对数函数的历史
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发布时间:2022-10-04 06:26
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时间:2023-10-13 15:25
对数的缘起
对数产生于以加减运算代替乘除运算的探索中。
以加(减)代乘(除)的想法早就存在了。一个简单的三位数乘法(例如265×438),一般需要四次运算才能得出结果,但同样数字的加法却只需一次运算。涉及的数字越大,则乘(或除)所需要的运算次数比加(或减)所需要的运算次数相差越多。因此,在6世纪以前,就曾有人作过尝试,试图实现以加(减)代乘(除)。但由于压力不大,并不感到非如此不可,因此未能达到目的。
16世纪中叶,由于天文和航海而引起的大量的精力,而且难以精确。于是,以加(减)代乘(除)的设想再次被提出,并被作为必须解决的问题加以考虑了。
起初,曾考虑采用以下两个公式来实现乘除向加减的转化:
但由于它们都需要通过另一种运算(三角或平方)来实现转化,并不真正地提高效率,所以很快就被搁置不用了。
能不能使乘(除)直接向加(减)转化呢?能!1484年,法国数学家舒开通过把等差数列与等比数列,如:
0,1,2,3,4,···等差,
1,2,4,8,16,···等比,
或
0,1,2,3,4,···等差,
1,3,9,27,81,···等比,
比较后发现:等比数列右任何两项的积,可以用与这两项序号对应的等差数列的的来表示¹。由于当时舒开并不办图解决这个问题,因此他仅提出了这个发现,而没加以深入地研究。
半个世纪后,同样的事实再次被德国数学家史提非提出。史提大是大非以如下一组数列为例指出:“等比数列中数的乘、除、乘方、开方可以转化为等差数列中数的加、减、乘、除来实现。”
···,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,···
如4×8,因为4和8对应的等差数列的数分别是2和3,而2+3=5,所以4×8的结果是5所对应的等比数列中的数32。双如82,因为8对应的等差数列中的数是3,3×2=6,所以82的结果是6所对应的等比数列中的数64。
就这样,史提非轻巧地实现了运算的转化,并且他意识到:“只要把这个思想进一步发挥,那么必定能得出关于数的性质的全新的论述。”遗憾的是,史提非后来再也没有进行深入的研究,他放弃了进一步发挥思想的权利,因而也就失去了对数发发明者的资格。
参考资料:http://211.144.102.166:81/jyz/shuxue/%CD%F8%C2%E7%BD%CC%D1%A7%A1%AA%A1%AA%B6%D4%CA%FD/yq.htm