{"id":2361,"date":"2024-12-29T12:24:46","date_gmt":"2024-12-29T12:24:46","guid":{"rendered":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/?p=2361"},"modified":"2024-12-29T12:24:46","modified_gmt":"2024-12-29T12:24:46","slug":"los-logaritmos-curiosidades-y-aplicaciones","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/2024\/12\/los-logaritmos-curiosidades-y-aplicaciones\/","title":{"rendered":"Los Logaritmos: Curiosidades y Aplicaciones"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Los logaritmos son una herramienta matem\u00e1tica fascinante que tienen aplicaciones en numerosos campos, desde la inform\u00e1tica hasta la f\u00edsica y la biolog\u00eda. Aqu\u00ed recopilamos algunas de las curiosidades m\u00e1s interesantes sobre los logaritmos y su uso pr\u00e1ctico, antes de sumergirnos en un ejemplo relacionado con la famosa paradoja de los logaritmos en la multiplicaci\u00f3n de n\u00fameros grandes.<\/p>\n\n\n\n<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_82_2 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-grey ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">\u00cdndice<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Alternar tabla de contenidos\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewBox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseProfile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 eztoc-toggle-hide-by-default' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/2024\/12\/los-logaritmos-curiosidades-y-aplicaciones\/#Curiosidades_sobre_los_logaritmos\" >Curiosidades sobre los logaritmos<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/2024\/12\/los-logaritmos-curiosidades-y-aplicaciones\/#Aplicando_la_paradoja_de_los_numeros_grandes\" >Aplicando la paradoja de los n\u00fameros grandes<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/2024\/12\/los-logaritmos-curiosidades-y-aplicaciones\/#Teoria_de_la_paradoja\" >Teor\u00eda de la paradoja<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/2024\/12\/los-logaritmos-curiosidades-y-aplicaciones\/#Practica_de_la_paradoja\" >Pr\u00e1ctica de la paradoja<\/a><\/li><\/ul><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Curiosidades_sobre_los_logaritmos\"><\/span>Curiosidades sobre los logaritmos<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">I &#8211; <strong>Origen del t\u00e9rmino<\/strong>: El t\u00e9rmino \u00ablogaritmo\u00bb fue acu\u00f1ado por <strong><a href=\"https:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/John_Napier\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">John Napier<\/a><\/strong> en 1614. Proviene de las palabras griegas <strong>logos<\/strong> (proporci\u00f3n) y <strong>arithmos<\/strong> (n\u00famero), ya que los logaritmos transforman las multiplicaciones en sumas, lo que facilita los c\u00e1lculos.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">II &#8211; <strong>El logaritmo natural<\/strong>: El logaritmo natural tiene como base el n\u00famero <strong>e<\/strong>, aproximadamente 2.71828. Este n\u00famero es fundamental en matem\u00e1ticas, especialmente en c\u00e1lculo diferencial y en el estudio de fen\u00f3menos que crecen de manera continua.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">III &#8211; <strong>Logaritmos en la naturaleza<\/strong>: Los logaritmos se usan para modelar fen\u00f3menos naturales como el <strong>crecimiento exponencial<\/strong> (por ejemplo, poblaciones o procesos radiactivos) y las escalas logar\u00edtmicas, como la <strong>escala Richter<\/strong> para medir terremotos o la <strong>escala de decibelios<\/strong> para medir el sonido.