Autor Tema: Despejar Exponente en Logaritmo Natural

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22 Agosto, 2016, 06:26 pm
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MasLibertad

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Hola a todos.

Estoy intentando desarrollar una fórmula en la que tengo que despejar un Exponente.

No soy muy ducho en logaritmos pero, por lo que he creído entender, si tenemos la fórmula
\( X = e^n \) entonces \( n=\log(X) \)

¿Es correcto?
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Conan el Bárbaro,  La Torre del Elefante

22 Agosto, 2016, 06:53 pm
Respuesta #1

delmar

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Hola

Sí, es cierto. Ojo, el logaritmo considerado en la ecuación, es el logaritmo neperiano, es decir que tiene como base a \( e \).

Saludos

22 Agosto, 2016, 07:49 pm
Respuesta #2

MasLibertad

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Gracias, delmar, por confirmármelo.
Es decir, que si estoy cometiendo un error no es en ese paso.

Será mejor que me explique un poco más extensamente.

Partiendo de una fórmula que me dio ElManco hace un par de años para calcular la razón entre los radios de una espiral en dos vueltas sucesivas, y aplicándola a un problema concreto, desarrollé la siguiente fórmula:
\( t=E*(e^{D/R}-1) \)
Por si tenéis curiosidad, era para calcular el tiempo que tardará la luz en recorrer una distancia intergaláctica tan grande que la Expansión del Universo hace que la galaxia se 'aleje' más rápido que la velocidad de la luz.
Podéis verlo en http://www.maslibertad.com/Calculadora-de-Viajes-Intergalacticos_p806.html.

Hace poco he querido añadir una nueva calculadora en mi página para calcular, a partir del Corrimiento al Rojo de la luz de las Galaxias, a qué distancia estaba la galaxia cuando emitió su luz, a qué distancia está actualmente y durante cuánto tiempo ha viajado ese rayo de luz.

Partiendo de la fórmula inicial he dado los siguientes pasos:
\( t=E*(e^{D/R}-1) \)
\( \Rightarrow{\frac{t}{E}=e^{D/R}-1} \)
\( \Rightarrow{\frac{t}{E}+1=e^{D/R}} \)
\( \Rightarrow{log(\frac{t}{E}+1)=\frac{D}{R}} \)
\( \Rightarrow{D=log(\frac{t}{E}+1)*R} \)

CREO que no me he equivocado, pero al programar la calculadora en JavaScript me da un resultado que parece correcto pero que al comprobarlo con la calculadora intergaláctica me dan resultados distintos.

Una de dos, o mi razonamiento geométrico o mi razonamiento matemático, tal vez los dos, están equivocados.

¿Podéis indicarme si los pasos matemáticos son correctos?

PD: Aunque ya tengo programada la calculadora en JavaScript, no la he publicado, quería esperar a tenerla completa y comprobada, pero si creéis que es necesario para descubrir el fallo la publico en Pruebas.

Gracias
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Conan el Bárbaro,  La Torre del Elefante

22 Agosto, 2016, 08:02 pm
Respuesta #3

Rectilíneo

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Partiendo de la fórmula inicial he dado los siguientes pasos:

\( t=E*(e^{D/R}-1) \)
\( \Rightarrow{\frac{t}{E}=e^{D/R}-1} \)
\( \Rightarrow{\frac{t}{E}+1=e^{D/R}} \)
\( \Rightarrow{log(\frac{t}{E}+1)=\frac{D}{R}} \)
\( \Rightarrow{D=log(\frac{t}{E}+1)*R} \)

El despeje de \( D \) es correcto. Te habrás equivocado en el otro razonamiento.

Pero yo escribiría el logaritmo neperiano (o natural, como quieras llamarlo) como \( \ln \) o \( \log_e \) para no dar lugar a confusiones.

Saludos.

22 Agosto, 2016, 08:13 pm
Respuesta #4

delmar

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Me auno a lo que esta diciendo Rectilineo, lo pondría de esta manera :

\( D=R*ln(\displaystyle\frac{t}{E}+1) \)

Y, sí a veces con las calculadoras o computadoras hay sorpresas, es que estas máquinas en realidad manejan a un conjunto discreto de números, hay que considerar el error que se presentan en estas máquinas.

Saludos.

23 Agosto, 2016, 08:07 am
Respuesta #5

feriva

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CREO que no me he equivocado, pero al programar la calculadora en JavaScript me da un resultado que parece correcto pero que al comprobarlo con la calculadora intergaláctica me dan resultados distintos.



Hola, MasLibertad. Una vez hice un programa en javascript par ir calculando aproximaciones del número \( pi \) (de lo poquísimo que he hecho en este lenguaje) y vi que se producían errores para ciertas cantidades (me empezaba a salir todo ceros) parece que no es un lenguaje demasiado apropiado para cálculos matemáticos de cierto nivel.

 Aunque no lo he usado nunca, sé que existe Bryton, que es un Python  que funciona, al igual que javascript, dentro del HTML de una página:

https://www.atareao.es/ubuntu/brython-o-reemplazando-javascript-con-python/

 No sé si será igual que Python en cuanto a precisión (ya supongo que no al funcionar dentro del HTML como un script, le pasará como a javascript) pero lo que sí es seguro es que tiene que ser mucho más cómodo y ágil de escribir (y es un lenguaje que se aprende rápido; y una vez aprendido da pereza usar los demás lenguajes).

