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対数とは?

たいすう

対数とは、「ある数を何乗したら目的の数になるか」を表す値で、log(ログ)という記号で書き表します。

対数(たいすう)とは、指数の逆の概念です。たとえば「2を何乗すると8になるか」という問いへの答えが対数で、この場合は3になります。これをlog₂8=3と表記します。一般に、aを底(てい)とするbの対数はlogₐbと書き、「aをx乗するとbになる(aˣ=b)」ときにlogₐb=xが成り立ちます。

特に重要な底は次の2種類です。

  • 常用対数:底が10の対数(log₁₀)。桁数の計算や地震マグニチュードなどに使われる。
  • 自然対数:底が数学定数e(≒2.718)の対数(ln)。物理・経済・情報理論などで広く使われる。

対数にはいくつかの重要な性質があります。

  • 積の対数:logₐ(MN)=logₐM+logₐN
  • 商の対数:logₐ(M/N)=logₐM−logₐN
  • べき乗の対数:logₐMⁿ=n・logₐM
これらの性質を使うと、かけ算・わり算を足し算・引き算に変換でき、複雑な計算が大幅に簡単になります。

対数は音の大きさ(デシベル)・地震の規模(マグニチュード)・pH(酸性度)・情報量(ビット)など、日常生活でも幅広く活用されています。高校数学の重要単元のひとつです。

使い方・例文

地震のマグニチュードは対数を使った尺度で、マグニチュードが1増えるとエネルギーは約31.6倍になります。また音の強さをデシベルで表す際にも常用対数が利用されています。

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