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">IV &#8211; <strong>Relaci\u00f3n con la exponenciaci\u00f3n<\/strong>: La operaci\u00f3n inversa de un logaritmo es la <strong>exponenciaci\u00f3n<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-katex-display-block katex-eq\" data-katex-display=\"true\"><pre>log\u2061_{b}(x)=y\\ \\to\\ b^y = x<\/pre><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">V &#8211; <strong>Propiedades \u00fatiles<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Multiplicaci\u00f3n transformada en suma<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-katex-display-block katex-eq\" data-katex-display=\"true\"><pre>log\u2061_b(x\u22c5y)=log_b(x)+log\u2061_b(y)<\/pre><\/div>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Divisi\u00f3n transformada en resta<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-katex-display-block katex-eq\" data-katex-display=\"true\"><pre>log\u2061b(x\/y)=log\u2061_b(x)\u2212log_b(y)<\/pre><\/div>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Potenciaci\u00f3n transformada en multiplicaci\u00f3n<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-katex-display-block katex-eq\" data-katex-display=\"true\"><pre>log_b(x^{n})=n\u22c5log_b(x)<\/pre><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">VI &#8211; <strong>El logaritmo de 1<\/strong>: El logaritmo de 1, sin importar la base, siempre es igual a 0. Esto se debe a que el logaritmo de un n\u00famero en una base determinada es el exponente al cual se debe elevar esa base para obtener el n\u00famero. En el caso de 1, cualquier n\u00famero elevado a la potencia de 0 es igual a 1, independientemente de la base. Por lo tanto, el logaritmo de 1 en cualquier base siempre ser\u00e1 0, ya que no importa qu\u00e9 base se use, siempre se necesita un exponente de 0 para obtener 1.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">VII &#8211; <strong>Logaritmos y computadoras<\/strong>: Los logaritmos son fundamentales en la teor\u00eda de la <strong>informaci\u00f3n<\/strong>, ya que se usan para calcular la cantidad de informaci\u00f3n contenida en un mensaje. Un <strong>bit<\/strong> de informaci\u00f3n corresponde a una elecci\u00f3n entre dos opciones, lo que se puede representar con logaritmos en base 2.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">VIII &#8211; <strong>Escalas logar\u00edtmicas<\/strong>: Las escalas logar\u00edtmicas son \u00fatiles para representar cantidades que var\u00edan en \u00f3rdenes de magnitud, como los niveles de intensidad s\u00edsmica (escala Richter) o los niveles de intensidad del sonido (decibelios). Un incremento de 1 en estas escalas significa un cambio en el valor multiplicado por 10.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">IX &#8211; <strong>La ley de Zipf<\/strong>: Esta ley en ling\u00fc\u00edstica indica que la frecuencia de una palabra en un idioma es inversamente proporcional a su rango. Si se grafica esta relaci\u00f3n, la curva resultante sigue una distribuci\u00f3n logar\u00edtmica.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">X &#8211; <strong>La paradoja de los logaritmos en la multiplicaci\u00f3n de n\u00fameros grandes<\/strong>: Si tienes que multiplicar dos n\u00fameros muy grandes, calcular el logaritmo de cada uno, sumarlos y luego tomar el antilogaritmo del resultado es mucho m\u00e1s r\u00e1pido que multiplicar directamente. Este truco fue ampliamente utilizado antes de la era de las calculadoras electr\u00f3nicas, con tablas de logaritmos y reglas deslizantes (como la regla de c\u00e1lculo).<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Aplicando_la_paradoja_de_los_numeros_grandes\"><\/span>Aplicando la paradoja de los n\u00fameros grandes<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">No es casual que haya dejado la paradoja para el final, y es que desde antes de la invenci\u00f3n de las calculadoras electr\u00f3nicas hasta hoy han pasado varios a\u00f1os, y como veremos a continuaci\u00f3n, lo que antes era una ventaja hoy en d\u00eda ya no lo es.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Teoria_de_la_paradoja\"><\/span>Teor\u00eda de la paradoja<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La paradoja de los logaritmos en la multiplicaci\u00f3n de n\u00fameros grandes se basa en la siguiente idea te\u00f3rica: si tenemos dos n\u00fameros grandes \ud835\udc34 y \ud835\udc35, sus logaritmos en base 10 pueden calcularse como:<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-katex-display-block katex-eq\" data-katex-display=\"true\"><pre>log_{10}(A) \\ y\\ log_{10}(B)<\/pre><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Para multiplicar \ud835\udc34 y \ud835\udc35, en lugar de realizar la multiplicaci\u00f3n directamente, podemos sumar los logaritmos y luego tomar el antilogaritmo del resultado:<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-katex-display-block katex-eq\" data-katex-display=\"true\"><pre>A\u00d7B=10^{log_{10}(A)+log_{10}(B)}<\/pre><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Esta t\u00e9cnica transforma una multiplicaci\u00f3n en una suma, lo que <strong>te\u00f3ricamente deber\u00eda hacerla m\u00e1s eficiente<\/strong>, ya que las sumas son m\u00e1s r\u00e1pidas de computar que las multiplicaciones.