اللوغاريتم الطبيعي للعدد 2
في الرياضيات ، اللوغاريتم الطبيعي للعدد 2 هو العدد الحقيقي الوحيد الذي تكون فيه الدالة الأسية مساويةً للعدد 2. يظهر هذا اللوغاريتم بكثرة في العديد من الصيغ، كما يُعطى أيضًا بواسطة المتسلسلة التوافقية المتناوبة . القيمة العشرية للوغاريتم الطبيعي للعدد 2 (المتتالية A002162 في OEIS ) بعد اقتطاعها إلى 30 منزلة عشرية تُعطى بالصيغة التالية:
يُحسب لوغاريتم العدد 2 في أنظمة العد الأخرى باستخدام الصيغة التالية:
اللوغاريتم العشري على وجه الخصوص هو ( OEIS : A007524 )
معكوس هذا العدد هو اللوغاريتم الثنائي للعدد 10:
بحسب نظرية ليندمان-فايرشتراس ، فإن اللوغاريتم الطبيعي لأي عدد طبيعي غير الصفر والواحد (وبشكل أعم، لأي عدد جبري موجب غير الواحد) هو عدد متسامٍ . وهو أيضاً موجود في حلقة الدورات الجبرية .
تمثيلات السلسلة
العامل البديل المتزايد
- هذه هي "سلسلة التوافقيات المتناوبة" المعروفة.
عاملي ثابت تصاعدي ثنائي
تمثيلات أخرى للسلسلة
- استخدام
- (مجموع مقلوبات الأعداد العشرية )
يتضمن دالة زيتا لريمان
( γ هو ثابت أويلر-ماسكيروني و ζ دالة زيتا لريمان .)
تمثيلات من نوع BBP
(انظر المزيد حول تمثيلات من نوع Bailey–Borwein–Plouffe (BBP) .)
بتطبيق المتسلسلات العامة الثلاثة للوغاريتم الطبيعي على 2 مباشرة، نحصل على:
تطبيقها علىأعطِ:
تطبيقها علىأعطِ:
تطبيقها علىأعطِ:
التمثيل كتكاملات
يظهر اللوغاريتم الطبيعي للعدد 2 بشكل متكرر كنتيجة للتكامل. ومن الصيغ الصريحة لحسابه ما يلي:
تمثيلات أخرى
مفكوك ظل التمام هو OEIS : A081785
صيغة الكسر المستمر البسيط هي OEIS : A016730
- ،
مما ينتج عنه تقريبات منطقية، وأولى هذه التقريبات هي 0، 1، 2/3، 7/10، 9/13 و 61/88.
هذا الكسر المستمر المعمم :
- , [ 1 ]
- ويمكن التعبير عنها أيضًا على النحو التالي:
يُعطي تمثيل الكسر المستمر التالي (JLLagrange) (بشكل تقاربي) 1.53 منزلة عشرية صحيحة جديدة لكل دورة: [ 2 ] [ 3 ]
أو
إعادة بناء اللوغاريتمات الأخرى باستخدام طريقة التمهيد
بفرض قيمة ln 2 ، فإن إحدى طرق حساب لوغاريتمات الأعداد الصحيحة الأخرى هي جدولة لوغاريتمات الأعداد الأولية ، وفي الطبقة التالية جدولة لوغاريتمات الأعداد المركبة c بناءً على تحليلها إلى عواملها الأولية.
وهذا يوظف
| برايم | اللوغاريتم الطبيعي التقريبي | OEIS |
|---|---|---|
| 2 | 0.693 147 180 559 945 309 417 232 121 458 | A002162 |
| 3 | 1.098 612 288 668 109 691 395 245 236 92 | A002391 |
| 5 | 1.609 437 912 434 100 374 600 759 333 23 | A016628 |
| 7 | 1.945 910 149 055 313 305 105 352 743 44 | A016630 |
| 11 | 2.397 895 272 798 370 544 061 943 577 97 | A016634 |
| 13 | 2.564 949 357 461 536 736 053 487 441 57 | A016636 |
| 17 | 2.833 213 344 056 216 080 249 534 617 87 | A016640 |
| 19 | 2.944 438 979 166 440 460 009 027 431 89 | A016642 |
| 23 | 3.135 494 215 929 149 690 806 752 831 81 | A016646 |
| 29 | 3.367 295 829 986 474 027 183 272 032 36 | A016652 |
| 31 | 3.433 987 204 485 146 245 929 164 324 54 | A016654 |
| 37 | 3.610 917 912 644 224 444 368 095 671 03 | A016660 |
| 41 | 3.713 572 066 704 307 803 866 763 373 04 | A016664 |
| 43 | 3.761 200 115 693 562 423 472 842 513 35 | A016666 |
| 47 | 3.850 147 601 710 058 586 820 950 669 77 | A016670 |
| 53 | 3.970 291 913 552 121 834 144 469 139 03 | A016676 |
| 59 | 4.077 537 443 905 719 450 616 050 373 72 | A016682 |
| 61 | 4.110 873 864 173 311 248 751 389 103 43 | A016684 |
| 67 | 4.204 692 619 390 966 059 670 071 996 36 | A016690 |
| 71 | 4.262 679 877 041 315 421 329 454 532 51 | A016694 |
| 73 | 4.290 459 441 148 391 129 092 108 857 44 | A016696 |
| 79 | 4.369 447 852 467 021 494 172 945 541 48 | A016702 |
| 83 | 4.418 840 607 796 597 923 475 472 223 29 | A016706 |
| 89 | 4.488 636 369 732 139 838 317 815 540 67 | A016712 |
| 97 | 4.574 710 978 503 382 822 116 721 621 70 | A016720 |
في طبقة ثالثة، يتم حساب لوغاريتمات الأعداد النسبية r = a / b باستخدام ln( r ) = ln( a ) − ln( b ) ، ولوغاريتمات الجذور عبر ln n √ c = 1 / n ln( c ) .
