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{{Multiple issues| {{expand|time=2018-06-27T17:43:18+00:00}} {{Unreferenced|time=2020-07-30T11:13:48+00:00}} }} [[File:Graph of common logarithm.svg|right|thumb|alt=The graph shows that log base ten of x rapidly approaches minus infinity as x approaches zero, but gradually rises to the value two as x approaches one hundred.|由0.1到100的常用對數]] '''標準對數''',也称'''常用對數'''({{lang-en|Common logarithm}}{{notetag|或稱為'''布里格斯對數''',以纪念率先使用的英國數學家Henry Briggs命名}})在數學是以[[10]]為[[底數]]的[[對數函數]],其[[逆函數]]是以10作[[基数 (对数)|基數]]的[[指數函數]]。 底為10的對數[[表达式]]以log<sub>10</sub>(''x'')表示,有時以英文大寫字母L表示Log(''x''){{notetag|然而這個符號是不明確的,因為它也可能意味著複數自然對數多值函數}}。計算機的標記通常是“log”,但數學家通常区分[[自然对数]]{{notetag|底數e≈2.71828的對數}}和常用對數。為了區分開來,ISO 80000規範建議log<sub>10</sub>(''x'')應寫成lg (''x''),logₑ(''x'')應寫成ln (''x'')。 ==數學表达== 常用對數一般表示成<math>\log x</math>,或简写成<math>\lg x</math>,正式寫法是<math>\log_{10} x</math>;而常用對數逆函數為<math>10^x</math>。 ==用途== [[File:APN2002 Table 1, 1000-1500.agr.tiff|thumb|300px|常用對數表,顯示數字1000到1500的常用對數至五位小數,全表涵蓋大至9999的數]] 常用對數可令「十變一,億變八」(數算整數位以上的零的數目),多數用於比較並表達[[聲音強度]]([[分貝]])、[[酸鹼值]]、地震規模([[芮氏規模|芮氏震級]])、[[星等]]等相差層次很大的數值。常見例子是化學用的氫離子指數,定義如 :<math>\mathrm{pH} =-\log_{10} \frac{[\mathrm{H}^+]}{\mathrm{mol/L}}</math>。 20世紀70年代初之前還沒有手持電子計算器可用,能倍增的機械計算器體積龐大,價格昂貴並不廣泛使用。相反,當計算所需的精度比使用[[計算尺]]能達到的要求更高時,科學,工程和導航用的是底數為10的對數表格。使用對數避免了繁瑣且容易出錯的筆算乘法和分割。對數非常有用,許多教科書的附錄都有底為10的對數表格。數學和導航手冊也包括三角函數的對數表。 底為10的對數一個重要特性使得它們在計算中非常有用,大於1的對數相差10倍的冪,小數部分都相同,對數表只需顯示小數部分,稱尾數(mantissa)。常用對數表通常列出範圍內各數的尾數,小數點後4至5位,如1000到9999。這範圍涵蓋尾數的所有可能值。 整數部分稱特徵(characteristic),可數算小數點必須移動多少位來計算,以便它僅在第一有效位的右側,如120的對數由以下計算得出: :log120=log(10²×1.2)=2+log1.2≈2+0.07918。 最後數字(小數部分0.07918,或120的常用對數尾數)可在下表找到。小數點在120的位置告訴我們120的常用對數特徵是2。 大於0且小於1的數字有負對數,為了避免需要另外的表格將正負對數轉換回原數,有時會用小節符號表示: :<math>\log_{10}0.012=\log_{10}(10^{-2}\times 1.2)=-2+\log_{10}1.2\approx-2+0.07918=\bar{2}.07918=-1.92082</math> 特徵上的橫線表明其為負值,而尾數仍為正值,符號<math>\bar{n}</math>讀作“bar n”,<math>\bar{2}.07918</math>讀作“bar 2 point 07918”。 以下示例用小節符號計算0.012×0.85=0.0102: :<math>\begin{array}{rll} \text{As found above,} &\log_{10}0.012\approx\bar{2}.07918 \\ \text{Since}\;\;\log_{10}0.85&=\log_{10}(10^{-1}\times 8.5)=-1+\log_{10}8.5&\approx-1+0.92942=\bar{1}.92942\;, \\ \log_{10}(0.012\times 0.85) &=\log_{10}0.012+\log_{10}0.85 &\approx\bar{2}.07918+\bar{1}.92942 \\ &=(-2+0.07918)+(-1+0.92942) &=-(2+1)+(0.07918+0.92942) \\ &=-3+1.00860 &=-2+0.00860\;^* \\ &\approx\log_{10}(10^{-2})+\log_{10}(1.02) &=\log_{10}(0.01\times 1.02) \\ &=\log_{10}(0.0102) \end{array}</math> 下表顯示如何將相同的尾數用於不同10次方的數字範圍: {| class="wikitable" style="text-align:center;" cellpadding="5px" |+一數乘不同10次方之常用對數、特徵及尾數 !數:5×10<sup>''i''</sup> !常用對數:log''n'' !特徵''i'':floor(log''n'') !尾數log''n''-特徵 !combined form |- |5000000 |6.698970… |6 |0.698970… |6.698970… |- |50 |1.698970… |1 |0.698970… |1.698970… |- |5 |0.698970… |0 |0.698970… |0.698970… |- |0.5 |−0.301029… |−1 |0.698970… |{{overline|1}}.698970… |- |0.000005 |−5.301029… |−6 |0.698970… |{{overline|6}}.698970… |} :<math>\log_{10}(x\times10^i)=\log_{10}(x)+\log_{10}(10^i)=\log_{10}(x)+i</math>, 尾數對所有5×10<sup>''i''</sup>都通用,適用於任何正實數<math>x</math>。 對數表每條尾數可以只列一次。在5×10<sup>''i''</sup>的例子中,0.698970(004336018…)列在5(或0.5或500等)之下一次。 == 歷史 == 以10为底的对数对计算最常用,工程师通常简写成“ lg( x ) ”。另一方面,数学家在表示自然对数的logₑ(x)时会写成“ ln(x)”,这两种符号現今都广泛使用。 手持电子计算器由工程师而非数学家设计,遵循工程师的符号已成为惯例;记法“ln(x)”在发明电子计算器後大幅普及。 == 數值 == ==注释== {{notefoot}} ==參見== * [[自然對數]] [[Category:对数]]
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