Ποιος είναι ο λογάριθμος ενός αρνητικού αριθμού;

Ποιος είναι ο λογάριθμος ενός αρνητικού αριθμού;
Anonim

Οι λογάριθμοι των αρνητικών αριθμών δεν καθορίζονται στους πραγματικούς αριθμούς, με τον ίδιο τρόπο που οι τετραγωνικές ρίζες των αρνητικών αριθμών δεν ορίζονται στους πραγματικούς αριθμούς. Αν αναμένεται να βρείτε το μητρώο αρνητικού αριθμού, η απάντηση "undefined" είναι αρκετή στις περισσότερες περιπτώσεις.

Το είναι είναι πιθανό να αξιολογηθεί ένα, ωστόσο, η απάντηση θα είναι ένας πολύπλοκος αριθμός. (αριθμός της φόρμας # a + bi #, όπου #i = sqrt (-1) #)

Αν είστε εξοικειωμένοι με σύνθετους αριθμούς και αισθάνεστε άνετα να συνεργαστείτε μαζί τους, διαβάστε παρακάτω.

Πρώτον, ας ξεκινήσουμε με μια γενική περίπτωση:

#log_b (-x) =? #

Θα χρησιμοποιήσουμε τον κανόνα αλλαγής βάσης και θα μετατρέψουμε σε φυσικούς λογάριθμους, για να διευκολύνουμε αργότερα τα πράγματα:

#log_b (-x) = ln (-x) / lnb #

Σημειώστε ότι # n (-x) # είναι το ίδιο πράγμα # n (-1 * x) #. Μπορούμε να εκμεταλλευτούμε την ιδιότητα προσθήκης λογαρίθμων και να διαχωρίσουμε αυτό το μέρος σε δύο ξεχωριστά αρχεία καταγραφής:

#log_b (-x) = (lnx + ln (-1)) / lnb #

Τώρα το μόνο πρόβλημα είναι να υπολογίσουμε τι # n (-1) # είναι. Μπορεί να μοιάζει με ένα αδύνατο πράγμα που πρέπει να αξιολογηθεί στην αρχή, αλλά υπάρχει μια αρκετά διάσημη εξίσωση γνωστή ως Ταυτότητα του Euler που μπορεί να μας βοηθήσει.

Η ταυτότητα του Euler δηλώνει:

# e ^ (ipi) = -1 #

Αυτό το αποτέλεσμα προέρχεται από τις εξελίξεις σειράς ισχύος του ημιτονοειδούς και του συνημιτονικού. (Δεν θα το εξηγήσω αυτό πάρα πολύ, αλλά αν σας ενδιαφέρει, υπάρχει μια ωραία σελίδα εδώ που εξηγεί λίγο περισσότερο)

Προς το παρόν, ας πάρουμε απλά το φυσικό αρχείο και των δύο πλευρών της ταυτότητας του Euler:

#in e ^ (ipi) = ln (-1) #

Απλοποιημένη:

# ipi = ln (-1) #

Έτσι, τώρα που ξέρουμε τι # n (-1) # είναι, μπορούμε να αντικαταστήσουμε πίσω στην εξίσωση μας:

#log_b (-x) = (lnx + ipi) / lnb #

Τώρα έχετε έναν τύπο για την εύρεση καταγραφών αρνητικών αριθμών. Έτσι, αν θέλουμε να αξιολογήσουμε κάτι σαν αυτό # log_2 10 #, μπορούμε απλά να συνδέσουμε μερικές τιμές:

# log_2 (-10) = (ln10 + ipi) / ln2 #

#approx 3.3219 + 4.5324i #