Создатель проекта

Логарифмы

Логарифмы, их практическое применение в жизни человека

История логарифмов

Во все времена человечество пыталось вычисления упростить, составлялись таблицы, формулы для приближённых вычислений, которые заменили бы сложные операции вычислений на более простые вычисления. Потребность в новом способе счёта возникла в 16 веке, так как в это время развивается астрономия, торговля. В это время, в эпоху Возрождения усиленно развивается судоходство, крупнейшие европейские державы стремятся к владычеству на море, происходят мореплавания на большие расстояния. Обработка полученных данных требовала колоссальных расчетов, и, следовательно, стали необходимы новые средства упрощения вычислений. Такими средствами в 15 - 16 веках явились в первую очередь логарифмы и десятичные дроби.  Логарифмы также были созданы в 16 веке как средство для упрощения вычислений. В их основе лежит очень простая идея, знакомство с которой приписывается еще Архимеду.Ученые приходят к выводу, что если заменить умножение и деление на сложение и вычитание, то сложности астрономических вычислений сократятся. Была сопоставлена геометрическая прогрессия с арифметической, при том, что геометрическая – исходная. При этом упрощалось не только умножение и деление, но и извлечение корня п-ой степени, преобразуется в деление логарифма подкоренного выражения на степень п. Вся эта теория принадлежит Михаэлю Штифелю. Так считают, потому что он был первым, кто опубликовал ее в своей книге. В 1614 году выходит книга шотландца Джона Непера на латинском языке опубликованная в Эдинбурге, сочинение под названием «Описание удивительной таблицы логарифмов». В этой книге он даёт краткое описание логарифмов и их свойств, а также 8-значные таблицы логарифмов синусов, косинусов и тангенсов, с шагом 1'. Сочинение «Описание удивительной таблицы логарифмов» было разделено на 2 книги, из которых первая книга посвящена логарифмам, а вторая книга тригонометрии. Понятия функции тогда ещё не существовало, и Непер определил логарифм кинематически, сопоставив равномерное и логарифмически-замедленное движение. В современной записи модель Непера можно изобразить дифференциальным уравнением: dx/x = -dy/M, где M — масштабный множитель. Непер = 10000000. В то время все значения таблицы Непера содержали вычислительную ошибку после шестого знака. Но и это не помешало новой методике вычислений получить широчайшую популярность. Многие европейские математики, включая Кеплера, стали составлять логарифмические таблицы. В это время математик – Бригг, который восхищался Непером, за то, что тот открыл такую гениальную вещь как логарифм. Бриг поехал в Шотландию, чтобы увидеть изобретения и сделал открытие десятичных логарифмов. Так логарифмы стали применяться практически во всех сферах жизни. Там, где нужно было проводить вычисление над многозначными числами или где была необходима точность до 5-ого знака после запятой стали применять логарифмы. На практике более точные результаты не используются.  Учёные убедились, что логарифмы уникальны, способны описать практически любое физическое явление. Первые десятичные логарифмы появились в 1615 году и были напечатаны первые логарифмические таблицы. Непер тогда предложил взять за логарифм единицы нуль, а за логарифм десяти - 100, или, что сводится к тому же, просто 1. Непер не смог усовершенствовать свои таблицы из-за болезни, однако дал Бригсу (1561-1631) рекомендации видоизменить определение логарифма, приблизив его к современному. Бригс опубликовал свои таблицы в год смерти Непера (1617). 

Автор

Логарифмические линейки

После появления логарифмов Непера, через несколько лет в 1620 г Эдмунд Уингейт и Уильям Отред изобрели незаменимый счётный прибор – логарифмическую линейку. Умножение и деление чисел на логарифмической линейке заменяется соответственно сложением и вычитанием их логарифмов. Учёные, инженеры, астрономы с помощью логарифмической линейки смогли быстро получать ответ в три значащие цифры с достаточной точностью. Логарифмические линейки использовались до начала 1980-х годов. Первая логарифмическая линейка была незаменима до появления первых карманных калькуляторов. И хотя теперь её вытеснили из обихода микрокалькуляторы, можно с уверенностью сказать, что без логарифмической линейки не были бы созданы первые компьютеры, калькуляторы.Знаки log и Lg были введены в 1624 году И. Кеплером.  Термин «натуральный логарифм» ввели Менголи в 1659 г. и вслед за ним Н. Меркатор в 1668 г., лондонский учитель Джон Спейдел. издал таблицы натуральных логарифмов чисел от 1 до 1000 под названием «Новые логарифмы». В 1703 году издаются первые логарифмические таблицы на русском языке. С открытием логарифмического ряда изменилась техника вычисления логарифмов: они стали определяться с помощью бесконечных рядов. Прошло 394 года с тех пор, как логарифмы впервые были введены (считая с 1614 г.), прежде чем математики пришли к определению понятия логарифма, которое теперь положено в основу школьного курса математики. Возник вопрос, нужны ли сегодня логарифмы? Из предыдущего мы узнали, что в 16 веке логарифмы нужны были как средство для упрощения вычислений. В настоящее время, когда вычислительная техника настолько совершенна, чтобы справиться с самыми сложными расчётами, так зачем изучать логарифмы сегодня? 

Автор

Наручн​ые часы

Однако и в XXI веке логарифмическая линейка нашла своё применение в наручных часах, т.е. получила своё второе рождение. Следуя моде производители модных дорогих часов с электронным хронометром и ЖК экранами перешли к стрелочным, и места для того чтобы встроить калькулятор, оказалось недостаточно. Спрос людей, следящих за модой и желающих приобрести хронометры со встроенным вычислительным устройством увеличивалось, и производители выпустили новую модель часов круглой формы с встроенной логарифмической линейкой. Такие устройства производители назвали «навигационная линейка». В чём их достоинство, они дают возможность получать информацию, например, рассчитать таблицу расхода топлива на пройденное расстояние, посчитать пульс, определить скорость электропоезда, которая равна соответствующей табличной форме.. 

Автор