对数函数(Logarithmic Function)是6类基本初等函数之一,被定义为:形如的函数,称为对数函数。对数函数的定义域是,值域为。其中,以为底的对数函数称为自然对数。简记为,而以10为底的对数函数称为常用对数,记作[1]。此外,还有一类特殊的对数函数为二进制对数函数,二进制对数函数的底数为2,记为[1][7]。 对数函数与指数函数互为反函数[8],且所有对数函数的图像过点(1,0)[1]。此外,在单调性上,当时,对数函数单调递增;当时函数单调递减。最后,在连续性上,当时,对数函数为连续函数;当时,对数函数同样也为连续函数[6],且在其定义域内既无上界也无下界[1][6]。 对数函数的发展可以追溯到17世纪初,苏格兰数学家约翰·纳皮尔斯(John Napier)引入了对数的概念和计算方法,通过将乘法转化为加法,提高了计算效率。随后,亨利·布里格斯(Henry Briggs)与纳皮尔斯合作,完善了对数表的制作,使对数计算更加精确和便于使用。18世纪,欧拉对对数函数进行了深入研究,探索了其性质、导数和积分,并提出了欧拉公式,为对数函数的理论奠定了基础。随着科学、工程和计算领域的发展,对数函数广泛应用于微分方程、概率统计、信号处理等领域[4][2][3][5]。 基本概念
对数