Толковый словарь Ефремовой:
логарифм м.
Показатель степени, в которую нужно возвести число, называемое основанием, чтобы получить данное число (в математике).
Толковый словарь Ушакова:
ЛОГАРИ́ФМ, логарифма, ·муж. (от ·греч. logos — слово и arithmos — число) (мат.). Показатель степени, в которую надо возвести число, называемое основанием, чтобы получить данное число.
Большая советская энциклопедия:
Логарифм
Числа N по основанию а, показатель степени m, в которую следует возвести число а (основание Л.), чтобы получить N; обозначается logaN. Итак, m = logaN, если ам = N. Например, log10 100 = 2; log2 1/32 = — 5; loga 1 = 0, т. к. 100 = 102, 1/32 = 2-5, 1 = a0. При отрицательных а бесконечно много положительных чисел не имело бы действительных логарифмов, поэтому берётся а > 0 и а 1. Из свойств логарифмической функции (См. Логарифмическая функция) вытекает, что каждому положительному числу соответствует при данном основании единств. действительный Л. (логарифмы отрицательных чисел являются комплексными числами). Основные свойства Л.:
loga(MN) = logaM + logaN;
logaM/N = logaM — logaN;
logaNk = k logaN;
loga logaN
позволяют сводить умножение и деление чисел к сложению и вычитанию их Л., а возведение в степень и извлечение корня — к умножению и делению Л. на показатель степени или корня, т. е. к более простым действиям.
Когда основание а фиксировано, говорят об определённой системе Л. В соответствии с десятичным характером нашего счёта наиболее употребительны десятичные Л. (а = 10), обозначаемые lg N. Для рациональных чисел, отличных от 10k с целым k, десятичные Л. суть трансцендентные числа (См. Трансцендентное число), которые приближённо выражают в десятичных дробях. Целую часть десятичного Л. наз. характеристикой, дробную — мантиссой. Так как lg(10kN) = k + lgN, то десятичные Л. чисел, отличающихся множителем 10k, имеют одинаковые мантиссы и различаются лишь характеристиками. Это свойство лежит в основе построения таблиц Л., которые содержат лишь мантиссы Л. целых чисел (см. Логарифмические таблицы).
Большое значение имеют также натуральные Л., основанием которых служит трансцендентное число e = 2,71828...; их обозначают lnN. Переход от одного основания Л. к другому совершается по формуле logbN = logaN/logab, множитель 1/logab называется модулем перехода (перевода) от основания а к основанию b. Для перехода от натуральных Л. к десятичным или обратно имеем
lnN = IgN/lge, lgN = InN/ln10;
1/lge = 2,30258; 1/ln10 = 0,43429....
Историческая справка. Открытие Л. было связано в первую очередь с быстрым развитием астрономии в 16 в., уточнением астрономических наблюдений и усложнением астрономических выкладок. Авторы первых таблиц Л. исходили из зависимости между свойствами геометрической прогрессии и составленной из показателей степени её членов арифметической прогрессии. Эти зависимости, частично подмеченные ещё Архимедом (3 в. до н. э.), были хорошо известны Н. Шюке (1484) и немецкому математику М. Штифелю (1544). Первые логарифмические таблицы были составлены одновременно и независимо друг от друга Дж. Непером (1614, 1619) и швейцарским математиком И. Бюрги (1620). Важный шаг в теоретическом изучении Л. сделал бельгийский математик Григорий из Сен-Винцента (1647), обнаруживший связь Л. и площадей, ограниченных дугой гиперболы, осью абсцисс и соответствующими ординатами. Представление Л. бесконечным степенным рядом дано Н. Меркатором (1668), нашедшим, что
In(1+x) = x
Вскоре затем Дж. Грегори (1668) открыл разложение
ln .
Этот ряд очень быстро сходится, если М = N + 1 и N достаточно велико; поэтому он может быть использован для вычисления Л. В развитии теории Л. большое значение имели работы Л. Эйлера. Им установлено понятие о логарифмировании как действии, обратном возведению в степень.
