The logarithm  for a base  and a number  is defined to be the inverse function of taking  to the power , i.e., . Therefore, for any  and ,

(1)

or equivalently,

(2)

For any base, the logarithm function has a singularity at . In the above plot, the blue curve is the logarithm to base 2 (), the black curve is the logarithm to base  (the natural logarithm ), and the red curve is the logarithm to base10 (the common logarithm, i.e., ).

Note that while logarithm base 10 is denoted  in this work, on calculators, and in elementary algebra and calculus textbooks, mathematicians and advanced mathematics texts uniformly use the notation  to mean , and therefore use  to mean the common logarithm. Extreme care is therefore needed when consulting the literature.

The situation is complicated even more by the fact that number theorists (e.g., Ivić 2003) commonly use the notation  to denote the nested natural logarithm .

In the Wolfram Language, the logarithm to the base  is implemented as Log[b, x], while Log[x] gives the natural logarithm, i.e., Log[E, x], where E is the Wolfram Language symbol for e.

Whereas powers of trigonometric functions are denoted using notations like ,  is less commonly used in favor of the notation .

Logarithms are used in many areas of science and engineering in which quantities vary over a large range. For example, the decibel scale for the loudness of sound, the Richter scale of earthquake magnitudes, and the astronomical scale of stellar brightnesses are all logarithmic scales.

The derivative and indefinite integral of  are given by

			(3)
			(4)

Min   Max       Re       Im

The logarithm can also be defined for complex arguments, as shown above. If the logarithm is taken as the forward function, the function taking the base to a given power is then called the antilogarithm.

For ,  is called the characteristic, and  is called the mantissa.

Division and multiplication identities for the logarithm can be derived from the identity

(5)

including

			(6)
			(7)
			(8)

There are a number of properties which can be used to change from one logarithm base to another, including

			(9)
			(10)
			(11)
			(12)
			(13)
			(14)
			(15)
			(16)
			(17)

An interesting property of logarithms follows from looking for a number  such that

(18)

(19)

(20)

(21)

so

(22)

Another related identity that holds for arbitrary  is given by

(23)

Numbers of the form  are irrational if  and  are integers, one of which has a prime factor which the other lacks. A. Baker made a major step forward in transcendental number theory by proving the transcendence of sums of numbers of the form for  and  algebraic numbers.

REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Logarithmic Function." §4.1 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 67-69, 1972.

Beyer, W. H. "Logarithms." CRC Standard Mathematical Tables, 28th ed. Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 159-160 and 221, 1987.

Conway, J. H. and Guy, R. K. "Logarithms." The Book of Numbers. New York: Springer-Verlag, pp. 248-252, 1996.

Ivić, A. "On a Problem of Erdős Involving the Largest Prime Factor of ." 5 Nov 2003. http://arxiv.org/abs/math.NT/0311056.

Pappas, T. "Earthquakes and Logarithms." The Joy of Mathematics. San Carlos, CA: Wide World Publ./Tetra, pp. 20-21, 1989.

Spanier, J. and Oldham, K. B. "The Logarithmic Function ." Ch. 25 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 225-232, 1987.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

المجمع العلمي يحتفي بذكرى ولادة الإمامين الباقر والهادي (عليهما السلام)

قسم الشؤون الفكرية يطلق فعاليات الأسبوع الثالث من برنامج البذرة الصالحة

تكريم الفائزين في المسابقة الثقافية الخاصّة بذكرى ولادة الإمامين الباقر والهادي (عليهما السلام)

بذكرى ولادتهما.. العتبة العباسية المقدسة تستذكر السيرة العطرة للإمامين الباقر والهادي (عليهما السلام)

المزيد

الآخبار الصحية

ثورة طبية.. الذكاء الاصطناعي يكشف سرطان الكلى في وقت قياسي

لتعزيز الطاقة والتغلب على التعب.. عليك بـ7 طرق بسيطة

لتحسين الهضم والتحكم في الشهية.. ما أفضل وقت لتناول التمر؟

خبراء يكشفون تأثير الاستحمام في الظلام على جودة النوم !

المزيد

الآخبار التكنلوجية

إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.. ما دور المحيطات والبحار؟

نظائر الهيليوم مقياس لاكتشاف رواسب الذهب.. كيف ذلك؟

الصين تطلق أول ناقلة نفط خام ذكية في العالم تعمل بالميثانول

الزمن على المريخ أسرع من الأرض.. دراسة علمية تكشف الفوارق

المزيد