指數與對數函數
自然對數
正如底 10 給出常用對數,底 e ≈ 2.718 給出自然對數。它回答的是:e 的幾次方等於這個數?因為 e 是連續增長的自然節律,它的對數便成了度量這種增長需時多久的自然工具。
我們把它寫作 ln(x),是 log_e(x) 的簡寫。所以 ln(x) = y 恰好意味著 e^y = x。它只接受正的輸入,在 x = 1 處等於 0,在 x = e 處等於 1。自然對數是自然指數函數的精確反函數,因此在合法輸入下 ln(e^x) = x 且 e^(ln x) = x。
自然對數是求解連續增長與衰減問題的主力。當一個量遵循 a · e^(kt),對兩邊取 ln 就能把未知數 t 從指數上拉下來,化為普通的算術。這正是為什麼半衰期和連續利息的公式中佈滿了 ln。
要解 e^(0.1t) = 5,對兩邊取 ln:0.1t = ln(5) ≈ 1.609,於是 t ≈ 16.09。自然對數把未知數從指數上剝離出來。
運用 ln 把 e^(0.1t) = 5 轉化成關於 t 的簡單線性方程式。
又稱
另見