aa加b加c的和的二次方方-ab=1,4ab-3ba加b加c的和的二次方方=-3,则aa加b加c的和的二次方方-9ab+6ba加b加c的和的二次方方-7=多少。在线等?

这个问题非常有意思,高赞答主们从各个角度描述了对数函数的定义及其导数,但是其核心问题还是没有解决,即对数函数 \ln x 为什么在某些方面像一个幂函数( x^0

咋看之下这似乎是无稽之谈,x^0明明等于 1 ,而其它的幂函数的定义也跟对数函数全然不同,除了对数函数的导数也是幂函数之外,似乎就没有其它相似之处了。

不过非常恰巧,我前段时间对各种不同的平均做了一点点研究,里头也有非常类似的“对数函数表现的像一个幂函数”的行为,不过读者需要先花一点点时间了解一下什么是幂平均。

对于两个正实数 ab ,我们知道他们的算术平均\frac{a+b}{2}

有了均方根,我们很容易就想到,如果把二次方改成三次方行不行?四次方、五次方呢?这就很容易导出了幂平均的概念: M_n=\sqrt[n]{\frac{a^n+b^n}{2}}

幂平均还有一个很有意思的性质,从图上也可以看出来,就是它关于 n 是单调的。事实上,如果 n趋向于正(负)无穷,那么幂平均就会趋向于 b ( a )。对于任何有限的n,则幂平均始终在 ab 之间。

好了,现在背景知识都介绍完了,这与本来的问题有什么关系呢?

别急,我们刚刚忘了提几何平均了,既然幂平均可以一直从 a 走到 b,那几何平均在其中的什么位置呢?

也许你已经猜到了,几何平均就在 n=0 的位置!

事实上,幂平均(包含 n=0 的特殊情形几何平均)是唯一一种满足齐次性的拟算术平均。什么是齐次性呢?简单地说, 2m (两米)跟 3m 的平均值,根据平均值的定义方式的不同,不一定是 2.5m ,也许是比方说 2.3m

这个齐次性的要求既自然又苛刻,事实上,只要我们要求广义平均满足齐次性,可以证明 f(x) 只能是幂函数 x^n 或者对数函数 \ln x ,顶多加上一个常数因子。其它的函数比如指数函数等都是不满足这个性质的。

所以说,对数函数与幂函数的关系远比表面上看起来更加复杂,其中更深入的关系还望有学数学的大神前来揭秘。


竟然这么多人看,趁机推销一下我自己写的段子好了

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