自然对数到底有什么意义

2024-05-12 10:17

1. 自然对数到底有什么意义

定义 
  以常数e为底数的对数叫做自然对数,记作ln N(N>0). 
第二定义 
  它的含义是单位时间内,持续的翻倍增长所能达到的极限值 
 
e在科学技术中用得非常多,一般不使用以10为底数的对数。以e为底数,许多式子都能得到简化,用它是最“自然”的,所以叫“自然对数”。   我们可以从自然对数最早是怎么来的来说明其有多“自然”。以前人们做乘法就用乘法,很麻烦,发明了对数这个工具后,乘法可以化成加法,即:log(ab) = loga + logb.   但是能够这么做的前提是,我要有一张对数表,能够知道loga和logb是多少,然后求和,能够知道log多少等于这个和。虽然编对数表很麻烦,但是编好了就是一劳永逸的事情,因此有个大数学家开始编对数表。但他遇到了一个麻烦,就是这个对数表取多少作为底数最合适?10吗?或是2?为了决定这个底数,他做了如下考虑:   1.所有乘数/被乘数都可以化到0-1之内的数乘以一个10的几次方,这个用科学记数法就行了。   2.那么现在只考虑做一个0-1之间的数的对数表了,那么我们自然用一个0-1之间的数做底数(如果用大于1的数做底数,那么取完对数就是负数,不好看)。   3.这个0-1间的底数不能太小,比如0.1就太小了,这会导致很多数的对数都是零点几;而且“相差很大的两个数之的对数值却相差很小”,比如0.1做底数时,两个数相差10倍时,对数值才相差1.换句话说,像0.5和0.55这种相差不大的数,如果用0.1做底数,那么必须把对数表做到精确到小数点以后很多位才能看出他们对数的差别。   4.为了避免这种缺点,底数一定要接近于1,比如0.99就很好,0.9999就更好了。总的来说就是1 - 1/X ,X越大越好。在选了一个足够大的X(X越大,对数表越精确,但是算出这个对数表就越复杂)后,你就可以算   (1-1/X)^1 = P1 ,   (1-1/X)^2 = P2 ,   ……   那么对数表上就可以写上P1 的对数值是1,P2的对数值是 2……(以1-1/X作为底数)。而且如果X很大,那么P1,P2,P3……间都靠得很紧,基本可以满足均匀地覆盖了0.1-1之间的区间。   5.最后他再调整了一下,用(1- 1/X)^ X作为底,这样P1的对数值就是1/X,P2的对数值就是2/ X,……PX的对数值就是1,这样不至于让一些对数值变得太大,比如若X=10000,有些数的对数值就要到几万,这样调整之后,各个数的对数值基本在0-1之间。两个值之间最小的差为1/X。   6.现在让对数表更精确,那么X就要更大,数学家算了很多次,1000,1万,十万,最后他发现,X变大时,这个底数(1 - 1/X)^ X趋近于一个值。这个值就是1/e,自然对数底的倒数(虽然那个时候还没有给它取名字)。其实如果我们第一步不是把所有值放缩到0.1-1之间,而是放缩到1-10之间,那么同样的讨论,最后的出来的结果就是e了--- 这个大数学家就是著名的欧拉(Euler),自然对数的名字e也就来源于欧拉的姓名。   当然后来数学家对这个数做了无数研究,发现其各种神奇之处,出现在对数表中并非偶然,而是相当自然或必然的。因此就叫它自然对数底了。

自然对数到底有什么意义

2. 自然对数是什么?

自然对数:以无理数e为底记为ln。
在数学中,对数是对求幂的逆运算,正如除法是乘法的倒数,反之亦然。 这意味着一个数字的对数是必须产生另一个固定数字(基数)的指数。 
如果a的x次方等于N(a>0,且a不等于1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN。其中,a叫做对数的底数,N叫做真数。


扩展资料
对数在数学内外有许多应用。这些事件中的一些与尺度不变性的概念有关。例如,鹦鹉螺的壳的每个室是下一个的大致副本,由常数因子缩放。
例如,对数算法出现在算法分析中,通过将算法分解为两个类似的较小问题并修补其解决方案来解决问题。自相似几何形状的尺寸,即其部分类似于整体图像的形状也基于对数。
此外,由于对数函数log(x)对于大的x而言增长非常缓慢,所以使用对数标度来压缩大规模科学数据。对数也出现在许多科学公式中,例如Tsiolkovsky火箭方程,Fenske方程或能斯特方程。
参考资料来源:百度百科-对数

3. 自然对数跟有什么关系

对数函数y=logax(a>0且a/=1,定义域x>0)
自然对数函数是以自然对数e为底的对数函数,
令a=e
y=logex=lnx
e是自然对数,是无限不循环小数,是无理数
e≈2.718.>1
所以在R上单调递增。
是特殊的对数函数,

自然对数跟有什么关系

4. 自然对数是什么

以常数e为底数的对数叫做自然对数,记作ln N(N>0).
很高兴能帮助到你。若满意记得“采纳为满意答案”喔!祝你开心~O(∩_∩)O~

5. 自然对数是什么意思?

