Introducción
En matemáticas, el logaritmo de un número —en una base determinada— es el exponente al cual hay que elevar la base para obtener dicho número. Por ejemplo, el logaritmo de 1000 en base 10 es 3, porque 1000 es igual a 10 a la potencia 3: 1000 = 103 = 10×10×10.
De la misma manera que la operación opuesta de la suma es la resta y la de la multiplicación la división, el cálculo de logaritmos es la operación inversa a la potenciación de la base del logaritmo.
Logaritmo de un número
Se define logaritmo en base a (donde a es un valor positivo y distinto de 1) de un número x positivo al exponente al que hay que elevar la base para obtener este número. El símbolo del logaritmo en base a es loga, por lo que entonces se escribe que:
Los logaritmos de base 10, utilizados con mucha frecuencia, se llaman decimales; los que tienen como base el número e se denominan naturales o neperianos, y también pueden tener múltiples aplicaciones en ciencia.
Propiedades de los logaritmos
A partir de las propiedades de las potencias, se deducen diversas propiedades interesantes de los logaritmos en cualquier base. Estas propiedades se resumen en la tabla adjunta.
Cambio de base entre logaritmos
Un mismo número tiene logaritmos diferentes según la base elegida. Ahora bien, basta conocer el logaritmo de un número en una base para determinar su valor en cualquier otra base, a partir de la siguiente propiedad de cambio de base:
Logaritmos decimales
Los logaritmos de base 10, se llaman logaritmos decimales. Normalmente, estos logaritmos se simbolizan por log, sin indicar la base.
En el valor de un logaritmo decimal pueden distinguirse dos partes complementarias:
La característica, que expresa el orden de magnitud de esta cantidad y tiene valores enteros.
La mantisa, o parte marginal del logaritmo, que expresa su componente decimal.
Por ejemplo, el logaritmo del número 100 es 2, por lo que sólo tiene característica (igual a 2) y su mantisa es nula. En cambio, el logaritmo del número 2 es 0,301030, característica igual a 0 y mantisa 301030.
Los logaritmos de números mayores o iguales que 1 y menores que 10 tienen característica 0.
Los logaritmos de números mayores o iguales que 10 y menores que 100 tienen característica 1.
Los de los números mayores o iguales que 100 y menores que 1000 tienen característica 2, y así sucesivamente.
En cambio, los logaritmos de los números menores que 1 tienen característica negativa.
Por otra parte, la mantisa de los números que sólo difieren entre sí en potencias de 10 tienen igual mantisa. Por ejemplo:
mantisa (log 2) = mantisa (log 20) = mantisa (log 200) =?= mantisa (log 0,2) = = mantisa (log 0,02) = mantisa (log 0,002) = ?
Logaritmos neperianos
Los logaritmos neperianos o naturales tienen como base el número e = 2,7182818285… Estos logaritmos se simbolizan por ln o L (por ejemplo, ln 2 o L 2).
La elección de una base aparentemente tan arbitraria responde a las singulares propiedades de la función exponencial ex (ver t35), de manera que los logaritmos neperianos (que deben su nombre a su inventor, John Neper), tienen aplicaciones en numerosísimos campos científicos, técnicos y sociales.
Para determinar valores de logaritmos neperianos se utilizan hoy en día calculadoras portátiles. Sin embargo, en el pasado era necesario recurrir al siguiente procedimiento:
Calcular el logaritmo decimal del número, con ayuda de una tabla de logaritmos.
Calcular el logaritmo neperiano por medio de un cambio de base, sabiendo que log e = 0,434294 ya que: