Apakah logaritma nombor negatif?

Apakah logaritma nombor negatif?
Anonim

Logaritma nombor negatif tidak ditakrifkan dalam bilangan sebenar, dengan cara yang sama bahawa akar kuantiti nombor negatif tidak ditakrifkan dalam bilangan sebenar. Jika anda dijangka mencari log nombor negatif, jawapan "belum ditentukan" cukup dalam kebanyakan kes.

Ia adalah mungkin untuk menilai satu, bagaimanapun, jawapannya akan menjadi nombor kompleks. (sebilangan bentuk #a + bi #, di mana #i = sqrt (-1) #)

Sekiranya anda mengenali nombor kompleks dan berasa selesa bekerja dengan mereka, baca seterusnya.

Pertama, mari bermula dengan kes umum:

#log_b (-x) =? #

Kami akan menggunakan peraturan perubahan-asas dan menukar kepada logaritma semulajadi, untuk membuat perkara lebih mudah kemudian:

#log_b (-x) = ln (-x) / lnb #

Perhatikan bahawa #ln (-x) # adalah perkara yang sama seperti #ln (-1 * x) #. Kita boleh mengeksploitasi harta penambahan logaritma, dan memisahkan bahagian ini menjadi dua log berasingan:

#log_b (-x) = (lnx + ln (-1)) / lnb #

Sekarang satu-satunya masalah ialah mencari tahu apa #ln (-1) # adalah. Ia mungkin kelihatan seperti perkara yang mustahil untuk dinilai pada mulanya, tetapi terdapat persamaan yang sangat terkenal yang dikenali sebagai Identiti Euler yang dapat membantu kita.

Identiti Euler menyatakan:

# e ^ (ipi) = -1 #

Keputusan ini datang dari pengembangan siri kuasa sinus dan kosinus. (Saya tidak akan menerangkannya terlalu mendalam, tetapi jika anda berminat, terdapat halaman yang bagus di sini yang menerangkan sedikit lebih lanjut)

Untuk sekarang, marilah kita hanya mengambil log semula jadi dari kedua-dua belah Pengenalan Euler:

#ln e ^ (ipi) = ln (-1) #

Sederhana:

#ipi = ln (-1) #

Jadi, sekarang kita tahu apa #ln (-1) # adalah, kita boleh menggantikan kembali persamaan kita:

#log_b (-x) = (lnx + ipi) / lnb #

Kini anda mempunyai formula untuk mencari log nombor negatif. Jadi, jika kita mahu menilai sesuatu seperti itu # log_2 10 #, kita hanya boleh memasukkan beberapa nilai:

# log_2 (-10) = (ln10 + ipi) / ln2 #

#approx 3.3219 + 4.5324i #