Термин «Л.» предложил Дж. Непер; он возник из сочетания греческих слов logos (здесь — отношение) и arithmos (число); в античной математике квадрат, куб и т. д. отношения а/b называются «двойным», «тройным» и т. д. отношением. Т. о., для Непера слова «lgu arithms» означали «число (кратность) отношения», то есть Л. у Дж. Непера — вспомогательное число для измерения отношения двух чисел. Термин «натуральный логарифм» принадлежит Н. Меркатору, «характеристика» — английскому математику Г. Бригсу, «мантисса» в нашем смысле — Л. Эйлеру, «основание» Л. — ему же, понятие о модуле перехода ввёл Н. Меркатор. Современное определение Л. впервые дано английским математиком В. Гардинером (1742). Знак Л. — результат сокращения слова «Л.» — встречается в различных видах почти одновременно с появлением первых таблиц [напр., Log — у И. Кеплера (1624) и Г. Бригса (1631), log и 1. — Б. Кавальери (1632, 1643)].
Лит.: Маркушевич А. И., Площади и логарифмы, М. — Л., 1952; История математики, т. 2, М., 1970.
Толковый словарь Даля:
логарифм
ЛОГАРИФМ м. математ. Если под рядом чисел геометрической прогрессии (лествицы) выставить ряд отвечающих им чисел арифметической прогрессии, то каждое из последних будет логарифмом дружки своей, в первом порядке; сим способом умножение обращают в сложение, деление в вычитанье, что и облегчает выкладки. Логарифмический к логарифмам относящ. Логарифмика ж. кривая линия, в коей ординаты отвечают логарифмам абсцисс; логистика.
Этимологический словарь Крылова:
Этот математический термин был заимствован из французского, где logarithme восходит к научной латыни: слово logarithmus было образовано искусственно из греческого legos ("отношение") и arithmos – "число".
Орфографический словарь Лопатина:
орф.
логарифм, -а
Толковый словарь Ожегова:
ЛОГАРИФМ, а, м. В математике: показатель степени, в к-рую надо возвести число, называемое основанием, чтобы получить данное число. Таблица логарифмов.
| прил. логарифмический, ая, ое. Логарифмическая линейка (счётный инструмент).
Научно-технический словарь:
ЛОГАРИФМ, вспомогательный прием (формула) для произведения вычислений, выведенный в 1614 г. Джоном НЕПЕРОМ и разработанный впоследствии английским математиком Генри Бриггсом (1561-1631). Логарифмом числа ( ) является показатель степени (х), в которую надо возвести основание (b), чтобы оно равнялось п, то есть: bx=n. Логарифм по основанию b записывается следующим образом: logbn=х. Наиболее часто используемые основания — 10 и так называемое число е (2,71828...), основание натурального логарифма. Логарифм по основанию 2 используется в КОМПЬЮТЕРНОЙ технике и теории информации. С основным понятием соотносится понятие антилогарифма: может называться антилогарифмом х по основанию b. Таким образом 100 — это антилогарифм 2 по основанию 10.
Этимологический словарь Макса Фасмера:
логарифм
начиная с Петра I; см. Смирнов 180. Вероятно, из франц. logarithme "логарифм" от лат. logarithmus (слово создано шотландским математиком Джоном Нэпиром в 1614 г.; см. Шульц–Баслер 2, 38) из греч. и , первонач. "относительное число".
Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона:
Л. данного числа n называется показатель степени, в которую нужно возвести некоторое другое данное число а, называемое основанием, чтобы получить n; так что зависимость между данным числом n, основанием а и Л. х числа n выражается формулою n = aх. Л. числа обозначается символом log, или lg, или L. Л. числа n, взятый при основании а, обозначается иногда так: lgan, причем всегда должно удовлетворяться равенство n = algan. Например, из равенства 1000=103 следует 3=lg101000. Из равенства n=аlgan вытекают свойства логарифмов, обусловливающие полезность этой функции, а именно: 1) Л. произведения равен сумме Л. производителей; 2) Л. частного равен разности Л. делимого и делителя; 3) Л. степени равен произведению показателя степени на число, возводимое в степень; 4) Л. корня равен Л. подкоренной величины, разделенному на показатель корня. Эти свойства выражаются формулами:
lg(uv) = lgu + lgv;
lg(u/v) = lgu — lgv;
lg(um) = mlgu;
lgmu = lgu/m.
