音量單位分貝,定義是聲音的震幅每增加 10 倍,就增加 10 分貝,公式可寫成:
$$ P = 10^{\frac{dB}{10}}P_0 $$
在我們調整音量的時候,不可能每次都調大 10 倍吧?那在中間就會出現指數是小數的情況。例如我們今天若要算
$$ x = 10^{6.3} $$
要怎麼在紙上求得近似值呢?
首先,我們改寫一下式子
$$ x = 10^{0.3} \times 10^6 $$
$$ y = 10^{0.3} $$
$$ x = y \times 10^6 $$
這樣我們就可以先求 y,再回去求 x 了,這麼做是因為對數表上只會有 1 到 10 的值。
...
假設今天我們要算一個 2 的對數,如
$$ x = \log_2 16 $$
$$ \rightarrow 2^x = 16 $$
我們定義
$$ 10^y=2 $$
把第二式帶入第一式
$$ (10^y)^x = 16 $$
$$ 10^{xy} = 16 $$
根據 log 定義,可以得到
$$ xy = \log_{10} 16 $$
$$ x = \frac{\log_{10} 16}{y} $$
又
$$ y = \log_{10} 2 $$
則
$$ x = \frac{\log_{10} 16}{\log_{10} 2} $$
我們就得到了換底公式:
$$ \log_a b = \frac{\log_c b}{\log_c a} $$