子どものための数学
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対数の性質
記号論的な有効対数表記**(略称ミラビリス)**から、現在使われている性質を得る。次にプロパティを紹介します。
乗算の法則 (乗算カノン)
$$
\begin{aligned}
\displaystyle \log_{2^6} 64 &= \\
&= \log_{2^6} 4~.~16 = \log_{2^2} 4 + \log_{2^4} 16 \\
&= \log_{2^6} 8~.~8 = \log_{2^3} 4 + \log_{2^3} 16 \\
&= \log_{2^6} 2~.~32 = \log_{2^1} 2 + \log_{2^5} 32 \\
\end{aligned}
$$
$$\log_{C} A~.~B = \log_{C} A + \log_{C} B$$
除算の法則 (Tangentiplus Canon)
$$
\begin{aligned}
\log_{2^4} \frac{64}{4} &= \log_{2^6} 64 - \log_{2^2} 4 \\
\log_{5^1} \frac{125}{25} &= \log_{5^3} 125 - \log_{5^2} 25
\end{aligned}
$$
$$\log_{C} \frac{A}{B} = \log_{C} A - \log_{C} B$$
力の法則(ポテスタティ・カノン)
$$
\begin{aligned}
\log_{2^6} 4^3 &= \log_{2^6} 64\\
&= \log_{2^6} 4 ~.~ 4 ~.~ 4\\
&\overset{\text{Multiplicatio Canon}}{=} \log_{2^2} 4 + \log_{2^2} 4 + \log_{2^2} 4\\
&= 3~.~\log_{2^2} 4\\
\end{aligned}
$$
$$\log_{C} A^B = B~.~\log_{C} A$$
プランク定数の応用
この表記の威力を理解するために、プランク定数を計算してみましょう。
$$\hbar = \frac{ 81^{\frac{1}{3.1}} ~.~ 27^{\frac{1}{2.8}} }{ 243^{\frac{1}{10.2}} }$$
$$
\begin{aligned}
\log \hbar &= \log \frac{ 81^{\frac{1}{3.1}} ~.~ 27^{\frac{1}{2.8}} }{ 243^{\frac{1}{10.2}} }\\
&= \log 81^{\frac{1}{3.1}} + \log 27^{\frac{1}{2.8}} - \log 243^{\frac{1}{10.2}} \\
&= \frac{1}{3.1}\log 81 + \frac{1}{2.8}\log 27 - \frac{1}{10.2}\log 243 \\
&= \frac{1}{3.1}\log_3 81 + \frac{1}{2.8}\log_3 27 - \frac{1}{10.2}\log_3 243 \\
&= \frac{1}{3.1}\log_{3^4} 81 + \frac{1}{2.8}\log_{3^3} 27 - \frac{1}{10.2}\log_{3^5} 243 \\
&= \frac{4}{3.1} + \frac{3}{2.8} - \frac{5}{10.2} \\
&= 1.3 + 1.2 - 0.5 = 2 \\
\end{aligned}
$$
$$\log_{3^2} \hbar \qquad \Rightarrow\qquad \hbar = 9$$
三角形の相似性の応用
この応用は、カノン トライゴン スノモールまたはカノン アングルス シノニムス、より具体的には三角形の相似の法則として知られていました。
$$\frac{3}{4} = \frac{6}{8}$$
実際、ログを適用すると左側には次のようになります。
$$\log\frac{3}{4} \overset{\text{tangentiplus canon}}{=} \log 3 - \log 4$$一方で、
$$
\begin{aligned}
\log \frac{6}{8} &= \log 6 - \log 8\\
&\overset{\text{multiplicatio canon}}{=} \log 2~.~3 - \log 2~.~4\\
&= \color{red}{\log 2} + \log 3 \color{red}{-\log 2} - \log 4\\
&= \log 3 - \log 4 = \log\frac{3}{4}
\end{aligned}
$$
このように、三角形の相似特性が成り立ちます。