लघुगणकीय अवकलन

गणना में, लघुगणकीय अवकलन एक ऐसी विधि है जिसका उपयोग किसी फलन के लघुगणकीय व्युत्पन्न को नियोजित करके व्युत्पन्न फलन (गणित) f के लिए किया जाता है। ,

$$(\ln f)'={\frac {f'}{f}}\quad \implies \quad f'=f\cdot (\ln f)'.$$

तकनीक प्रायः उन स्तिथियों में निष्पादित की जाती है जहां फलन के स्थान पर किसी फलन के लघुगणक को अलग करना आसान होता है। यह सामान्यतः पर उन स्तिथियों में होता है जहां रुचि का कार्य कई भागों के उत्पाद से बना होता है, ताकि एक लघुगणकीय परिवर्तन इसे अलग-अलग हिस्सों के योग में बदल दे (जिसे अलग करना बहुत आसान है)। यह तब भी उपयोगी हो सकता है जब इसे चर या फलन की शक्ति तक बढ़ाए गए फलन पर लागू किया जाता है। लघुगणक अवकलन उत्पादों को योगों में और विभाजनों को घटावों में बदलने के लिए श्रृंखला नियम के साथ-साथ लघुगणक के गुणों (विशेष रूप से, प्राकृतिक लघुगणक, या आधार ई (गणित) के लघुगणक) पर निर्भर करता है। सिद्धांत को, कम से कम आंशिक रूप से, लगभग सभी भिन्न-भिन्न फलनों के अवकलन में लागू किया जा सकता है, बशर्ते कि ये कार्य गैर-शून्य हों।

अवलोकन

विधि का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि लघुगणक के गुण विभेदित किए जाने वाले सम्मिश्र फलनों को शीघ्रता से सरल बनाने के लिए मार्ग प्रदान करते हैं। दोनों पक्षों पर प्राकृतिक लघुगणक लेने के बाद और प्रारंभिक भेदभाव से पहले इन गुणों में क्रमभंग किया जा सकता है। सबसे अधिक उपयोग किये जाने वाले लघुगणक नियम निम्न हैं

$$\ln(ab)=\ln(a)+\ln(b),\qquad \ln \left({\frac {a}{b}}\right)=\ln(a)-\ln(b),\qquad \ln(a^{n})=n\ln(a).$$

उच्च क्रम व्युत्पन्न

फा डि ब्रूनो के सूत्र का उपयोग करते हुए, n-वें क्रम का लघुगणकीय व्युत्पन्न निम्न है,

$${\frac {d^{n}}{dx^{n}}}\ln f(x)=\sum _{m_{1}+2m_{2}+\cdots +nm_{n}=n}{\frac {n!}{m_{1}!\,m_{2}!\,\cdots \,m_{n}!}}\cdot {\frac {(-1)^{m_{1}+\cdots +m_{n}-1}(m_{1}+\cdots +m_{n}-1)!}{f(x)^{m_{1}+\cdots +m_{n}}}}\cdot \prod _{j=1}^{n}\left({\frac {f^{(j)}(x)}{j!}}\right)^{m_{j}}.$$

अनुप्रयोग

उत्पाद

Main article: उत्पाद नियम

एक प्राकृतिक लघुगणक दो फलनों के उत्पाद पर लागू किया जाता है

$$f(x)=$$