小谈对数 数学是一门至关重要的学科,也是一种世界语言。数学无处不在,对社 会,对人类,对文化,对科学都作出了极其重大的贡献,难怪数学一直是我 们学习的主课,它的应用非常广泛,而且包含的内容更是丰富多彩。学习数 学也是趣味无穷的,你可以在社会中很快得到实践和感受到它的神奇。现在 的银行遍步世界各地,与人们息息相关,其实银行是靠数学知识来运作的, 对数是其中重大的应用。下面我会介绍对数的一些知识。
1484年,人们对一些大数使用起来感到非常不便,2484年,丘凯和斯遇 尔两人潜心研,想找到一种比较简便的方法,最后他们注意到了下面两个数 列的关系。
n0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,… 2 n1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,…… 如果想求第二得任意两个数的积,只要计算与这两个数对应的第一行的数之 各,就可从和数中找出对应的答数。若示主的是商,只要把上述的“和”改 为“差”就行了。后来英格兰数学家纳皮尔致力于研究球面三角和除法运算 。随着三角学的迅速发展,各种三角函数表大量出现,这是他发明对数的直 接原因。纳皮尔最初的目的是想简化一些角运算。当他见到丘凯和斯蒂费尔 的研究成果时,他茅塞顿开。他的思路是沿着公式 sinA·sinB={cos(A-B)-cos(A+B)}/2 而来的。他在对数的理论上面至少花费了20年。关于对数的发明,我们还 应该提起另一个人,他就是瑞士仪器制造者比尔吉。比尔吉是天文学家开普 勒的助手。他根据斯蒂费尔的发现,整整用了8年时间,造成了一张反对数 表。于1620年发表,比纳皮尔晚6年。纳皮尔和比尔吉两人都致力于对 数的研究,只不过纳皮尔用的是几何方法,比尔吉用的是代数法。现在,对 数普遍被认为是指数。例如,如果n=b x,我们就可以说X是N的以B为底 的对数。从这一定义出发,对数定律直接来自指数定律。1614年,纳皮 尔发表了《奇妙的对数定理说明书》,在这本书中,发表了他关于对数的讲 座。这书一发表就引起人们的广泛兴趣。后来他和布里格斯把对数做了改时 ,使得1的对数为0,10的对数为10的适当次幂,这样造出来的对数表 更为有用。于是就有了我们今天的常用对数,为了纪念布里格斯,人们又把 它称为布里格斯对数。这种对数实质上是以10为底数的,这样在数值计算 上具有优越的效用。1624年,布里格斯发表了他的《对数算术》,这是 一本对数表,它包括从1到20000和90000到100000的14 位常用对数表,后来在出版商的帮助下,又把从20000到90000的 其他数补了上来。1620年,布里格斯的一位同事冈特发表了角的正弦和 正切的常用对数表,直到20世纪三四十年代才被英国算出的20位对数表 所代替。 对数是一种计算方法,如果a(a大于0,a不等于1)的b次冥等于N,那 么数b叫做以a为底N的对数,记做logaN=b,其中a叫做对数的底数,N叫做真 数。N永远是正数,负数和零没有对数。通常将以10为底的对数叫做常数对 数,为了简便,N的常用对数log10N简记作N,e为底的对数叫做自然对数。 对数运算性质,如果a大于0,a不等于1,M大于0,N大于0,那么loga(MN) =logaM+logaN,logaM/N=logaM-logaN,logaM=nlogaM。这些性质都可以证 明的。函数y=logaX(a大于0,a不等于1)叫做对数函数,其中是自变量, 函数的定义域是0到正无穷。因为对数函数与指数函数互为反函数,所以它 们的图象关于直线y=x对称。对数函数y=logaX在其底数a大于1时,在0到正 无穷上是增函数,当a大于0小于1时,在0到正无穷上是减函数。 对数的应用为我们的日常生活提供了很大方便,在实际问题中,如果原来产值的基 础数 为N,平均增长率为 ,则总产值对时间的关系式为y=N(1+p)x,这是一个应用广泛的函数 ,在 利率计算上,工农业产值,人口数量等方面都涉及到此式.如果你知到其中三个量,就可以 得到 第四个量.对数的发明更简化了研究天文学过程中的计算。 通过以上的介绍,你是否对对数有了更深入的了解,你是否感受的对数 的力量,它确实在很大程度上为我们的社会做出了重大贡献,它本身是复杂 的,但它却使到一些计算更简便。可见,数学在社会中的不可取代的地位, 大家可以想象得到没有了数学,我们的生活会是如何不堪设想。我们的主要 任务就是要用心学习数学的知识,而且还可以创造新的知识。慢慢地,你就 会发现数学是非常奇妙的。
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