高数作业里写 ln1,有人直接填 1,被扣了分还觉得委屈。其实 ln1等于0,这是对数里最基础的一条。
ln 是以 e 为底的对数,e 约等于 2.71828。因为 e 的 0 次方等于 1,所以 ln1 就是 0,换成指数形式看更直白:e^0 = 1,反过来就是 ln1 = 0。
换底公式也能验证:ln1 = log10(1) / log10(e) = 0 / 0.4343 = 0。分子是 0,结果自然是 0,跟底数取多少没关系。
和它容易混的几个值
- ln e = 1,因为 e 的一次方是 e。
- ln(1/e) = -1,1/e 就是 e 的负一次方。
- lg1 也等于 0,lg 以 10 为底,10 的 0 次方同样是 1。
- ln0 没有定义,x 趋近 0 时 lnx 趋向负无穷,别写成 0。
从图像上记更牢
y = lnx 的图像过点 (1,0),在 0 到正无穷上一直往上走,只是越来越平缓。x 小于 1 时函数值为负,x 大于 1 时为正。对数函数还有个特点,真数为 1 时结果永远是 0,不管底数是 e、10 还是 2,log2(1)、log5(1) 都等于 0。
计算器别按错键
科学计算器上 ln 和 log 是两个键,log 多数是以 10 为底,ln 才是自然对数。算 ln1 时按 ln 再按 1,结果应该是 0;按成 log 结果也是 0,但换成 ln2 和 log2 结果就差了两倍多。ln 一般读作自然对数,英文写 natural log,有些工程文档里也直接写成 log,看到没带底数的 log 先看上下文。
真记不住就回到定义:对数问的是底数要几次方才能得到这个数,e 要几次方得到 1,答案是零次。Excel 里算 ln1 用 =LN(1),结果就是 0,换成 =LOG10(1) 也一样。如果题目考的是 lnx 的导数,别把函数值和导数混了,lnx 求导是 1/x,在 x=1 处导数为 1,函数值仍然是 0。
有些教材把自然对数写成 loge,底数 e 省略时默认就是 ln,别和常用对数搞混。工程软件里的 log 函数不一定以 e 为底,Excel 的 LOG 函数就要显式给底数,LN 才是自然对数。算增长率、半衰期这类题,结果里出现 ln 很常见,底数写错整道题就偏了。