Обладая такими свойствами, Л. дают возможность свести: умножение на сложение, деление на вычитание, возведение в степень на умножение и извлечение корня на деление, что и выясняет огромное практическое значение Л. для всех, кто имеет дело со сложными арифметическими вычислениями. При нашей десятичной системе исчисления самым удобным основанием оказывается число 10; имеется и множество таблиц, в которых даются Л. последовательных чисел начиная от 1 до 100000. При основании, равном 10, только Л. целых степеней десяти суть целые числа, Л. же простых чисел представляются десятичными дробями, например lg30=1,4771213. Целая часть такой дроби наз. характеристикою, а дробная — мантиссою. Характеристика определяется прямо по числу цифр целой части числа, именно, она равна числу таких цифр без единицы. Например, для числа 354,25, имеющего три цифры в целой части, характеристика будет 2. Благодаря такому легкому способу определения характеристики в таблицах дается лишь одна мантисса. Для большего упрощения вычислений самое вычитание Л. заменяется обыкновенно сложением, для чего вводят вместо вычитаемого Л. дополнение этого Л. Дополнением называется разность между Л. и числом 10. Если характеристика данного Л. более 10, то характеристика дополнения будет отрицательная, что и обозначается знаком -, который ставится над нею; например, дополнение от 12,3542351 будет . Вычесть из одного Л. другой Л. все равно, что придать к первому Л. дополнение второго и из результата вычесть 10. Для уяснения пользы, приносимой Л. при вычислениях, возьмем два примера. 1) Определим конечный результат арифметических действий, выражаемых формулой x=(53126·32135)/(25677·62353). Производя эти действия обыкновенными приемами, мы должны были бы исписать довольно много бумаги; с помощью Л. задача решается тем, что подыскиваются в таблице Л. чисел, стоящих в числителе, и Л. чисел, стоящих в знаменателе, из последних в уме определяются их дополнения, и все это складывается следующим образом:
Ближайший к нему Л. в таблицах имеет мантиссу 0278794, и ему соотвтствует в таблице число 10663; соответствующее число должно иметь одну цифру в целой части; если возьмет 1,0668, то это число выразит собою искомое число с точностью 0,0001. 2) Найдем . Обыкновенная алгебра даже не дает никаких других приемов для вычисления такого радикала кроме логарифмирования, посредством которого задача решается тем, что отыскивается в таблице lg3=0,4771213; делением этого Л. на 5 получается 0,0954242, ближайший к этому логарифм в таблицах находим: 0,0954135, которому соответствует в таблице число 1,2457; это и будет с точностью 0,0001. Логарифмы были изобретены шотландским геометром Непером (Napier), который в 1614 году напечатал "Mirifici logarithmorum canonis descriptio", посвященное им принцу Валлийскому (впоследствии король Карл I). Это сочинение in 4° представляет 56 страниц текста и 90 страниц таблиц; оканчивается оно словами: "собирая плоды этого небольшого произведения, воздайте должную славу и благодарность Богу высшему создателю и расточителю всех благ". Непер принял за основание своих таблиц особое несоизмеримое число, имеющее чрезвычайно важное значение в анализе и обозначаемое обыкновенно через е. Такой выбор основания поясняется следующими соображениями. Пусть есть весьма малая величина, а — основание какой-либо системы; тогда члены арифметической прогрессии: 0, , 2, 3... представят собою Л. членов геометрической прогрессии: 1, а, а2, а3..., в которой знаменатель отношения а, благодаря малости а, весьма мало отличается от 1. Назовем через ту малую величину, на которую а отличается от 1, так что a=1+; положим /=M. Тогда арифметическая прогрессия примет вид: 0, M, 2M, 3M..., геометрическая же обратится в (1+)0, (1+)1, (1+)2... Количество совершенно произвольно: известно только, что оно очень мало; множитель же M зависит от того, какое мы избрали основание. Самое простое положить M=1. Основание, при котором М=1, и выбрано было Непером для его таблиц. Определим его величину: при М=1 упомянутая арифметическая прогрессия обращается в: 0, , 2, 3..., геометрическая есть (1+)0, (1+)1, (1+)2...; основание есть то число, которого Л. равен единице; положим, что (m+1)ый член арифметической прогрессии равен 1, то есть что m=1, тогда соответствующий член (1+)m геометрической прогрессии и будет основанием, при котором М=1. Подставим в этот член вместо его величину из m=1, получим [1+(1/m)]m. Эта величина и будет основанием неперовых Л., так что, разлагая до бинома Ньютона, получим
e = (1+m/1)m = 1 + m(1/m) + [m(m-1)/1.2]1/m2 +... или
e = (1+1/m)m = 1 + 1 + (1-1/m)/1.2 + [(1-m/1)(1-2/m)]/1.2.3 +... ;
так как весьма мало, то m весьма велико, и дроби, содержащие m в знаменателе, по малой их величине можно отбросить; таким образом получим:
e = 1+1+(1/1.2)+(1/1.2.3)+(1/1.2.3.4)+...=2,71828....
Неперовы Л. называются иногда гиперболическими или натуральными; натуральными потому, что проще всего было предположить М=1; гиперболическими потому, что если в равносторонней гиперболе, отнесенной к асимптотам, принять абсциссу вершины за единицу, то площадь, заключенная между гиперболою, осью абсцисс, ординатою вершины и ординатою, соответствующею абсциссе x, равна lgx в неперовой системе. Величина е имеет особенно важное значение в анализе благодаря существованию ряда:
ex = 1+x+(x2/1.2)+(x3/1.2.3)+(x4/1.2.3.4)+...;
благодаря способности разлагаться в такой ряд показательная функция eх служит переходом от алгебраических функций к тригонометрическим, потому что из сравнения этого ряда с разложениями cosx и sinx следуют формулы:
; .
Зная Л. числа m при данном основании а, можно определить Л. х числа m и при всяком другом основании b, потому что из равенства m=е следует lgm=xlgab, откуда: х=lgbm=(lgam)/(lgab); из этой формулы видно, что, имея Л. числа m при основании а, следует только помножить его на 1/(lgab), чтобы получить Л. числа m при основании b. Множитель, служащий для перехода от одной системы к другой, называется модулем. Модуль, на который следует множить неперовы Л. для получения Л. при основании 10, равен 0,4349448. Л. удовлетворяют, между прочим, следующим замечательным рядам: lg(1+x)=(x — x2/2 + x3/3 + x4/4 +... )M, где M есть модуль для перехода от неперовых Л.; lg(n+1)-lgn = 2M[1/(2n+1) + 1/3(2n+1)3 + 1/5(2n+1)5 +... ]. Посредством последнего, весьма быстро сходящегося ряда обыкновенно и вычисляются Л. следующим образом: зная, что lg100=2, подставим в наш ряд 100 вместо n; получим lg101 — 2 = M(1/201 + 1/3.2013 + 1/5.2015 +... ); последующие члены ряда, стоящего в скобках, уже настолько малы, что ими можно пренебречь и простым вычислением получить lg101=2,0043214; зная lg101, получим lg102 и так далее. Понятие о Л. обобщается распространением логарифмирования и на мнимые функции; при этом получаются формулы: lg(a+bi) = lg[r(cos+isin)] = lgr + (2n+)i, где i=(-1), r=(a2+b2), cos=a/[(a2+b2)], sin=b/[(a2+b2)]
Кроме Л. чисел, в таблицах обыкновенно помещаются Л. тригонометрических величин (см. Тригонометрические таблицы). Первые таблицы, в которых за основание было принято число 10, были напечатаны другом Непера Бриггом в 1624 г. под заглавием "Arithmetica logarithmica". В таблице Бригга были даны Л. чисел, начиная с 1 до 20000 и от 90000 до 100000, с 14 знаками в мантиссе. Голландский математик Влакк (Adrien Vlacq) пополнил пробел бригговских таблиц и напечатал в 1628 г. таблицы, содержащие Л. всех чисел от 1 до 100000, с десятью знаками в мантиссе. Из последующих изданий наиболее известны таблицы Гардинера, Баббаджа и Тейлора. В настоящее время употребляются чаще всего при вычислениях таблицы Каллета (до 106000), карманные таблицы Лаланда с пятью знаками и таблицы Бремикера семизначные, представляющие обработку таблиц Веги "Thesaurus logarithmorum completus" (1794). Существуют и весьма распространены у нас русские табл. Бремикера, напечатанные стереотипно.
Гауссовы Л. Для определения Л. суммы и разности двух чисел по Л. этих чисел Гаусс изобрел особые таблицы. Лучшие издания Гауссовых Л. представляют издания Витштейна, Матиссена и Цеха.
Н. Делоне.
© «СловоТолк.Ру» — толковые и энциклопедические словари, 2007-2020