对数有以下一些基本公式:
定义式
若ax=N(a>0,且a=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 。例如23=8,则log28=3。
对数恒等式
alogaN=N(a>0,a=1,N>0)。例如3log35=5
基本性质
loga1=0(a>0,a=1),因为a0=1,所以以任何非1的正数为底1的对数都是0。例如log101=0
logaa=1(a>0,a=1),因为a1=a,所以以a为底a的对数是1。例如log55=1
运算法则
加法法则:loga(MN)=logaM+logaN(a>0,a=1,M>0,N>0)。例如log2(4×8)=log24+log28=2+3=5
减法法则:logaNM=logaM−logaN(a>0,a=1,M>0,N>0)。例如log3927=log327−log39=3−2=1
幂运算法则:logaMn=nlogaM(a>0,a=1,M>0,n∈R)。例如log5252=2log525=2×2=4
换底公式
logab=logcalogcb(a>0,a=1,b>0,c>0,c=1)。换底公式在对数的计算和化简中非常有用,通过选择合适的底数c,可以将不同底数的对数转化为相同底数的对数进行运算。例如计算log25,利用换底公式转化为以10为底lg2lg5(这里lg是以10为底的对数),方便借助计算器等工具求值。
由换底公式还可以推出一些推论:
logab⋅logba=1
logambn=mnlogab