對數坐標的形式比普通坐標復雜,在應用時容易出現錯誤。文章分析了對數坐標的本質,從對數坐標的刻度線、數量級、底數、標目等方面進行了探討,提出了相應的編排格式建議,給出了相差數個數量級、不同底數時非等分刻度線所對應的實際數值公式,指出了常見的幾種錯誤,以期引起科技期刊編輯同行的重視。采用對數坐標可以展示對數函數的關系,有利于進行線性回歸分析,而且可反映數之間的倍數關系,常見于科技期刊中。Excel、Matlab、CAD等軟件可用來繪制對數坐標。對數坐標刻度線的形式與普通坐標明顯不同,在編排過程中更容易出現問題。目前,關于編排格式的探討鮮見報道,對于一些細節尚未見到標準和通行的模板。因此,筆者對對數坐標的各個部分進行了分析,指出了常見的錯誤類型,并給出了相關編排建議。
1對數坐標的本質
變量之一在所研究的范圍內發生了幾個數量級的變化時,多采用對數坐標描述。對數坐標是指將原始數據取對數后所得到的坐標系,其本質和普通坐標是一樣的,但在形式上與普通坐標不同。在對數坐標中,刻度值可以是普通的數值顯示(如1、2、3),也可以是指數形式(如101、102、103),指數形式的數值與普通數值是對應的。采取指數形式的刻度值,是因為其為原始數據,未取對數,是實際數值,相對已取對數的值更直觀。需要注意的是,采用對數坐標時,未取對數之前的實際數值都是大于0的。采用指數形式的刻度值時,其刻度線與普通坐標不同,應給出對數坐標特有的非等分刻度線(不標出刻度值),這也是為了更直觀地讀取實際數值。因為對數坐標和其對應的普通坐標本質相同,只是坐標軸的標目不同:底數為10時,一個是x,一個是lgx。因此,2種坐標形式的曲線形狀是相同的。當只有1個軸是對數坐標軸時,稱之為半對數坐標,2個軸都是對數坐標軸時為雙對數坐標。
2對數坐標的組成部分
對數坐標主要由坐標軸、等分刻度線、非等分刻度線、刻度值、冪、底數、標目、曲線等部分組成。
2.1刻度線
一個單元內一般有10條刻度線,最左邊和最右邊的是等分刻度線,中間的8個是非等分刻度線。非等分刻度線的長度建議為等分刻度線的一半。對數坐標中的非等分刻度線之間不等距,如果讓排版員自己畫,誤差較大,且容易出現差錯,建議找到標準的對數坐標復制過來。
2.2底數、冪和數量級
常見的對數坐標中,底數為10,相鄰刻度線一般相差一個數量級,即101,102,103,…,10n,此時,10n-1和10n之間的8個非等分刻度線對應的未取對數的數值依次為2×10n-1,3×10n-1,…,9×10n-1。當底數為a,相鄰刻度線相差m個數量級,即a0,am,a2m,…,an時,如果像常見的對數坐標那樣,一個單元內只用一份非等分刻度線,則an-m和an之間的8個非等分刻度線對應的數值依次為amlg2+n-m,amlg3+n-m,…,amlg9+n-m。對于底數為10的對數坐標,相鄰刻度線相差2個數量級時,建議每一單元內排2份非等分刻度線,那樣每個刻度線對應的是自然數,直觀,容易讀取;若此時只用一份非等分刻度線,則需要按上述公式計算每個刻度線的數值(不是自然數,不太直觀)。如果刻度線為≥3個數量級,每個單元內標上≥3個非等分刻度線就會太密集,建議用普通坐標的表示形式。
2.3標目
若變量為v,以10為底,采用普通坐標形式時,其標目應表示為lgv,采用對數坐標形式時,標目為v。若v有單位如“m/s”,采用普通坐標形式時,其標目應表示為lgv/(m·s-1[)],采用對數坐標形式時,標目為v/(m·s-1)。
3常見的問題
檢查了知網上2010年后使用對數坐標的部分科技論文,匯總了如下一些常見的差錯和問題。
1)采用對數坐標時,注意一般是從1開始的,即1,10,100,1000,…。當采用這種表示方法時,一定不要慣性地把1做成0。
2)排版員自己畫對數坐標的非等分刻度線時,一個單元內非等分刻度線沒有畫出8個,似是而非,需要仔細檢查。一個單元內非等分刻度線只有3個。此外,還有無非等分刻度線的情況,這也是不合適的。
3)標目的形式不妥,如將lgv/(m·s-1[)]寫成lgv/(m·s-1)或lgv/m·s-1。不少論文采用logN的形式,無底數,也是不妥當的。只有給出明確的底數,才能和具體的刻度值對應。
4)刻度值采用如“IE-3”的形式。這種形式復雜且不利于閱讀,建議改成10-3。此外,用1×103的形式也沒有必要,用103即可。當采用2×103的形式作為刻度值時,假設標目為f/Hz,建議標目改為0.5f/Hz,刻度值那里就可以去掉2,改為103。
5)刻度值、標目和刻度線的形式不匹配。例如:刻度值采用了1,10,100,1000,…的形式,標目卻用lgN的形式,且沒有給出等分刻度線。另外一種情況是,刻度值采用了0,1,2,3,…的形式,標目用lgN的形式,坐標軸上卻采用了非等分刻度線。
4結束語
從期刊編輯的角度看,對數坐標可分為取對數的坐標軸和未取對數的坐標軸。2種坐標軸的刻度值、標目、刻度線各不相同,編排時需區分對待,使其各自匹配。此外,對數坐標的編排涉及不少容易忽視的細節,本文已逐一分析并歸納總結,以供同行參考。