     01    log公式运算法则有:loga(MN)=logaM+logaN;loga(M/N)=logaM-logaN;logaNnx=nlogaM。如果a=em,则m为数a的自然对数,即lna=m,e=2.718281828…为自然对数的底,其为无限不循环小数。定义:若an=b(a>0,a≠1)则n=logab。
       自然对数的运算公式和法则:loga(MN)=logaM+logaN;loga(M/N)=logaM-logaN;对logaM中M的n次方有=nlogaM;如果a=e^m,则m为数a的自然对数,即lna=m,e=2.718281828…为自然对数的底。
       e是“指数”(exponential)的首字母,也是欧拉名字的首字母。和圆周率π及虚数单位i一样,e是最重要的数学常数之一。第一次把e看成常数的是雅各布•伯努利,他尝试计算lim(1+1/n) n 的值,1727年欧拉首次用小写字母“e”表示这常数,此后遂成标准。
       自然对数的底e是一个令人不可思议的常数,一个由lim(1+1/n)^n定义出的常数,居然在数学和物理中频频出现,简直可以说是无处不在。这实在是让我们不得不敬畏这神奇的数学世界。
      

自然对数是什么意思?

6. 什么是自然对数??

自然对数:以常数e为底数的对数叫做自然对数记作ln N(N>0).
欧拉(Leonhard Euler ,1707-1783)  著名的数学家,瑞士人,大部分时间在俄国和法国度过.他17岁获得硕士学位,早年在数学天才贝努里赏识下开始学习数学,毕业后研究数学,是数学史上最高产的作家.在世发表论文700多篇,去世后还留下100多篇待发表.其论著几乎涉及所有数学分支.  著名的七座桥问题也是他解决的。  他是创立数学符号的大师。首先使用f(x)表示函数,首先用∑表示连加,首先用i表示虚数单位.1727年首先引用e来表示自然对数的底。  欧拉公式有两个  一个是关于多面体的  如凸多面体面数是F顶点数是V棱数是E则V-E+F=2这个2就称欧拉示性数。  另一个是关于级数展开的  e^(i*x)=cos(x)+i*sin(x). 这里i是虚数单位i的平方=-1。


