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log-log Graph 双对数曲线图

阅读论文的时候,经常会见到 log-log Graph,也就是双对数曲线图。

所谓双对数曲线图,就是图的两个坐标轴的刻度均为对数刻度,这样一来的话,形如y=ax^b的指数曲线,在双对数曲线图中就表现为一条直线,b就是这条直线的斜率(这里的斜率并不是按数轴上的刻度值计算的,而是将坐标轴看成普通坐标轴,按坐标轴的单位长度计算的)。

可以这样来理解,将y=ax^b两边都取对数,得到:ln(y) = ln(a) + bln(x),令y’ = ln(y), x’ = ln(x), 那么在对数曲线图中,得到的就是一条y’ = a’ + bx’ 的直线,数轴的长度单位用的就是y’ 和x’ 的单位,但是“对数曲线图”的“对数”指的是刻度取对数,所以数轴上的值标的还是x和y的值,所以相邻长度单位上标的数值随数轴的延伸相差越大,也就是说 x’ 每次增加1,但是x 增加的幅度却是按x’ = ln(x)越来越大的。

wiki上给了这样一个图来做例子:

lg-log2 graph

lg-log2 graph

我看这个图看了半天,也没看出来”b就是直线的斜率”,后来仔细看才发现原来这幅图中,纵坐标用的是以10为底的对数,而横坐标用的是以2为底的对数,这样两条数轴上的单位长度就不是一样长的了,也就不容易看出斜率。

于是我自己用Excel重新画了一下,把横纵坐标都设成以10为底的对数:


lglgGraph

lg-lg graph

这样就容易看清了,图中数轴的长度单位都用方格标示了出来。

最后提一下Excel中画双对数曲线图的方法:先用散点图画出一个普通的曲线,然后双击x轴,勾选使用对数刻度。对y轴进行同样的操作就行。

然后你会发现画出的图坐标轴相交于(1,1)点,这是因为(1,1)正好就是变换后的原点(log(1) = 0)。我们可以设置一下坐标轴的相交位置,这里不能设置成(0,0),因为log(0) = -∞,上图中,我就设置的(0.01,0.01)。

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