Показать сообщение отдельно
Старый 07.04.2011, 14:15   #1 (permalink)
Vladimir_S
Специалист
 
Регистрация: 27.08.2008
Адрес: Санкт-Петербург
Сообщений: 27,807
Сказал(а) спасибо: 340
Поблагодарили 583 раз(а) в 208 сообщениях
Репутация: 113184
По умолчанию Кое что о логарифмах и экспонентах

Временами в студенческих программах появляется конструкция вида
y:= exp(x*ln(e));
долженствующая реализовать выражение типа у равен е в степени х. При этом в программе предусматривается ввод постоянной Эйлера (е), и даже зачастую не в виде константы, а с клавиатуры.
Всё это не то, чтобы ошибка, а просто излишний и изрядно нелепый наворот ненужных значков и действий. Потому что задачу решает стандартная функция
у:= ехр(х);
Ехр(х) - это и есть возведение числа е в степень х.
Откуда же и почему возникает логарифм?
Ответ прост - от незнания того, что такое вообще логарифм и с чем его едят, и, соответственно, бездумного применения общей формулы возведения в степень.
Попытаемся разобраться.
Будем исходить из того, что все представляют себе смысл действия "возведение в степень" (в дальнейшем основание степени а будем считать строго положительным):
Название: L_1.jpg
Просмотров: 2271

Размер: 1.8 Кб
Так вот, логарифм - это ни что иное, как показатель степени b, т.е.
Название: L_2.jpg
Просмотров: 2246

Размер: 2.0 Кб
Подставляя одно в другое, получаем основное логарифмическое тождество:
Название: L_3.jpg
Просмотров: 2291

Размер: 1.7 Кб
Естественно, основанием логарифма, как и степени, может быть любое положительное число. Но два из них выделены особо - это 10 и е, дающие, соответственно, десятичные (lg) и натуральные (ln) логарифмы:
Название: L_4.jpg
Просмотров: 464

Размер: 5.6 Кб
Десятичными логарифмами мы заниматься не будем, нас будут интересовать в первую очередь логарифмы натуральные, потому что ln(x) - это стандартная функция во всех языках программирования.
Но прежде отметим два фундаментальных свойства любых логарифмов. Из очевидных равенств
Название: L_5.jpg
Просмотров: 305

Размер: 2.3 Кб и т.д.
следует, что
Название: L_6.jpg
Просмотров: 2319

Размер: 1.8 Кб
и, в частности, для натуральных логарифмов
Название: L_7.jpg
Просмотров: 2296

Размер: 1.4 Кб
Отсюда понятно, что множитель вида ln(e) - бессмыслен, ибо он есть тождественная единица.
Второе свойство (легко доказуемо):
Название: L_8.jpg
Просмотров: 300

Размер: 3.0 Кб
А вот теперь вернемся к общему алгоритму программирования возведения произвольного числа в произвольную степень. Используя основное логарифмическое тождество и с учетом последней формулы, имеем:
Название: L_9.jpg
Просмотров: 745

Размер: 4.2 Кб
Вот здесь, когда основание степени а отлично от е, логарифм уместен и необходим. А если же а=е, то настоятельно призываю пользоваться стандартной функцией ехр(х) и не маяться дурью.
Vladimir_S вне форума   Ответить с цитированием
Ads

Яндекс

Member
 
Регистрация: 31.10.2006
Сообщений: 40200
Записей в дневнике: 0
Сказал(а) спасибо: 0
Поблагодарили 0 раз(а) в 0 сообщениях
Репутация: 55070