Na matemática, de base b,
maior que zero e diferente de 1, é uma função que faz corresponder aos objectos x a imagem y tal que . Usualmente é escrito como logbx = y.
Por exemplo: , portanto . Em termos simples o logaritmo é o expoente que uma dada base deve
ter para produzir certa potência. No último exemplo o logaritmo de 81 na
base 3 é 4, pois 4 é o expoente que a base 3 deve usar para resultar 81.[1][2]
O logaritmo é uma de três
funções intimamente relacionadas. Com bn = x, b
pode ser determinado utilizando radicais, n com logaritmos, e x com exponenciais.
Um logaritmo duplo é
a inversa da exponencial dupla. Um superlogaritmo
ou hiper-logaritmo é a inversa da função superexponencial. O superlogaritmo de x cresce ainda mais lentamente que o
logaritmo duplo para x grande.
Um logaritmo discreto é uma noção relacionada na teoria
finita de grupos. Para alguns grupos finitos, acredita-se que logaritmo discreto seja muito
difícil de ser calculado, enquanto exponenciais discretas são bem fáceis. Esta
assimetria tem aplicações em criptografia.
Toda função definida pela lei de formação f(x) = logax, com a ≠ 1 e
a > 0 é denominada função logarítmica de base a. Nesse tipo de função o
domínio é representado pelo conjunto dos números reais maiores que zero e o
contradomínio, o conjunto dos reais.
Logaritmos em várias bases: vermelho representa a base e, verde a base 10, e lilás a
base 1,7. Inverta a base some com o expoente x e multiplique as equações depois
de somar as raizes das duas equações. Note como logaritmos de todas as bases
passam pelo ponto (1, 0).
Para cada base (b em bn), existe uma função
logaritmo e uma função exponencial; elas são funções inversas.[3] Com bn = x:
Três curvas para três bases diferentes: b = 2 (curva
amarela), b = e (curva vermelha) e
b = 0,5 (curva azul).
Uma função logb(x) é definida quando x é
um número real positivo e b
é um número real positivo diferente de 1. Veja identidades
logarítmicas para várias leis que definem as funções logarítmicas. Logaritmos podem
também ser definidos para argumentos complexos. Isso é explicado na página do logaritmo natural.
Para inteirosb e x, o número logb(x) é irracional (i.e., não é um quociente de dois inteiros) se b ou x
possui um fator primo que o outro
não possui (e em particular se eles são co-primos e ambos maiores que 1). Em alguns casos este fato pode ser provado
rapidamente: por exemplo, se log23 fosse racional, ter-se-ia log= n/m
para alguns inteiros positivos n e m, implicando que 2n.
Mas essa última identidade é impossível, uma vez que 2n é par
e 3m é ímpar.