Logaritm

Arv x on arvu b logaritm alusel a, kui  ehk arv x on astendaja (eksponent), millega arvu a astendades on tulemuseks arv b ehk
 

Kui a ja b on positiivsed reaalarvud, siis on logab reaalarv. Aluse a väärtus peab olema kas  või ; tavaliselt kasutatakse alustena arve 10, e või 2. Logaritmi alusel e nimetatakse naturaallogaritmiks. Logaritmid on defineeritud reaalarvudele ja kompleksarvudele. Naturaallogaritmi pöördfunktsioon on eksponentfunktsioon ehk eksponentsiaalfunktsioon.

Logaritmi omadused 
 
 

loga0 ei ole määratud kuna pole olemas sellist arvu x , mille puhul . Logaritmfunktsiooni  graafikul on vertikaalne asümptoot .

Logaritm korrutisest ja jagatisest 
Logaritmi tähtsamaid omadusi on
  kui  ja  .
Samuti 
  kui  ja  .

Logaritm astmest 
Tähtis omadus on ka astendamise taandumine korrutamiseks. Logaritmi definitsiooni kohaselt on logaritm arvust b alusel a arv, millega arvu a astendades on tulemuseks arv b:
  
Astendades võrrandi mõlemad pooled arvuga n :
 
ja võttes logaritmid, on tulemuseks

Logaritmi aluse vahetamine 
Kalkulaatoriga töötamisel on kasulik teada, et peale olemasolevate alustega logaritmfunktsioonide (tavaliselt ln  ja log ) saab leida logaritmi ka muudel alustel, kasutades omadust 
 
Näiteks 

See tuleneb sellest, et logaritmi definitsiooni kohaselt 
 
kuid x saab leida ka kasutades alust c : 
 
kus a ≠ 1, sest logc 1 = 0. Iga arv astmes 0 on 1.

Logaritmi rakendused 
Mõned logaritmi praktilised rakendused.
Keemias on hüdrooniumiooni H3O+ (H+ iooni esinemine vees) keemilise aktiivsuse logaritm alusel 10 vastandväärtus tuntud kui pH. H3O+ ioonide aktiivsus neutraalses vees on 10−7 mooli liitris temperatuuril 25 °C, ehk pH 7.  
Bell on mõõtühik, mis on suhte logaritm alusel 10, näiteks võimsuste ja elektripingete tasemete suhted. Seda kasutatakse telekommunikatsioonis, elektroonikas ja akustikas. Bell on nimetatud Alexander Graham Belli järgi. Detsibelli (0,1 belli) kasutatakse sagedamini.
Maavärina võimsuse Richteri skaala mõõdab maavärina intensiivsust logaritmilisel skaalal.
Spektromeetrias ja optikas mõõdetakse optilist tihedust ühikuga, mis on seotud logaritmiga.
Astronoomias on näiv tähesuurus taevakeha näivat heledust logaritmiliselt väljendav arv, kuna silm reageerib heledusele ligikaudu logaritmiliselt.
Psühhofüüsikas väljendab Weberi-Fechneri seadus logaritmilist seost stiimuli ja taju vahel (Stevensi seadus on siiski täpsem).
Informaatikas esinevad logaritmid seostena algoritmilises keerukuses. Näiteks N elemendi järjestamine kasutades võrdlust, võib aega võtta proportsionaalselt N × log10 N. Sarnaselt kasutatakse logaritme alusel 2, et väljendada andmemahtu või mälu, mis on vaja selleks, et esitada arvu kahendsüsteemis – k biti abil saab väljendada 2k erinevat väärtust, seega iga naturaalarvu N saab väljendada kuni (log2 N) + 1 bitiga.
Informatsiooniteoorias kasutakase logaritme info hulga mõõtmiseks. Kui sõnumi vastuvõtjal on oodata mistahes sõnumit N võimalikust sama tõenäosusega sõnumist, siis iga sõnumiga saadud info hulk on log2 N bitti.
Muusikalisi intervalle mõõdetakse logaritmiliselt pooltoonidena. Kahe noodi vaheline intervall pooltoonides on logaritm alusel 21/12 sageduse suhtest. (Vaata ka MIDI.)

Vaata ka 
Naturaallogaritm
Logaritmiline diferentseerimine
Logaritmiline skaala

Funktsioonid

Välislingid 
[], [] Professor Roger Bowley selgitab logaritme YouTube`i kanalis Numberphile.