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Practica_de_la_paradoja\"><\/span>Pr\u00e1ctica de la paradoja<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Aunque esta idea es v\u00e1lida <strong>te\u00f3ricamente<\/strong>, en la pr\u00e1ctica, las <strong>operaciones logar\u00edtmicas<\/strong> y <strong>exponenciales<\/strong> tienen una sobrecarga computacional significativa. En lenguajes de programaci\u00f3n como <strong>Python<\/strong>, las operaciones de logaritmo y exponenciaci\u00f3n no est\u00e1n tan optimizadas como las multiplicaciones directas de n\u00fameros enteros grandes. El manejo de n\u00fameros grandes utilizando logaritmos requiere varias operaciones adicionales: primero se calculan los logaritmos, luego se suman, y finalmente se realiza la exponenciaci\u00f3n del resultado. Todo esto introduce un costo extra que no est\u00e1 presente en la multiplicaci\u00f3n directa.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Adem\u00e1s, las <strong>limitaciones de precisi\u00f3n<\/strong> en las operaciones logar\u00edtmicas (debido al redondeo de los valores durante los c\u00e1lculos) pueden hacer que el resultado obtenido no sea exactamente el mismo que el de la multiplicaci\u00f3n directa.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Por lo tanto, aunque los logaritmos transforman la multiplicaci\u00f3n en una operaci\u00f3n m\u00e1s simple (la suma), la <strong>precisi\u00f3n<\/strong> y la <strong>eficiencia computacional<\/strong> de las multiplicaciones directas de n\u00fameros grandes suelen ser superiores en la pr\u00e1ctica, especialmente cuando solo se multiplican dos n\u00fameros. Este fen\u00f3meno es lo que da lugar a la paradoja de los logaritmos en la multiplicaci\u00f3n de n\u00fameros grandes.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A continuaci\u00f3n veamos un ejemplo en <strong>Python <\/strong>para salir de dudas:<\/p>\n\n\n\n<pre class=\"EnlighterJSRAW\" data-enlighter-language=\"python\" data-enlighter-theme=\"\" data-enlighter-highlight=\"\" data-enlighter-linenumbers=\"\" data-enlighter-lineoffset=\"\" data-enlighter-title=\"\" data-enlighter-group=\"\">import math\nimport time\nfrom decimal import Decimal, getcontext\n\n# Establecemos la precisi\u00f3n para Decimal (esto ayuda a manejar n\u00fameros grandes con mayor precisi\u00f3n)\ngetcontext().prec = 100  # Usamos una precisi\u00f3n de 100 decimales para ver mejor las diferencias\n\n# Definimos dos n\u00fameros a\u00fan m\u00e1s grandes\nA = Decimal('1234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890')\nB = Decimal('9876543210987654321098765432109876543210987654321098765432109876543210987654321098765432109876543210')\n\n# M\u00e9todo 1: Multiplicaci\u00f3n normal\nstart_time_normal = time.perf_counter()  # Usamos perf_counter para medir con m\u00e1s precisi\u00f3n\nresult_normal = A * B\nend_time_normal = time.perf_counter()\nnormal_time = (end_time_normal - start_time_normal) * 1000  # Convertimos a milisegundos\n\n# M\u00e9todo 2: Multiplicaci\u00f3n usando logaritmos\nstart_time_logarithmic = time.perf_counter()\nlog_A = Decimal(math.log10(A))  # Logaritmo en base 10 de A\nlog_B = Decimal(math.log10(B))  # Logaritmo en base 10 de B\nlog_result = log_A + log_B  # Sumar los logaritmos\nresult_log = Decimal(10) ** log_result  # Elevar 10 a la potencia de la suma de logaritmos\nend_time_logarithmic = time.perf_counter()\nlogarithmic_time = (end_time_logarithmic - start_time_logarithmic) * 1000  # Convertimos a milisegundos\n\n# Mostrar los resultados\nprint(f\"Multiplicaci\u00f3n normal: {result_normal}\")\nprint(f\"Tiempo de multiplicaci\u00f3n normal: {normal_time:.10f} ms\")\n\nprint(f\"Multiplicaci\u00f3n logar\u00edtmica: {result_log}\")\nprint(f\"Tiempo de multiplicaci\u00f3n logar\u00edtmica: {logarithmic_time:.10f} ms\")<\/pre>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Esto nos da la siguiente salida en la consola:<\/p>\n\n\n\n<pre class=\"EnlighterJSRAW\" data-enlighter-language=\"bash\" data-enlighter-theme=\"\" data-enlighter-highlight=\"\" data-enlighter-linenumbers=\"\" data-enlighter-lineoffset=\"\" data-enlighter-title=\"\" data-enlighter-group=\"\">Multiplicaci\u00f3n normal: 1.219326311370217952261850327338667885945115073915636335923676116445578859929879010821520013565005212E+199\nTiempo de multiplicaci\u00f3n normal: 0.0237999484 ms\nMultiplicaci\u00f3n logar\u00edtmica: 1.219326311370204041792000539266749687078174354311523536973030106626342462753884934819219428225646418E+199\nTiempo de multiplicaci\u00f3n logar\u00edtmica: 0.7262000581 ms<\/pre>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En conclusi\u00f3n, la implementaci\u00f3n en Python de la paradoja de los logaritmos en la multiplicaci\u00f3n de n\u00fameros grandes demuestra que, aunque la teor\u00eda sugiere que el uso de logaritmos deber\u00eda ser m\u00e1s eficiente al transformar multiplicaciones en sumas, en la pr\u00e1ctica no siempre es el caso. Las operaciones de logaritmos y exponenciaci\u00f3n, aunque conceptualmente atractivas, implican un costo adicional en t\u00e9rminos de tiempo de c\u00e1lculo y precisi\u00f3n debido a la complejidad inherente de estas funciones. La multiplicaci\u00f3n directa de n\u00fameros grandes en Python, utilizando <a href=\"https:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Precisi%C3%B3n_arbitraria\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">enteros de precisi\u00f3n arbitraria<\/a>, resulta ser m\u00e1s eficiente y precisa. Por lo tanto, aunque los logaritmos pueden ser \u00fatiles en ciertos contextos, como en c\u00e1lculos repetitivos o con grandes vol\u00famenes de datos, para operaciones simples de multiplicaci\u00f3n de dos n\u00fameros grandes, la multiplicaci\u00f3n directa es claramente la opci\u00f3n m\u00e1s r\u00e1pida y fiable.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Los logaritmos son una herramienta matem&aacute;tica fascinante que tienen aplicaciones en numerosos campos, desde la inform&aacute;tica hasta la f&iacute;sica y la biolog&iacute;a. Aqu&iacute; recopilamos algunas de las curiosidades m&aacute;s interesantes sobre los logaritmos y su uso pr&aacute;ctico, antes de sumergirnos en un ejemplo relacionado con la famosa paradoja de los logaritmos en la multiplicaci&oacute;n de n&uacute;meros grandes. Curiosidades sobre los logaritmos I &ndash; Origen del t&eacute;rmino: El t&eacute;rmino &laquo;logaritmo&raquo; fue acu&ntilde;ado por John Napier en 1614. Proviene de las palabras&#8230;<\/p>\n<p class=\"read-more\"><a class=\"btn btn-default\" href=\"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/2024\/12\/los-logaritmos-curiosidades-y-aplicaciones\/\"> Leer m\u00e1s<span class=\"screen-reader-text\">  Leer m\u00e1s<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":2370,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_crdt_document":"","wpupg_custom_link":[],"wpupg_custom_link_behaviour":[],"wpupg_custom_link_nofollow":[],"wpupg_custom_image":[],"wpupg_custom_image_id":[],"footnotes":""},"categories":[74,221],"tags":[223,222,224,200],"class_list":["post-2361","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-curiosidades","category-matematicas","tag-logaritmos","tag-napier","tag-paradoja","tag-python"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2361","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2361"}],"version-history":[{"count":9,"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2361\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2371,"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2361\/revisions\/2371"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2370"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2361"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2361"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/garikoitz.info\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2361"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}