16、17世纪之交,随着天文、航海、工程、贸易以及军事的发展,改进数字计算方法成了当务之急。约翰·纳皮尔(J.Napier,1550—1617)正是在研究天文学的过程中,为了简化其中的计算而发明了对数.对数的发明是数学史上的重大事件,天文学界更是以近乎狂喜的心情迎接这一发明。恩格斯曾经把对数的发明和解析几何的创始、微积分的建立称为17世纪数学的三大成就。

伽利略也说过:“给我空间、时间及对数,我就可以创造一个宇宙。”

基本数学定律(奇妙的对数定律说明书)(1)

对数发明之前,人们对三角运算中将三角函数的积化为三角函数的和或差的方法已很熟悉,而且德国数学家斯蒂弗尔(M.Stifel,约1487—1567)在《综合算术》(1544年)中阐述了一种如下所示的一种对应关系:

基本数学定律(奇妙的对数定律说明书)(2)

该关系可被归纳为

基本数学定律(奇妙的对数定律说明书)(3)

同时该种关系之间存在的运算性质(即上面一行数字的乘、除、乘方、开方对应于下面一行数字的加、减、乘、除)也已广为人知。经过对运算体系的多年研究,纳皮尔在1614年出版了《奇妙的对数定律说明书》,书中借助运动学,用几何术语阐述了对数方法。

从对数的发明过程我们可以发现,纳皮尔在讨论对数概念时,并没有使用指数与对数的互逆关系,造成这种状况的主要原因是当时还没有明确的指数概念,就连指数符号也是在20多年后的1637年才由法国数学家笛卡儿(R.Descartes,1596—1650)开始使用。直到18世纪,才由瑞士数学家欧拉发现了指数与对数的互逆关系。在1770年出版的一部著作中,欧拉首先使用

基本数学定律(奇妙的对数定律说明书)(4)

来定义

基本数学定律(奇妙的对数定律说明书)(5)

他指出:“对数源于指数”。对数的发明先于指数,成为数学史上的珍闻。

从对数的发明过程可以看到,社会生产、科学技术的需要是数学发展的主要动力。建立对数与指数之间的联系的过程表明,使用较好的符号体系对于数学的发展是至关重要的。实际上,好的数学符号能够大大地节省人的思维负担。数学家们对数学符号体系的发展与完善作出了长期而艰苦的努力。

常见的对数函数解题策略

基本数学定律(奇妙的对数定律说明书)(6)

基本数学定律(奇妙的对数定律说明书)(7)

基本数学定律(奇妙的对数定律说明书)(8)

基本数学定律(奇妙的对数定律说明书)(9)

,