当x趋近于正无穷或负无穷时,[1+(1/x)]^x的极限就等于e,实际上e就是通过这个极限而发现的。它是个无限不循环小数。其值约等于2.718281828... 
它用e表示 
以e为底数的对数通常用于㏑ 
而且e还是一个超越数 
e在科学技术中用得非常多,一般不使用以10为底数的对数。以e为底数,许多式子都能得到简化,用它是最“自然”的,所以叫“自然对数”。  
涡形或螺线型是自然事物极为普遍的存在形式,比如:一缕袅袅升上蓝天的炊烟,一朵碧湖中轻轻荡开的涟漪,数只缓缓攀援在篱笆上的蜗牛和无数在恬静的夜空携拥着旋舞的繁星……  
螺线特别是对数螺线的美学意义可以用指数的形式来表达:  
φkρ=αe  
其中,α和k为常数,φ是极角,ρ是极径,e是自然对数的底。为了讨论方便,我们把e或由e经过一定变换和复合的形式定义为“自然律”。因此,“自然律”的核心是e,其值为2.71828……,是一个无限不循环数。  
“自然律”之美  
“自然律”是e 及由e经过一定变换和复合的形式。e是“自然律”的精髓,在数学上它是函数:  
(1+1/x)^x  
当X趋近无穷时的极限。  
人们在研究一些实际问题,如物体的冷却、细胞的繁殖、放射性元素的衰变时,都要研究  
(1+1/x)^x  
X的X次方,当X趋近无穷时的极限。正是这种从无限变化中获得的有限,从两个相反方向发展(当X趋向正无穷大的时,上式的极限等于e=2.71828……,当X趋向负无穷大时候,上式的结果也等于e=2.71828……)得来的共同形式,充分体现了宇宙的形成、发展及衰亡的最本质的东西。  
现代宇宙学表明,宇宙起源于“大爆炸”,而且目前还在膨胀,这种描述与十九世纪后半叶的两个伟大发现之一的熵定律,即热力学第二定律相吻合。熵定律指出,物质的演化总是朝着消灭信息、瓦解秩序的方向,逐渐由复杂到简单、由高级到低级不断退化的过程。退化的极限就是无序的平衡,即熵最大的状态,一种无为的死寂状态。这过程看起来像什么?只要我们看看天体照相中的旋涡星系的照片即不难理解。如果我们一定要找到亚里士多德所说的那种动力因,那么,可以把宇宙看成是由各个预先上紧的发条组织,或者干脆把整个宇宙看成是一个巨大的发条,历史不过是这种发条不断争取自由而放出能量的过程。  
生命体的进化却与之有相反的特点,它与热力学第二定律描述的熵趋于极大不同,它使生命物质能避免趋向与环境衰退。任何生命都是耗散结构系统,它之所以能免于趋近最大的熵的死亡状态,就是因为生命体能通过吃、喝、呼吸等新陈代谢的过程从环境中不断吸取负熵。新陈代谢中本质的东西,乃是使有机体成功的消除了当它自身活着的时候不得不产生的全部熵。  
“自然律”一方面体现了自然系统朝着一片混乱方向不断瓦解的崩溃过程(如元素的衰变),另一方面又显示了生命系统只有通过一种有序化过程才能维持自身稳定和促进自身的发展(如细胞繁殖)的本质。正是具有这种把有序和无序、生机与死寂寓于同一形式的特点,“自然律”才在美学上有重要价值。  
如果荒僻不毛、浩瀚无际的大漠是“自然律”无序死寂的熵增状态,那么广阔无垠、生机盎然的草原是“自然律”有序而欣欣向荣的动态稳定结构。因此,大漠使人感到肃穆、苍茫,令人沉思,让人回想起生命历程的种种困顿和坎坷;而草原则使人兴奋、雀跃,让人感到生命的欢乐和幸福。  
e=2.71828……是“自然律”的一种量的表达。“自然律”的形象表达是螺线。螺线的数学表达式通常有下面五种:(1)对数螺线;(2)阿基米德螺线;(3)连锁螺线;(4)双曲螺线;(5)回旋螺线。对数螺线在自然界中最为普遍存在,其它螺线也与对数螺线有一定的关系,不过目前我们仍未找到螺线的通式。对数螺线是1638年经笛卡尔引进的,后来瑞士数学家雅各·伯努利曾详细研究过它,发现对数螺线的渐屈线和渐伸线仍是对数螺线,极点在对数螺线各点的切线仍是对数螺线,等等。伯努利对这些有趣的性质惊叹不止,竟留下遗嘱要将对数螺线画在自己的墓碑上。

7. 什么是自然对数,它有什么性质?

自然对数:以常数e为底数的对数叫做自然对数记作ln N(N>0).
欧拉(Leonhard Euler ,1707-1783)  著名的数学家,瑞士人,大部分时间在俄国和法国度过.他17岁获得硕士学位,早年在数学天才贝努里赏识下开始学习数学,毕业后研究数学,是数学史上最高产的作家.在世发表论文700多篇,去世后还留下100多篇待发表.其论著几乎涉及所有数学分支.  著名的七座桥问题也是他解决的。  他是创立数学符号的大师。首先使用f(x)表示函数,首先用∑表示连加,首先用i表示虚数单位.1727年首先引用e来表示自然对数的底。  欧拉公式有两个  一个是关于多面体的  如凸多面体面数是F顶点数是V棱数是E则V-E+F=2这个2就称欧拉示性数。  另一个是关于级数展开的  e^(i*x)=cos(x)+i*sin(x). 这里i是虚数单位i的平方=-1。