إن لوغاريتم 2 مفيد بمعنى أن قوى 2 موزعة بكثافة إلى حد ما؛ فإيجاد القوى 2 i القريبة من القوى b j للأعداد الأخرى b أمر سهل نسبيًا، ويتم إيجاد تمثيلات متسلسلة لـ ln( b ) عن طريق ربط 2 بـ b مع التحويلات اللوغاريتمية .
مثال
إذا كان p s = q t + d حيث d قيمة صغيرة ، فإن p s / q t = 1 + d / q t ، وبالتالي
يُمثل اختيار q = 2 العلاقة بين ln p و ln 2 ، وهي سلسلة من المعاملات d / qt التي يُراد إبقاؤها صغيرة لضمان التقارب السريع. على سبيل المثال، يُنتج أخذ 3/2 = 2/3 + 1
هذا هو في الواقع السطر الثالث في الجدول التالي لتوسعات هذا النوع:
| s | ص | ت | q | d / q t |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | 1 | 2 | ١ / ٢ =0.500 000 00 … |
| 1 | 3 | 2 | 2 | - 1 / 4 = -0.250 000 00 … |
| 2 | 3 | 3 | 2 | 1 / 8 =0.125 000 00 … |
| 5 | 3 | 8 | 2 | − 13 / 256 = −0.050 781 25 … |
| 12 | 3 | 19 | 2 | 7153 /524 288 =0.013 643 26 … |
| 1 | 5 | 2 | 2 | ١ / ٤ = −0.250 000 00 … |
| 3 | 5 | 7 | 2 | − 3 / 128 = −0.023 437 50 … |
| 1 | 7 | 2 | 2 | 3 / 4 =0.750 000 00 … |
| 1 | 7 | 3 | 2 | - 1 / 8 = -0.125 000 00 … |
| 5 | 7 | 14 | 2 | 423 /16384 =0.025 817 87 … |
| 1 | 11 | 3 | 2 | 3 / 8 = −0.375 000 00 … |
| 2 | 11 | 7 | 2 | − 7 / 128 = −0.054 687 50 … |
| 11 | 11 | 38 | 2 | 10 433 763 667 /274 877 906 944 =0.037 957 81 … |
| 1 | 13 | 3 | 2 | ٥ / ٨ = −0.625 000 00 … |
| 1 | 13 | 4 | 2 | − 3 / 16 = −0.187 500 00 … |
| 3 | 13 | 11 | 2 | 149 / 2048 = −0.072 753 91 … |
| 7 | 13 | 26 | 2 | − 4 360 347 /67 108 864 =−0.064 974 23 … |
| 10 | 13 | 37 | 2 | 419 538 377 /137 438 953 472 =0.003 052 54 … |
| 1 | 17 | 4 | 2 | ١ / ١٦ = −0.062 500 00 … |
| 1 | 19 | 4 | 2 | 3 / 16 = −0.187 500 00 … |
| 4 | 19 | 17 | 2 | − 751 /131 072 =−0.005 729 68 … |
| 1 | 23 | 4 | 2 | 7 / 16 = −0.437 500 00 … |
| 1 | 23 | 5 | 2 | − 9 / 32 = −0.281 250 00 … |
| 2 | 23 | 9 | 2 | 17 / 512 = −0.033 203 12 … |
| 1 | 29 | 4 | 2 | ١٣ / ١٦ = −0.812 500 00 … |
| 1 | 29 | 5 | 2 | − 3 / 32 = −0.093 750 00 … |
| 7 | 29 | 34 | 2 | 70 007 125 /17 179 869 184 =0.004 074 95 … |
| 1 | 31 | 5 | 2 | − 1 / 32 = −0.031 250 00 … |
| 1 | 37 | 5 | 2 | ٥ / ٣٢ = −0.156 250 00 … |
| 4 | 37 | 21 | 2 | − 222 991 /2097152 =−0.106 330 39 … |
| 5 | 37 | 26 | 2 | 2 235 093 /67 108 864 =−0.033 305 48 … |
| 1 | 41 | 5 | 2 | 9 / 32 = −0.281 250 00 … |
| 2 | 41 | 11 | 2 | − 367 / 2048 = −0.179 199 22 … |
| 3 | 41 | 16 | 2 | 3385 /65536 =0.051 651 00 … |
| 1 | 43 | 5 | 2 | 11 / 32 = −0.343 750 00 … |
| 2 | 43 | 11 | 2 | − 199 / 2048 = −0.097 167 97 … |
| 5 | 43 | 27 | 2 | 12790715 /134 217 728 =−0.095 298 25 … |
| 7 | 43 | 38 | 2 | − 3 059 295 837 /274 877 906 944 = −0.011 129 65 … |
