परिभाषा 4.2विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 1 · अध्याय 4 — मानक फलन
x>0 और α∈R के लिए: xα=eαlnx। a>0, a=1 के लिए आधार a का लघुगणकlogax=lnalnx है, जो x↦ax का प्रतिलोम है।
प्रतिज्ञप्ति 4.6 का वृद्धि पैमाना: दाएँ किनारे के पास lnx मुश्किल से 1.6 पार कर पाया है, जबकि ex चौखट से बाहर निकल चुका है। हर अनुपात (लघुगणक बटा घात, घात बटा चरघातांकी) 0 की ओर जाता है — चित्र केवल संकेत देता है, जिसे उपपत्ति के प्रतिस्थापन ठीक-ठीक कर देते हैं।
उदाहरण
उदाहरण 4.3(चरघातांकी समीकरण हल करना)
R में 2x=5x−1 हल कीजिए। दोनों पक्ष धनात्मक हैं, अतः लघुगणक लीजिए — यह पद उत्क्रमणीय है:
अब x>0 के लिए x2=3 हल कीजिए: घात 21 तक उठाइए (अर्थात् परस्पर प्रतिलोम एकैकी आच्छादन लगाइए): x=31/2=e(ln3)/2≈2.175। सार: घातों को मिलाने वाला हर समीकरण ln और exp से होकर खुलता है, क्योंकि परिभाषा xα=eαlnx घातों की सारी हेराफेरी को घातांकों के अंकगणित तक सीमित कर देती है — पर केवल उसी प्रांत x>0 पर जहाँ वह परिभाषा रहती है।
उदाहरण 4.4(द्विगुणन काल)
कोई राशि प्रति पद 3% से बढ़ती है: n पदों के बाद वह (1.03)n से गुणित हो जाती है। वह दुगुनी कब होगी? (1.03)n≥2 हल कीजिए:
nln(1.03)≥ln2⟺n≥ln1.03ln2=0.029560.6931≈23.4,
अतः पहला द्विगुणन पद 24 पर होता है। (वित्तज्ञों का “72 का नियम”, जो द्विगुणन काल का आकलन 72 को प्रतिशत में दर से भाग देकर करता है, यही संगणना है, बस सन्निकटन ln(1+x)≈x के साथ, जिसका परिमाणन अध्याय 16 में है।) चरघातांकी प्रक्रियाओं पर विचार उनके लघुगणकों के द्वारा करना सबसे अच्छा रहता है: उस पैमाने पर वृद्धि रैखिक हो जाती है और प्रश्न भाग बन जाते हैं।
उदाहरण 4.5(22026 कितना लंबा है?)
पूर्णांक N≥1 के दशमलव अंकों की संख्या ⌊log10N⌋+1 है (वस्तुतः N के ठीक d अंक तब होते हैं जब 10d−1≤N<10d, अर्थात् d−1≤log10N<d)। N=22026 के लिए:
log1022026=2026log102=2026×0.301030=609.887,
अतः 22026 के 610 अंक हैं। भिन्नात्मक भाग एक बोनस भी लाता है: 100.887≈7.7, अतः यह संख्या 7 से आरंभ होती है। एक गुणा ने ऐसी संख्या के विषय में प्रश्न का उत्तर दे दिया जिसे कोई कभी पूरा लिखेगा भी नहीं — लघुगणक गुणात्मक आकार को योगात्मक आकार में सिकोड़ देते हैं, जो उनका पूरा ऐतिहासिक प्रयोजन है (उदाहरण 7.12 इस वाक्य को ठीक-ठीक कह देता है)।