математика

десятичный логарифм

логарифм по основанию 10 — из анатомии формулы
6 формул

Описание

Десятичный логарифм, обозначаемый как log10(x) или просто log(x), — это степень, в которую нужно возвести число 10, чтобы получить число x. Например, log10(100) = 2, потому что 10^2 = 100. Это фундаментальный инструмент в науке для работы с величинами, охватывающими много порядков, такими как интенсивность звука (децибелы), энергия землетрясений (шкала Рихтера) или кислотность (pH). Поскольку он превращает мультипликативные соотношения в аддитивные, он упрощает анализ и визуализацию экспоненциального роста или затухания.

История

Концепция обычных логарифмов была введена Джоном Непером в начале XVII века, но десятичный вариант был разработан Генри Бриггсом в 1617 году, который сотрудничал с Непером для создания таблиц логарифмов для практических вычислений.

Как это работает

Логарифм — это обратная функция к возведению в степень с основанием 10. Для любого положительного числа x, log10(x) = y, такое что 10^y = x. Он обладает свойствами log10(a*b) = log10(a) + log10(b) и log10(a^b) = b * log10(a). Эти свойства упрощают работу с большими и малыми числами, а также линеаризацию экспоненциальных данных для регрессионного анализа.

Где применяется

Он используется во всех областях, где имеют дело с порядками величин, включая акустику (децибелы), сейсмологию (шкала Рихтера), химию (pH) и теорию информации (биты и энтропия). Он также лежит в основе логарифмических шкал при построении графиков и преобразовании данных.

Любопытный факт

Логарифмическая линейка, механический аналоговый компьютер, использовавшийся более 300 лет, работает благодаря свойству логарифмов превращать умножение в сложение.

Граф понятий →

Формулы

$$\log_{10}(M/M_\odot) = a \log_{10}(L/L_\odot) + b$$
Связывает массу звезды со светимостью.
Что в формуле
Mпеременнаямасса звезды — масса кг
Lпеременнаясветимость звезды — светимость Вт
M_sunпеременнаямасса Солнца — масса кг
L_sunпеременнаясветимость Солнца — светимость Вт
aконстантаэмпирический наклон соотношения — empirical slope = 3.5
bконстантаэмпирический свободный член соотношения — empirical intercept = 0
log10оператордесятичный логарифм — десятичный логарифм
$$[\mathrm{X}/\mathrm{Y}] = \log_{10}\left(\frac{n_{\mathrm{X}}/n_{\mathrm{Y}}}{(n_{\mathrm{X}}/n_{\mathrm{Y}})_\odot}\right)$$
Логарифмическая мера содержания элемента относительно солнечного состава.
Что в формуле
[X/Y]переменнаялогарифмическое отношение содержаний относительно солнечного — отношение содержаний
n_Xпеременнаячисловая плотность элемента X — number density 1/м³
n_Yпеременнаячисловая плотность элемента Y — number density 1/м³
(n_X/n_Y)_⊙переменнаясолнечное отношение числовых плотностей — number density ratio
log10оператордесятичный логарифм — десятичный логарифм
$$m - M = 5 \log_{10} \left( \frac{d}{10\,{\rm pc}} \right)$$
Связывает видимую и абсолютную звёздные величины с расстоянием.
Что в формуле
mпеременнаявидимая звёздная величина — видимая звёздная величина
Mпеременнаяабсолютная звёздная величина — absolute magnitude
dпеременнаярасстояние до объекта — расстояние пк
log10оператордесятичный логарифм — десятичный логарифм
$$m = H + 5\log_{10}\left(\frac{d}{10\,\text{pc}}\right) + \text{phase correction}$$
Видимая звёздная величина зависит от абсолютной звёздной величины, расстояния и фазового угла.
Что в формуле
mпеременнаявидимая звёздная величина — видимая звёздная величина
Hпеременнаяабсолютная звёздная величина — absolute magnitude
dпеременнаярасстояние до объекта — расстояние пк
\text{phase correctiпеременнаяпоправка на фазовый угол (например, для планет или астероидов) — phase correction
\log_{10}операторлогарифм по основанию 10 — десятичный логарифм
$$E(B-V) = \frac{2.5}{k(\lambda_2) - k(\lambda_1)} \log_{10}\left( \frac{(F_{\lambda_1}/F_{\lambda_2})_{\text{obs}}}{(F_{\lambda_1}/F_{\lambda_2})_{\text{int}}} \right)$$
Вносит поправку в наблюдаемые отношения потоков за межзвёздное поглощение, используя кривую покраснения.
Что в формуле
E(B-V)переменнаяИзбыток цвета между полосами B и V — color excess
k(λ)переменнаяКривая поглощения на длине волны λ — extinction curve
F_λпеременнаяПоток на длине волны λ — поток Вт/м²
λпеременнаяДлина волны — длина волны м
log10операторДесятичный логарифм — десятичный логарифм
$$\Delta[\mathrm{X}/\mathrm{Y}] = \log_{10}\left(\frac{N_{\mathrm{X}}}{N_{\mathrm{Y}}}\right)_2 - \log_{10}\left(\frac{N_{\mathrm{X}}}{N_{\mathrm{Y}}}\right)_1$$
Логарифмическая разность отношений содержаний элементов.
Что в формуле
\Delta[\mathrm{X}/\mпеременнаяРазность логарифмических отношений содержаний — metallicity difference
N_{\mathrm{X}}переменнаяЧисловая плотность элемента X — number density 1/м³
N_{\mathrm{Y}}переменнаяЧисловая плотность элемента Y — number density 1/м³
\log_{10}операторДесятичный логарифм — десятичный логарифм
\DeltaоператорРазность между двумя состояниями — разность

Статьи по теме · 0

Статей пока нет