Qual é o log natural de -0.9 0.9?

Responda:

ln (-0.9) = ln (0.9) + ipi ~~ -0.10536 + ipiln(0.9)=ln(0.9)+iπ0.10536+iπ

Explicação:

Observe que o logaritmo natural deve ser o inverso da função exponencial e^xex. Portanto, a resposta para a nossa pergunta é uma solução de:

e^x = -0.9ex=0.9

Note, porém, que e^x > 0ex>0 para todos os valores reais de xx.

Portanto, não há valor real de xx que é candidato ao logaritmo natural.

A função exponencial e^xex é aplicável a números complexos, para que possamos procurar soluções complexas de e^x = -0.9ex=0.9.

Observe que a identidade de Euler nos diz que:

e^(ipi) + 1 = 0eiπ+1=0

Então encontramos:

e^(ipi + ln 0.9) = e^(ipi) * e^(ln 0.9) = -1 * 0.9 = -0.9eiπ+ln0.9=eiπeln0.9=10.9=0.9

De fato, o valor principal do logaritmo natural complexo de -0.90.9 is ln 0.9 + i piln0.9+iπ.

"Valor principal"?

Qualquer número do formulário x = ln 0.9 + (2k+1)piix=ln0.9+(2k+1)πi (com kk um inteiro) irá satisfazer e^x = -0.9ex=0.9.

Por convenção, o valor principal de ln (r e^(i theta))ln(reiθ) is ln r + i thetalnr+iθ para theta in (-pi, pi]θ(π,π].

Para encontrar o valor de ln 0.9ln0.9 podemos usar:

ln (1+t) = t-t^2/2+t^3/3-t^4/4+...

Assim:

ln (1-t) = t+t^2/2+t^3/3+t^4/4+...

e:

ln (0.9) = ln (1-0.1) = -(0.1+0.01/2+0.001/3+0.0001/4+...)

~~ -0.10536

Assim:

ln (-0.9) = ln (-0.9) + ipi ~~ -0.10536+ipi