负数的对数是多少?

负数的对数是多少?
Anonim

负数的对数没有在实数中定义,就像在实数中没有定义负数的平方根一样。如果您希望找到负数的对数,则在大多数情况下,“未定义”的答案就足够了。

它 是 可能会评估一个,但答案将是一个复杂的数字。 (一些形式 #a + bi#,哪里 #i = sqrt(-1)#)

如果您熟悉复杂的数字并且感觉很舒服,请继续阅读。

首先,让我们从一般情况开始:

#log_b(-x)=?#

我们将使用基本更改规则并转换为自然对数,以便以后更轻松:

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

注意 #ln(-x)# 是一样的 #ln(-1 * x)#。我们可以利用对数的加法属性,并将这部分分成两个单独的日志:

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

现在唯一的问题是找出什么 #ln(-1)# 是。一开始评估可能看起来像是一件不可能的事情,但是有一个非常有名的方程式,即欧拉的身份可以帮助我们。

欧拉的身份说明:

#e ^(ipi)= -1#

这个结果来自正弦和余弦的幂级数展开。 (我不会深入解释,但如果你有兴趣,这里有一个很好的页面,可以解释一下)

现在,让我们简单地看一下欧拉身份两面的自然对数:

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

简化:

#ipi = ln(-1)#

那么,现在我们知道了什么 #ln(-1)# 是的,我们可以用我们的等式代替:

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

现在您有一个用于查找负数日志的公式。所以,如果我们想要评估类似的东西 #log_2 10#,我们可以简单地插入一些值:

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

#approx 3.3219 + 4.5324i#