“lg”與“ln”:對數世界中的雙子星——以10為底與以e為底的命名淵源與科學意義在數學的浩瀚星空中,對數(logarithm)猶如一顆璀璨的星辰,自17世紀初由蘇格蘭數學家約翰·納皮爾(john
napier)發明以來,便深刻地改變了人類計算世界的方式。而在對數家族中,有兩個特別的名字尤為引人注目:lg
與
ln。它們分別代表以10為底的對數和以自然常數e為底的對數。這兩個符號雖僅由兩個字母構成,卻承載著深厚的數學歷史、科學邏輯與文化演變。本文將深入探討“lg”與“ln”的命名由來、數學意義、應用領域以及它們在科學與工程中的獨特地位,全面解析這對“對數雙子星”的前世今生。
一、“lg”:以10為底的對數——十進制世界的語“lg”是“logarithm
base
10”的縮寫,通常寫作
lg(x)
或
log(x)。在數學和工程領域,lg
表示以10為底的對數,即:若
10^y
=
x,則
y
=
lg(x)。命名來源與歷史背景“lg”這一符號的形成,源于“logarithm”一詞的縮寫。其中,“l”取自“log”,“g”則可能源于“general”或“mon”,意指“常用對數”(mon
logarithm)。
在17世紀,納皮爾與亨利·布里格斯(henry
briggs)合作改進了對數系統,布里格斯主張采用以10為底的對數,因其與十進制計數系統高度契合,便于實際計算。這種以10為底的對數因此被稱為“常用對數”(mon
logarithm),而“lg”便成為其簡潔的符號表示。
值得注意的是,“lg”并非國際統一標準符號。在某些文獻中,log(x)
默認表示以10為底的對數,尤其是在工程、物理學和中學數學教育中。但在高等數學和計算機科學中,log(x)
常表示自然對數(即ln(x)),這容易造成混淆。因此,“lg”作為一種明確指代以10為底的對數的符號,具有重要的區分意義。數學特性與計算優勢以10為底的對數之所以“常用”,在于其與人類十進制計數系統的天然契合。
二、例如:lg(1)
=
0,因為
10
=
1;lg(10)
=
1,因為
101
=
10;lg(100)
=
2,因為
102
=
100;lg(0。1)
=
-1,因為
101