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Logarithme : log, ln, log₂ et puissance d'un nombre

Calculez le logarithme d'un nombre dans n'importe quelle base, les logarithmes népérien et décimal, et l'opération inverse : puissance et exponentielle.

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Résultats

log_b(x)

3,000000

b puissance x

256,000000

Logarithme népérien ln(x)
2,079442
Logarithme décimal log(x)
0,903090
Logarithme binaire log₂(x)
3,000000
Exponentielle e^x
2 980,957987
10 puissance x
100 000 000,0000

Autres valeurs de x

log_b(x)Logarithme népérien ln(x)Logarithme décimal log(x)
x = 0,50 actuel-1,000000-0,693147-0,301030
x = 1 actuel0,0000000,0000000,000000
x = 2 actuel1,0000000,6931470,301030
x = 4 actuel2,0000001,3862940,602060
x = 8 actuel3,0000002,0794420,903090
x = 16 actuel4,0000002,7725891,204120
x = 32 actuel5,0000003,4657361,505150

Qu’est-ce qu’un logarithme ?

Un logarithme répond à la question : « à quelle puissance faut-il élever la base pour obtenir ce nombre ? ». Comme 2³ = 8, le logarithme de 8 en base 2 vaut 3 : log₂(8) = 3. Les logarithmes transforment les produits en sommes et les puissances en produits. C’est pourquoi on les retrouve dans les décibels, la magnitude des séismes, le pH, les intérêts composés et l’analyse des algorithmes.

Les logarithmes usuels

  • Logarithme népérien ln(x) : base e ≈ 2,71828, étudié en terminale, utilisé pour la croissance, la décroissance et l’analyse.
  • Logarithme décimal log(x) : base 10, pour les ordres de grandeur, les décibels et le pH. En France, « log » sans précision désigne ce logarithme.
  • Logarithme binaire log₂(x) : base 2, utilisé en informatique et en théorie de l’information.

Toute autre base se calcule avec la formule de changement de base : log_b(x) = ln(x) ÷ ln(b).

Exemple : x = 8, base 2

  1. log₂(8) = 3, car 2³ = 8.
  2. ln(8) = 2,079442.
  3. log(8) = 0,903090.
  4. Vérification par changement de base : 2,079442 ÷ ln(2) = 2,079442 ÷ 0,693147 = 3.
  5. Les opérations réciproques : 2⁸ = 256, e⁸ ≈ 2 980,96 et 10⁸ = 100 000 000.

Propriétés

  • ln(a × b) = ln(a) + ln(b)
  • ln(a ÷ b) = ln(a) − ln(b)
  • ln(aⁿ) = n × ln(a)
  • ln(1) = 0 et ln(e) = 1 ; de même log_b(1) = 0 et log_b(b) = 1
  • Le logarithme n’est défini que pour un nombre strictement positif, et la base doit être positive et différente de 1.

Logarithmes des puissances de 2

x log₂ x ln x log x
0,5 −1 −0,693 −0,301
1 0 0 0
2 1 0,693 0,301
4 2 1,386 0,602
16 4 2,773 1,204
32 5 3,466 1,505

Applications pratiques

  • Trouver une durée : un placement à 5 % par an double en ln(2) ÷ ln(1,05) = 14,2 ans.
  • Décibels : un son 100 fois plus intense est plus fort de 10 × log(100) = 20 dB.
  • pH : pH = −log de la concentration en ions H₃O⁺. Chaque unité correspond à un facteur 10 d’acidité.
  • Informatique : une recherche dichotomique dans 1 000 000 d’éléments triés demande environ log₂(1 000 000) ≈ 20 étapes.
  • Remonter au nombre : si log(x) = 2,5, alors x = 10^2,5 ≈ 316,2.

Questions fréquentes

Combien vaut le logarithme de 8 en base 2 ?

3, car 2³ = 8.

Comment calculer un logarithme dans une base quelconque ?

Avec la formule de changement de base : log_b(x) = ln(x) ÷ ln(b), ou log(x) ÷ log(b).

Quelle différence entre log et ln ?

ln est le logarithme népérien, de base e ≈ 2,718. En France, log désigne le logarithme décimal, de base 10. Dans certains langages de programmation, log() est pourtant le logarithme népérien.

Peut-on calculer le logarithme d'un nombre négatif ?

Non, pas avec les nombres réels. Le logarithme n'est défini que pour un nombre strictement positif, et ln(0) n'existe pas.

Ce calculateur vous a-t-il été utile ?

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