以10为底的常用对数表_常见lg数值表


在高中时代首次遇到自然对数的底数 e 时,它那种看似怪异的约数 2.71828… 确实让我觉得颇为神奇。e 是一个无理数,背后隐藏着什么样的深层次原理呢?让我们一起揭开它的神秘面纱。

e 的神奇之处可以从复利说起。复利是一种计算利息的方法,即上期末的本金和利息作为下一期的本金继续生息。打个比方,假如银行年利率为 50%(现实中尚无如此高利率的银行),存入 100 元钱,一年后的本利和将是 150 元。若我们讨论的是复利计算下的长期存款,现在设想一个银行年利率高达 100%。若存入 1 元钱,一年后的本利和便是 2 元。表面上看,存一年后本利和是本金的(1+1)倍,即 2 倍。当考虑更短的期限如半年时,若银行每半年付一次利息并将利息立即存入,本利和的倍数并非简单翻倍。类似地,如果银行每 4 个月付一次利息,利息生利息,年底的本利和也不是简单计算得出的。经过精细计算和多次复利计算后,最终得到的本利和的极限值就是 e 的值。

我们常常遇到的问题是如何通过存款达到最高的收益。用极限的语言来描述这个问题,就会发现不论怎样计算复利,最终的收益总是存在一个上限值。这就是 e 的作用所在。

那么,自然对数又是怎么一回事呢?

这得从一个故事说起:一位土豪去银行存款,经理推荐了高利率的理财产品。土豪数学不好,但关心的是如何更快地获得收益。他逆向地询问了如第 1 年、第 2 年、第 3 年的收益等具体问题后,经理开始详细地为他计算收益时间表。这个过程其实是对数运算的逆向过程,是最简单的对数运算过程。

想要理解对数的概念,我们需要回顾一下纳皮尔的故事。纳皮尔是一位天文学家和数学家,他在计算行星轨道数据时遭遇了大量的复杂计算。为了简化这些计算,他发明了对数和对数表。通过对数运算,我们可以轻松地计算等比数列中任意两个数的乘积等复杂问题。

纳皮尔花费了 20 年的时间进行数百万次的计算才完成了对数表。他的努力不仅为后来的数学发展奠定了基础,而且也极大地推动了科学进步。历史记载中,对数的发现早于指数的发现,但两者是互为逆运算的关系。

具体到对数的发明过程,我们可以从运动的角度来理解其定义:假设有两个点 P 和 Q 在数轴上以相同的初速度运动。点 Q 沿着一条单位长度的数轴作匀速运动;而点 P 从一个特定的点 A 开始沿另一条具有相同单位长度的数轴 OB 运动。P 点的速度值始终等于其离原点 O 的距离(即 OP 的长度)。当 P 和 Q 同时从 A 和原点 O 开始运动时,我们定义 Q 的移动距离 x 为 P 的移动距离 y 的对数(这里以 e 为底)。这个定义展示了自然对数(即以 e 为底的对数)的数学特性。

自然对数以其独特的性质反映了指数增长的自然属性。e 和 π 一样都是数学的内在规律。在数学发展史上,对数运算的提出是为了简化大数的运算。幂的乘除与指数的加减相对应;幂的乘方与开方则与指数的乘除相对应。尽管现代的对数表和对数尺已不再广泛使用,但对数的思想在数学中仍然具有强大的生命力。

e 和对数的发现不仅为我们提供了强大的数学工具,更揭示了自然界的内在规律和数学的奇妙之处。通过深入研究和理解 e 和对数的概念及其背后的原理,我们可以更好地欣赏数学的魅力并应用于实际生活中。