Logaritmaiset

Logaritmaiset viittaavat logaritmien ja niihin liittyvien käsitteiden maailmaan. Logaritmit ovat eksponentiaalisen funktion käänteisfunktio. Tietyllä pohjalla b > 0 ja b ≠ 1 log_b(x) määritellään x > 0 sellaiseksi arvoksi, että b^{log_b(x)} = x. Perusmerkintöjä ovat log_b(b) = 1 ja log_b(1) = 0.

Ominaisuudet ja laskusäännöt: Logaritmifunktio on monotonisesti kasvava, kun pohja b > 1, ja monotonisesti vähenevä, kun 0 < b < 1. Muunnokset: log_b(x) = ln(x) / ln(b). Säännöt kuten log_b(xy) = log_b(x) + log_b(y) ja log_b(x^k) = k log_b(x) helpottavat laskutoimituksia. Lisäksi log_b(x) kasvaa hitaasti verrattuna mihin tahansa algebraaliseen termiin, ja logaritmilla on useita sovelluksia eksponentiaalisen kasvun hallinnassa.

Käyttökohteet: Logaritmit ovat keskeisiä mm. eksponentiaalisen kasvun malleissa, dataan, jonka mittakaava kattaa suuria määriä, sekä tilastossa ja signaalinkäsittelyssä. Logaritmisen skaalan käyttö (esimerkiksi base 10) ilmenee pH-, desibeli- ja Richter-asteikoissa. Tilastossa logaritmimuunnos voi vakauttaa varianssia ja parantaa normaalisuutta.

Rajoitteet: Logaritmifunktio on määritelty vain positiivisille x-arvoille. Negatiiviset luvut ja nolla eivät kuulu sen määrittelyalaisiin. Näin ollen logaritmimuutoksia käytettäessä on kiinnitettävä huomiota datan domainiin ja tarvittaessa käytettävä soveltuvia käsittelykeinoja.