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常用对数怎么求:lg的查表方法与运算性质

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常用对数怎么求,分两步:先把真数写成 a × 10ⁿ(1 ≤ a < 10),lg N 就等于 n + lg a;整数 n 叫首数,直接由小数点位置读出,lg a 叫尾数,从四位对数表里查。比如 lg 303 = lg(3.03 × 10²) = 2 + 0.4814 = 2.4814。下面讲查表和估读的方法,再用运算性质解三道题。

定义与几个整数值

lg N 表示以 10 为底 N 的对数,也就是「10 的几次方等于 N」。真数恰好是 10 的整数次幂时,对数就是那个指数:

N 0.01 0.1 1 10 100 1000
lg N −2 −1 0 1 2 3

其余的数夹在两个整数之间,例如 100 < 303 < 1000,所以 2 < lg 303 < 3。整数部分就是首数,小数部分要靠对数表。

首数与尾数:查表的思路

四位对数表只列 1.00 到 9.99 之间各数的对数(即尾数),表头左列是前两位数字,上方一行是第三位数字,右侧还有修正值栏,用来补第四位有效数字。查 lg 3.03:在左列找到「30」,向右移到上方写「3」的那一列,交叉处是 4814,所以 lg 3.03 = 0.4814。

任何正数都能这样处理,尾数只看有效数字,与小数点位置无关:

  • 303 = 3.03 × 10²,首数 2,lg 303 = 2.4814;
  • 0.0303 = 3.03 × 10⁻²,首数 −2,lg 0.0303 = −2 + 0.4814 = −1.5186。

四位对数表片段:30行3列交叉处是4814

负的首数在对数表的书写习惯里常把负号写在数字上方,写成 2 上加一横再接 .4814,尾数保持正数,这样查反对数时还能直接用同一行表。换成普通写法就是:

lg0.0303拆成首数负2加尾数0.4814,得负1.5186

估读:手边只有粗表时

如果只知道 lg 3.0 = 0.4771 和 lg 3.1 = 0.4914,可以按比例估出中间的值。3.03 在 3.0 与 3.1 之间走了十分之三,对数也大约增加两者之差的十分之三:

0.4771 + 0.3 × (0.4914 − 0.4771) = 0.4771 + 0.3 × 0.0143 ≈ 0.4814

结果与四位表一致。这种估读在两个表值相距很近时可用,相距较远时误差会变大,因为对数曲线是弯的。

lg 的运算性质与三道例题

性质 写法 条件
积 lg(MN) = lg M + lg N M > 0,N > 0
商 lg(M/N) = lg M − lg N M > 0,N > 0
幂 lg Mⁿ = n·lg M M > 0
特殊值 lg 1 = 0,lg 10 = 1 —

例 1 求 lg 2 + lg 5。由积的性质,lg 2 + lg 5 = lg 10 = 1,不用查表。

例 2 已知 lg x = 1.4814,求 x。尾数 0.4814 查表对应 3.03,首数 1 说明乘 10¹,x = 30.3。这一步叫查反对数。

lg x等于1.4814,查反对数得x等于30.3

例 3 2³⁰ 是几位数?lg 2³⁰ = 30 × lg 2 ≈ 30 × 0.3010 = 9.03,首数是 9,所以 2³⁰ 在 10⁹ 与 10¹⁰ 之间,是 10 位数。核对:2³⁰ = 1073741824,正好十位。

在编辑器里输入常用对数,打 \lg 符号随打随显,按空格结束命令再写真数;约等号用 \approx,下图是例 3 录好的样子。

编辑器里写好的例3:lg2的30次方约等于9.03

四处常见差错

  1. 小于 1 的数,首数算错。 0.0303 的第一个非零数字在小数点后第 2 位,首数是 −2,写成 −1 就会得到 −0.5186。
  2. 把负对数的尾数也写成负的。 −1.5186 查表前要先写成 −2 + 0.4814,拿 0.5186 去查就错了。
  3. 把 lg(M + N) 拆成 lg M + lg N。 积的性质只对乘积成立,lg 2 + lg 3 = lg 6,而 lg(2 + 3) = lg 5。
  4. 有效数字多于四位时硬查。 四位表连同右侧修正值栏最多查到四位有效数字(如 lg 3.037:4814 加修正值 10,得 0.4824),lg 30.372 这类数先取 30.37 再查,或者用上面的比例法估读。

判断位数这类题,关键在于首数加 1 就是位数;尾数只决定开头几位数字是多少,例 3 的尾数 0.03 对应开头的「1.07」。

延伸阅读

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常见问题

lg和ln有什么区别?
lg 是以 10 为底的常用对数,ln 是以 e 为底的自然对数,e 约等于 2.718。两者可以互相换算:ln x 约等于 lg x 乘以 2.3026。中学计算题、查对数表、判断数的位数多用 lg;高中导数、微积分里求导和积分时多用 ln。