 Saludos.

23 Agosto, 2016, 09:45 am
Respuesta #6

MasLibertad

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Feriva: No conocía el lenguaje Bryton, pero me he apuntado la dirección para probarlo en cuanto tenga ocasión. Gracias.

delmar y Rectilíneo: Pues parece que el fallo no está en el razonamiento matemático, así que tiene que estar en el geométrico. Completaré la calculadora con más variables de control y con un proceso que a partir de los resultados realice las operaciones inversas para recalcular los datos originales.
Y si sigo sin encontrar el fallo... tendré que empezar de nuevo desde el papel de dibujo.

Respecto al nombre de la función log(), tenéis razón. Me he dejado llevar por el hecho de que en JavaScript el Logaritmo Natural se obtiene con la función log(), y no hay una función que devuelva el logaritmo decimal, por lo que no hay lugar a la confusión. Pero en matemáticas debemos usar un lenguaje distinto y más preciso que en programación.
En adelante usaré (en matemáticas) la función ln().

Gracias por todo, y ya os diré si averiguo dónde estaba el fallo.
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Conan el Bárbaro,  La Torre del Elefante

24 Octubre, 2016, 12:28 pm
Respuesta #7

MasLibertad

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Efectivamente, el error estaba en el proceso previo, es decir, el razonamiento que me llevó hasta esa fórmula y en la que se me había metido un -1 donde no debía.
De hecho, al repasar todas las fórmulas, desde la que me dio elManco hace dos años hasta que programé la Calculadora de Viajes Intergalácticos, he visto que había metido la pata, y al intentar despejar el exponente para hacer el procedimiento inverso, a partir del corrimiento al rojo calcular la distancia de la galaxia, el pequeño error que había pasado desapercibido se hizo evidente.

Ya están ambas calculadoras corregidas, publicadas y funcionando.

Si os apetece verlas
Calculadora de Viajes Intergalácticos
Calculadora del Corrimiento al Rojo

Gracias.
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Conan el Bárbaro,  La Torre del Elefante

24 Octubre, 2016, 02:12 pm
Respuesta #8

Juan Pablo Sancho

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Hola, MasLibertad. Una vez hice un programa en javascript par ir calculando aproximaciones del número \( pi \) (de lo poquísimo que he hecho en este lenguaje) y vi que se producían errores para ciertas cantidades (me empezaba a salir todo ceros) parece que no es un lenguaje demasiado apropiado para cálculos matemáticos de cierto nivel.

Editado
¿Feriva usaste esta fórmula \(  p_{k+1} = 2^{k-\color{red}0.5\color{black}}  \cdot \sqrt{1-\sqrt{1-(\dfrac{p_k^2}{4^{k-\color{red}1\color{black}}}})}  \)?

24 Octubre, 2016, 03:19 pm
Respuesta #9

feriva

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Hola, MasLibertad. Una vez hice un programa en javascript par ir calculando aproximaciones del número \( pi \) (de lo poquísimo que he hecho en este lenguaje) y vi que se producían errores para ciertas cantidades (me empezaba a salir todo ceros) parece que no es un lenguaje demasiado apropiado para cálculos matemáticos de cierto nivel.


¿Feriva usaste esta fórmula \(  p_{k+1} = 2^k \cdot \sqrt{2} \cdot \sqrt{1-\sqrt{1-(\dfrac{p_k}{2^k})^2}}  \)?

Hola, Juan Pablo. En el programa que fallaba usé exhaución (hice otro, también en javascript, con la fórmula de Leibniz, que pensé que fallaba también, pero ahora que lo pruebo, no llega a fallar para  "n" hasta 100000000, después no sé, porque tarda en dar los resultados ).

El método, exactamente tal como lo usé, lo tienes descrito en el spoiler de esta respuesta

http://rinconmatematico.com/foros/index.php?topic=76918.msg308039#msg308039

Y el programa estará por ahí también puesto en algún sitio de ese post, pero no hace falta que lo cargues, te pego aquí los datos que arroja según se va dando las aproximaciones según lo que se hace en el programa.

Spoiler
Aproximación: 3.061467458920718
Aproximación: 3.121445152258053
Aproximación: 3.1365484905459406
Aproximación: 3.140331156954739
Aproximación: 3.141277250932757
Aproximación: 3.1415138011441455
Aproximación: 3.1415729403678827
Aproximación: 3.141587725279961
Aproximación: 3.141591421504635
Aproximación: 3.141592345611077
Aproximación: 3.1415925765450043
Aproximación: 3.1415926334632482
Aproximación: 3.141592654807589
Aproximación: 3.1415926453212153
Aproximación: 3.1415926073757197
Aproximación: 3.1415929109396727
Aproximación: 3.141594125195191
Aproximación: 3.1415965537048196
Aproximación: 3.1415965537048196
Aproximación: 3.1416742650217575
Aproximación: 3.1418296818892015
Aproximación: 3.142451272494134
Aproximación: 3.142451272494134
Aproximación: 3.1622776601683795
Aproximación: 3.1622776601683795
Aproximación: 3.4641016151377544
Aproximación: 4
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
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Aproximación: 0
Aproximación: 0
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Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
Aproximación: 0
[cerrar]

Saludos.