当x趋近于正无穷或负无穷时,[1+(1/x)]^x的极限就等于e,实际上e就是通过这个极限而发现的。它是个无限不循环小数。其值约等于2.718281828... 
它用e表示 
以e为底数的对数通常用于㏑ 
而且e还是一个超越数 
e在科学技术中用得非常多,一般不使用以10为底数的对数。以e为底数,许多式子都能得到简化,用它是最“自然”的,所以叫“自然对数”。  
涡形或螺线型是自然事物极为普遍的存在形式,比如:一缕袅袅升上蓝天的炊烟,一朵碧湖中轻轻荡开的涟漪,数只缓缓攀援在篱笆上的蜗牛和无数在恬静的夜空携拥着旋舞的繁星……  
螺线特别是对数螺线的美学意义可以用指数的形式来表达:  
φkρ=αe  
其中,α和k为常数,φ是极角,ρ是极径,e是自然对数的底。为了讨论方便,我们把e或由e经过一定变换和复合的形式定义为“自然律”。因此,“自然律”的核心是e,其值为2.71828……,是一个无限不循环数。  
“自然律”之美  
“自然律”是e 及由e经过一定变换和复合的形式。e是“自然律”的精髓,在数学上它是函数:  
(1+1/x)^x  
当X趋近无穷时的极限。  
人们在研究一些实际问题,如物体的冷却、细胞的繁殖、放射性元素的衰变时,都要研究  
(1+1/x)^x  
X的X次方,当X趋近无穷时的极限。正是这种从无限变化中获得的有限,从两个相反方向发展(当X趋向正无穷大的时,上式的极限等于e=2.71828……,当X趋向负无穷大时候,上式的结果也等于e=2.71828……)得来的共同形式,充分体现了宇宙的形成、发展及衰亡的最本质的东西。  
现代宇宙学表明,宇宙起源于“大爆炸”,而且目前还在膨胀,这种描述与十九世纪后半叶的两个伟大发现之一的熵定律,即热力学第二定律相吻合。熵定律指出,物质的演化总是朝着消灭信息、瓦解秩序的方向,逐渐由复杂到简单、由高级到低级不断退化的过程。退化的极限就是无序的平衡,即熵最大的状态,一种无为的死寂状态。这过程看起来像什么?只要我们看看天体照相中的旋涡星系的照片即不难理解。如果我们一定要找到亚里士多德所说的那种动力因,那么,可以把宇宙看成是由各个预先上紧的发条组织,或者干脆把整个宇宙看成是一个巨大的发条,历史不过是这种发条不断争取自由而放出能量的过程。  
生命体的进化却与之有相反的特点,它与热力学第二定律描述的熵趋于极大不同,它使生命物质能避免趋向与环境衰退。任何生命都是耗散结构系统,它之所以能免于趋近最大的熵的死亡状态,就是因为生命体能通过吃、喝、呼吸等新陈代谢的过程从环境中不断吸取负熵。新陈代谢中本质的东西,乃是使有机体成功的消除了当它自身活着的时候不得不产生的全部熵。  
“自然律”一方面体现了自然系统朝着一片混乱方向不断瓦解的崩溃过程(如元素的衰变),另一方面又显示了生命系统只有通过一种有序化过程才能维持自身稳定和促进自身的发展(如细胞繁殖)的本质。正是具有这种把有序和无序、生机与死寂寓于同一形式的特点,“自然律”才在美学上有重要价值。  
如果荒僻不毛、浩瀚无际的大漠是“自然律”无序死寂的熵增状态,那么广阔无垠、生机盎然的草原是“自然律”有序而欣欣向荣的动态稳定结构。因此,大漠使人感到肃穆、苍茫,令人沉思,让人回想起生命历程的种种困顿和坎坷;而草原则使人兴奋、雀跃,让人感到生命的欢乐和幸福。  
e=2.71828……是“自然律”的一种量的表达。“自然律”的形象表达是螺线。螺线的数学表达式通常有下面五种:(1)对数螺线;(2)阿基米德螺线;(3)连锁螺线;(4)双曲螺线;(5)回旋螺线。对数螺线在自然界中最为普遍存在,其它螺线也与对数螺线有一定的关系,不过目前我们仍未找到螺线的通式。对数螺线是1638年经笛卡尔引进的,后来瑞士数学家雅各·伯努利曾详细研究过它,发现对数螺线的渐屈线和渐伸线仍是对数螺线,极点在对数螺线各点的切线仍是对数螺线,等等。伯努利对这些有趣的性质惊叹不止,竟留下遗嘱要将对数螺线画在自己的墓碑上。

什么是自然对数,它有什么性质?

8. 自然对数与对数的关系?

ln的公式:ln(mn)=lnm+lnn;ln(m/n)=lnm-lnn;ln(m^n)=nlnm;ln1=0;lne=1。
推导公式:
(1)log(1/a)(1/b)=log(a^-1)(b^-1)=-1logab/-1=loga(b)
(2)loga(b)*logb(a)=1
(3)loge(x)=ln(x)
(4)lg(x)=log10(x)

ln的运算法则
(1)ln(MN)=lnM+lnN
(2)ln(M/N)=lnM-lnN
(3)ln(M^n)=nlnM
(4)ln1=0
(5)lne=1
注意:拆开后,M,N需要大于0。自然对数以常数e为底数的对数。记作lnN(N>0)。