Come posso risolvere 'log (base 10) 5' senza usare la calcolatrice?

Risposta:

Vedi spiegazione

Spiegazione:

Se lo hai memorizzato
#log2=0.3#
puoi seguire in questo modo
#log5=log(10/2)=1-log2=1-0.3=0.7#

Se desideri un modo generale per trovare i logaritmi senza utilizzare calcolatrici o tabelle, puoi utilizzare questa formula:
#(1/2)ln|(1+x)/(1-x)|=f(x)=x+x^3/3+x^5/5+...#
E
#logy=lny/ln10=2/ln10*(1/2*ln|y|)# => #logy=0.869*(1/2*ln|y|)# where #y=(1+x)/(1-x)#
(Nota 1: è possibile utilizzare #2/ln10= 0.868589# con la precisione che ti piace. Usando due termini della serie, 0.869 ha un livello adeguato di precisione. Nota 2: i valori di x devono essere inferiori a 1.)

Non possiamo calcolare #log5# direttamente perché
#(x+1)/(1-x)=5# => #x+1=5-5x# => #6x=4# => #x=1.5#
E la serie non converge quando #x>1#

Ma da allora #5=2*2.5#
for #y_1=2 ->(x+1)/(1-x)=2# => #x+1=2-2x# => #x=1/3~=0.3333#
#f(x=1/3)=1/3+1/3^3*1/3=1/3+1/81=0.3333+0.0123=0.3456#

for #y_2=2.5 -> (x+1)/(1-x)=2.5# => #x+1=2.5-2.5x# => #3.5x=1.5# => #x=3/7~=0.4286#
Naturalmente possiamo usarlo #x=0.4286#. Ma forse c'è un modo più semplice (senza un calcolatore dobbiamo pensarci) come:

Considerando che #5=2^2*1.25# (e dal momento che abbiamo già calcolato #f(x=1/3)#):
for #y_2=1.25 -> (x+1)/(1-x)=1.25# => #x+1=1.25-1.25x# => #2.25x=0.25# => #x=25/225=1/9~=0.1111#
#f(x=1/9)=0.1111+1/9^3*1/3=0.1111+1/729*1/3=1/9+1/2187=0.1111+0.0005=0.1116#
(per quanto riguarda il numero #0.0005# ricordalo e basta #10/2=5#)

Utilizzando i risultati sopra
#log5=0.869[2*(1/2*ln|2|)+(1/2*ln|1.25|)]=0.869[2*f(x=1/3)+f(x=1/9)]=0.869[2*0.3456+0.1116]=0.869[0.6912+0.1116]=0.869*0.8028=0.6976332# or #0.698# in 3 decimali

Dobbiamo essere consapevoli del fatto che quest'ultima stima è inferiore al risultato corretto.

(Infatti #log5=0.6990#)

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