1\) og \(10\):

Af \(\log 4,377 = 0,6412\) følger \(\log 43,77 = \log(10\cdot 4.337) = 1 + 0.6412\), \(\log 437,7 = \log (100 \cdot 4,377) = 2 + 0,6412\), osv.

Efter Briggs kaldes det hele tal karakteristikken, og decimaldelen mantissen (af latin mantissa 'tilføjelse').

Generelt vil en logaritmefunktion sige en kontinuert funktion \( f \ : \ \mathbb{R}_+ \rightarrow \mathbb{R}\), ikke identisk \(0\), der opfylder funktionalligningen \(f(x_1x_2) = f(x_1) + f(x_2)\) for alle \(x_1, x_2 > 0\). Det vigtigste eksempel i videregående matematik er den naturlige logaritmefunktion \(\ln\), der kan defineres ved \[\ln x = \int^x_1 \frac{1}{t} dt,\] dvs. \(d(\ln x) /dx = 1/x\) og \(\ln 1 = 0\). Enhver logaritmefunktion fås af den naturlige- ved at gange denne med en konstant. Ganges med \(1/\ln c\), hvor \(c > 0\), \(c\neq 1\), fås logaritmefunktionen med grundtal \(c\), betegnet \(\log_c\). Med \(c = 10\) genfindes titalslogaritmen, mens \(\ln = \log_e\), hvor \(e\) betegner Eulers tal og er givet ved \(\ln e = 1\).

Den naturlige logaritmefunktion \(\ln\) og eksponentialfunktionen \(\exp\) er hinandens omvendte: \(y = \ln x\) er ensbetydende med \(x = e^y\). Tilsvarende er \(y = \log x\) ensbetydende med \(x = 10^y\), "\(\log x\) er den potens \(y\), som \(10\) skal opløftes til for at give \(x\)".

Kommentarer (1)

skrev Hans Bendix Pedersen

I forbindelse med den naturlige logaritmerfunktion er der lidt interessant række 1-1/2+1/3-1/4+.... som er konvergent med summen ln 2, og det kan man jo så tænke lidt over.

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig