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CalcMax

Calcolatrice dell'antilogaritmo

Intervallo: -1000 – 1000

Intervallo: 0,00 – 1.000.000.000.000.000

Risultato

1000,000000

Antilogaritmo

Una calcolatrice dell'antilogaritmo esegue un logaritmo al contrario. Le dai un logaritmo e una base e ti restituisce il numero da cui quel logaritmo era stato ricavato: l'argomento, il valore a cui la base deve essere elevata a quella potenza per produrlo. Il logaritmo di 1000 in base 10 è 3, quindi l'antilogaritmo di 3 in base 10 è 1000; le due pagine sono una l'inversa dell'altra e condividono lo stesso campo della base. È il procedimento inverso di quello della pagina dei logaritmi, e in tutto il calcolo c'è una sola esponenziazione: quello che resta serve a decidere se il risultato è un numero che si può stampare. Poiché l'esponente può essere negativo o frazionario, la risposta non è sempre un numero tondo: l'antilogaritmo di 2,5 in base 10 è 316,227766, un numero irrazionale, e la pagina lo riporta con sei decimali. Vale la pena tenere le due pagine affiancate: qui si parte dall'esponente per arrivare al numero, di là si parte dal numero per arrivare all'esponente, e in nessuna delle due direzioni c'è un passaggio in più di quanto serva.

Logaritmi e gli argomenti da cui provengono

BaseLogaritmoArgomento
102100
1031000
105100000
28256
2101024
3481
4364
53125
7249

Ogni riga è una potenza, letta nella direzione in cui lavora questa pagina: l'argomento della terza colonna è la base della prima elevata al logaritmo della seconda. È lo stesso fatto della tabella che sta sulla pagina dei logaritmi, letto al contrario: 10 alla potenza di 3 fa 1000 in un verso come nell'altro. Le righe sono numeri interi di proposito: una tabella di logaritmi decimali andrebbe localizzata, perché 0,301030 in alcune lingue si scrive 0.301030, mentre i numeri interi si scrivono allo stesso modo dappertutto, e quella colonna è quindi identica in tutte e dieci le lingue del sito. La base e non ha nessuna riga, perché e non è un numero intero: il suo inverso è la funzione esponenziale, non una potenza con base intera.

Formula

x = b^y (b è la base, y il logaritmo, x l'argomento)

y
Il logaritmo, l'esponente da cui parti. Sono accettati tutti i valori fra −1000 e 1000, e i valori negativi non sono un caso a parte: un esponente di −2 in base 10 dà 0,01, una risposta sotto 1, che è esattamente quello che significa un logaritmo negativo. Anche gli esponenti frazionari sono accettati e producono di norma un argomento irrazionale.
b
La base, il numero che viene elevato a potenza. Deve essere positiva e non può valere 1. Con la base 1 questa pagina sbaglia in modo peggiore della pagina dei logaritmi: calcolata al contrario, 1 elevato a qualsiasi esponente restituisce tranquillamente 1, quindi una calcolatrice senza quella protezione stamperebbe un argomento di 1 per ogni logaritmo inserito. Le basi minori di 1 sono accettate e descrivono un decadimento invece di una crescita.
b^y
La potenza stessa, l'operazione che questa pagina esegue. Tutto quello che la pagina fa è una sola esponenziazione, più i due controlli di overflow che decidono se il risultato è davvero stampabile. Elevare la base all'esponente equivale a far salire la base lungo una scala di potenze, ed è per questo che una piccola variazione dell'esponente produce una grande variazione della risposta.
x
L'argomento, il numero di cui era stato preso il logaritmo di partenza, e l'unico risultato della pagina. È sempre positivo, perché una base positiva elevata a qualsiasi esponente resta positiva: quindi, a differenza della pagina dei logaritmi, qui non c'è nessun caso zero o negativo da rifiutare. Quando il logaritmo inserito è esattamente 0 l'argomento è 1, con qualsiasi base, perché qualsiasi numero elevato a zero fa uno.

Esempi svolti

  1. L'antilogaritmo di 3 in base 10

    1. Eleva la base al logaritmo: 10 alla potenza di 3
    2. 10 × 10 × 10 = 1000
    3. L'argomento è 1000, esatto
    4. Verifica sulla pagina dei logaritmi: il logaritmo di 1000 in base 10 è 3

    La coppia di pagine si vede meglio qui. La calcolatrice dei logaritmi prende 1000 e restituisce 3; questa prende 3 e restituisce 1000. Nessuna delle due risposte è un'approssimazione, e la verifica è una sola esponenziazione in entrambe le direzioni. Qualunque dei due numeri ti dia un problema, con questi due strumenti raggiungi l'altro.

  2. L'antilogaritmo di un logaritmo negativo

    1. Un esponente negativo significa il reciproco della potenza positiva
    2. 10 alla potenza di 2 fa 100, quindi 10 alla potenza di −2 fa 1 ÷ 100
    3. L'argomento è 0,01
    4. Un argomento sotto 1 significa sempre che il logaritmo era negativo

    Metà di quello che viene chiesto a un antilogaritmo, e la metà che è più facile sbagliare a mano. Un logaritmo negativo qualsiasi dà un argomento fra 0 e 1: mai zero e mai negativo, perché nessuna potenza di una base positiva arriva né all'uno né all'altro. L'argomento esattamente uguale a 1 è la linea di separazione, e corrisponde a un logaritmo di zero.

  3. L'antilogaritmo di un logaritmo frazionario

    1. Spezza l'esponente: 10 alla potenza di 2,5 è 10 al quadrato per la radice quadrata di 10
    2. 10 al quadrato fa 100 e la radice quadrata di 10 è circa 3,162278
    3. 100 × 3,162278 = 316,227766
    4. Il valore esatto è irrazionale, quindi la risposta è arrotondata a sei decimali

    Il caso che distingue un antilogaritmo da una tavola: 2,5 non è un numero intero, quindi nemmeno l'antilogaritmo lo è. Scritto in forma esatta è 100√10, un numero irrazionale, e nessun numero di decimali lo esaurisce. I sei decimali mostrati sono un limite di visualizzazione, non il valore.

Limiti

La base deve essere positiva e non può valere 1, per il motivo detto sopra: calcolata in questa direzione, la base 1 restituisce 1 per ogni input, ed è il guasto che questa pagina deve evitare più di ogni altro. Il logaritmo deve stare fra −1000 e 1000. Fuori da quell'intervallo l'argomento supererebbe quello che l'aritmetica in doppia precisione può rappresentare, circa 1e308 in entrambe le direzioni, e la pagina rifiuta invece di stampare Infinity. L'altro estremo dello stesso limite conta di più: una base di 1e−15 elevata alla potenza 100 va in underflow fino a zero in virgola mobile, e zero sembra una risposta del tutto ordinaria anche se nessun logaritmo ha zero come argomento. Anche quell'underflow viene rifiutato. Il risultato è arrotondato a sei decimali per la visualizzazione. Le basi minori di 1 sono accettate e danno argomenti minori di 1, che è il caso del decadimento e non un errore. Le basi negative sono rifiutate senza appello: una base negativa elevata a un esponente intero è un numero reale, ma una base negativa elevata a un esponente frazionario non lo è, e questa pagina accetta gli esponenti frazionari, quindi non accetta né gli uni né gli altri.

Domande frequenti

Che cos'è un antilogaritmo?
È il numero di cui era stato preso un logaritmo. Il logaritmo di 1000 in base 10 è 3, quindi l'antilogaritmo di 3 in base 10 è 1000. Scritto come formula, l'antilogaritmo di y in base b è b elevato alla potenza y. Il nome viene dalle tavole stampate, dove si cercava un logaritmo in una direzione e il suo antilogaritmo nell'altra.
L'antilogaritmo è la stessa cosa del logaritmo inverso?
Sì. Logaritmo inverso è il nome più descrittivo: le due operazioni si annullano a vicenda, quindi applicare un logaritmo e poi il suo inverso restituisce il numero da cui eri partito. In pratica l'inverso di un logaritmo in base 10 si scrive 10 elevato alla x, e l'inverso di un logaritmo naturale è e elevato alla x. Questa pagina calcola quell'inverso per qualsiasi base, non solo per le due che hanno un nome.
Che cosa succede quando il logaritmo è negativo?
L'argomento esce fra 0 e 1. Un esponente negativo significa il reciproco della potenza positiva corrispondente, quindi l'antilogaritmo di −2 in base 10 è 1 ÷ 100, cioè 0,01. Non è un caso limite da trattare a parte: è il comportamento normale di un esponente, ed è l'unico modo in cui un antilogaritmo può produrre una risposta piccola.
Perché la base non può essere 1?
Perché 1 elevato a qualsiasi potenza fa 1, quindi l'equazione non si può risolvere per un argomento particolare. In questa direzione il guasto è peggiore che sulla pagina dei logaritmi: calcolare 1 elevato alla y non dà nessun errore, restituisce 1 senza dire niente, e la pagina stamperebbe un argomento di 1 per ogni logaritmo inserito. La protezione esiste esattamente per fermare questo.
Perché una base molto piccola viene rifiutata?
Perché l'aritmetica va in underflow. Una base di 1e−15 elevata alla potenza 100 sta molto sotto il più piccolo numero positivo che la doppia precisione può rappresentare, quindi il risultato calcolato è zero: e zero sembra una risposta del tutto ragionevole, mentre in realtà nessun logaritmo ha zero come argomento. La pagina rifiuta l'input invece di stampare un numero sbagliato dall'aria normale.
L'argomento può essere negativo?
Mai. Una base positiva elevata a qualsiasi esponente è positiva, quindi l'argomento di qualsiasi logaritmo è positivo, e il suo antilogaritmo deve esserlo altrettanto. La pagina lo garantisce per costruzione invece che con un controllo sull'output: gli input che potrebbero romperla, una base non positiva o una base pari a 1, vengono rifiutati prima che l'esponenziazione avvenga.

Riferimenti

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