انطلاقاً من اللوغاريتم الطبيعي لـ q = 10، يمكن استخدام هذه المعلمات:
| s | ص | ت | q | d / q t |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 2 | 3 | 10 | 3 / 125 = −0.024 000 00 … |
| 21 | 3 | 10 | 10 | 460 353 203 /10000000000 =0.046 035 32 … |
| 3 | 5 | 2 | 10 | ١ / ٤ = −0.250 000 00 … |
| 10 | 5 | 7 | 10 | − 3 / 128 = −0.023 437 50 … |
| 6 | 7 | 5 | 10 | 17649 /100000 =0.176 490 00 … |
| 13 | 7 | 11 | 10 | − 3 110 989 593 /100000000000 = −0.031 109 90 … |
| 1 | 11 | 1 | 10 | 1 / 10 =0.100 000 00 … |
| 1 | 13 | 1 | 10 | 3 / 10 = −0.300 000 00 … |
| 8 | 13 | 9 | 10 | − 184 269 279 /1,000,000,000 = −0.184 269 28 … |
| 9 | 13 | 10 | 10 | 604 499 373 /10000000000 =0.060 449 94 … |
| 1 | 17 | 1 | 10 | 7 / 10 = −0.700 000 00 … |
| 4 | 17 | 5 | 10 | − 16 479 /100000 =−0.164 790 00 … |
| 9 | 17 | 11 | 10 | 18 587 876 497 /100000000000 = −0.185 878 76 … |
| 3 | 19 | 4 | 10 | − 3141 /10000 =−0.314 100 00 … |
| 4 | 19 | 5 | 10 | 30 321 /100000 =0.303 210 00 … |
| 7 | 19 | 9 | 10 | − 106 128 261 /1,000,000,000 = −0.106 128 26 … |
| 2 | 23 | 3 | 10 | - 471 / 1000 = -0.471 000 00 … |
| 3 | 23 | 4 | 10 | 2167 /10000 =0.216 700 00 … |
| 2 | 29 | 3 | 10 | − 159 / 1000 = −0.159 000 00 … |
| 2 | 31 | 3 | 10 | − 39 / 1000 = −0.039 000 00 … |
الأرقام المعروفة
هذا جدولٌ بالأرقام القياسية الحديثة في حساب أرقام اللوغاريتم الطبيعي للعدد 2. اعتبارًا من ديسمبر 2018، تم حسابه بعدد أرقام أكثر من أي لوغاريتم طبيعي آخر [ 4 ] [ 5 ] لعدد طبيعي، باستثناء اللوغاريتم الطبيعي للعدد 1.
| تاريخ | اسم | عدد الأرقام |
|---|---|---|
| 7 يناير 2009 | أ. يي و ر. تشان | 15,500,000,000 |
| 4 فبراير 2009 | أ. يي و ر. تشان | 31,026,000,000 |
| 21 فبراير 2011 | ألكسندر يي | 50,000,000,050 |
| 14 مايو 2011 | شيجيرو كوندو | 100,000,000,000 |
| 28 فبراير 2014 | شيجيرو كوندو | 200,000,000,050 |
| 12 يوليو 2015 | رون واتكينز | 250,000,000,000 |
| 30 يناير 2016 | رون واتكينز | 350,000,000,000 |
| 18 أبريل 2016 | رون واتكينز | 500,000,000,000 |
| 10 ديسمبر 2018 | مايكل كوك | 600,000,000,000 |
| 26 أبريل 2019 | جاكوب ريفي | 1,000,000,000,000 |
| 19 أغسطس 2020 | سونغمين كيم [ 6 ] [ 7 ] | 1,200,000,000,100 |
| 9 سبتمبر 2021 | ويليام إيكولز [ 8 ] | 1,500,000,000,000 |
| 12 فبراير 2024 | جوردان رانوس [ 9 ] | 3,000,000,000,000 |
| 15 نوفمبر 2025 | ممدوح بركات [ 10 ] | 3,100,000,000,000 |
انظر أيضاً
- قاعدة 72#التركيب المستمر ، حيث يظهر ln 2 بشكل بارز
- نصف العمر# صيغ نصف العمر في الاضمحلال الأسي ، حيث يبرز ln 2 بشكل واضح
- معادلة إردوش-موسر : يجب أن تأتي جميع الحلول من مجموعة متقاربة من ln 2 .
مراجع
- برنت، ريتشارد ب . (1976). "تقييم سريع متعدد الدقة للدوال الأولية" . مجلة ACM . 23 (2): 242-251 . doi : 10.1145/321941.321944 . MR 0395314. S2CID 6761843 .
- أولر، هوراس س. (1940). "إعادة حساب وتوسيع معامل ولوغاريتمات 2، 3، 5، 7، و17" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 26 ( 3): 205-212 . Bibcode : 1940PNAS...26..205U . doi : 10.1073/pnas.26.3.205 . MR 0001523. PMC 1078033. PMID 16588339 .
- سويني، دورا دبليو. (1963). "حول حساب ثابت أويلر" . رياضيات الحساب . 17 (82): 170-178 . doi : 10.1090/S0025-5718-1963-0160308-X . MR 0160308 .
- تشامبرلاند، مارك (2003). "صيغ BBP الثنائية للوغاريتمات والأعداد الأولية المعممة لغاوسيان-ميرسين" (ملف PDF) . مجلة متواليات الأعداد الصحيحة . 6 : 03.3.7. رمز Bibcode : 2003JIntS...6...37C . MR 2046407. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2011-06-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2010-04-29 .
- جوريفيتش، بوريس؛ خيسوس جويانيس جيليرا (2007). “إنشاء مجاميع ذات الحدين للثوابت π والثوابت المتعددة اللوغاريتمية المستوحاة من صيغ BBP” (PDF) . الرياضيات التطبيقية. الملاحظات الإلكترونية . 7 : 237 – 246. ر 2346048 .
- وو، تشيانغ (2003). "حول مقياس الاستقلال الخطي للوغاريتمات الأعداد النسبية" . رياضيات الحساب . 72 (242): 901-911 . doi : 10.1090/S0025-5718-02-01442-4 .
- ↑ بورواين، ج.؛ كراندال، ر.؛ فري، ج. (2004). "حول كسر رامانوجان AGM، الجزء الأول: حالة المعاملات الحقيقية" (ملف PDF) . الرياضيات التجريبية. 13 ( 3): 278-280 . doi : 10.1080/10586458.2004.10504540 . S2CID 17758274 .
- ↑ أ. ن. خوفانسكي، تطبيقات الكسور المستمرة وتعميمها على مسائل نظرية التقريب، 1963، نوردوف، جرونينجن، هولندا
- ↑ التحليل الرياضي: الدوال، والنهايات، والمتسلسلات، والكسور المستمرة . حرره ل. أ. ليوسترنيك وأ. ر. يانبولسكي. ترجمه د. إ. براون، وحرر الترجمة إ. سبنس، 1965، ص 273. دار بيرغامون للنشر، أكسفورد، لندن، إدنبرة، نيويورك
- ↑ "y-cruncher" . numberworld.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 ديسمبر 2018 .
- ↑ "اللوغاريتم الطبيعي للعدد 2" . numberworld.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 ديسمبر 2018 .
- ↑ "الأرقام القياسية التي حققها y-cruncher" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 سبتمبر 2020 .
- ↑ "الرقم القياسي العالمي في حساب اللوغاريتم الطبيعي للعدد 2 (Log(2)) بواسطة سونغمين كيم" . 19 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه في 15 سبتمبر 2020 .
- ↑ "ويليام إيكولز" . تم الاطلاع عليه في 15 مارس 2025 .
- ↑ "الأرقام القياسية التي حققها y-cruncher" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مارس 2025 .
- ↑ "الأرقام القياسية التي حققها y-cruncher" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 ديسمبر 2025 .
روابط خارجية
- وايسشتاين، إريك دبليو. "اللوغاريتم الطبيعي للعدد 2" . عالم الرياضيات .
- جوردون، كزافييه. صباح، باسكال. "ثابت اللوغاريتم: سجل 2" .
- اللوغاريتمات
- الثوابت الرياضية
- الأعداد الحقيقية المتسامية
