内容正文:
4.2 换底公式
学 习 目 标
核 心 素 养
1.能推导出对数的换底公式.(重点)
2.会用对数换底公式进行化简与求值.(难点、易混点)
1.通过对数换底公式的推导,提升逻辑推理素养.
2.通过用对数换底公式进行化简求值,培养数学运算素养.
换底公式
阅读教材P83~P86有关内容,完成下列问题.
换底公式:logbN=(a,b>0,a,b≠1,N>0).
特别地,logab·logba=1,logba=
思考:换底公式的作用是什么?
[提示] 换底公式的主要作用是把不同底的对数化为同底的对数,再运用对数的性质进行运算.
1.的值为( )
A.
B.2
C.
D.
B [=log39=2log33=2.]
2.若log32=a,则log123可以用a表示为________.
]== [log123=
3.已知log34·log48·log8m=2,则m=________.
9 [因为log34·log48·log8m=2,
所以=2,··
化简得lg m=2lg 3=lg 9.
所以m=9.]
4.log29·log34=________.
4 [log29·log34=2log23·
=2log24=4log22
=4.]
利用换底公式化简求值
【例1】 计算:log1627log8132.
[思路探究] 在两个式子中,底数、真数都不相同,因而要用换底公式进行换底以便于计算求值.
[解] log1627log8132=.=·=·=·
1.换底公式中的底可由条件决定,也可换为常用对数的底,一般来讲,对数的底越小越便于化简,如an为底的换为a为底.
2.换底公式的派生公式:logab=logac·logcb;
loganbm=logab.
1.计算:(log43+log83)(log32+log92).
[解] 原式==
=.=·
用已知对数表示其他对数
【例2】 已知log189=a,18b=5,用a,b表示log3645.
[解] 法一:因为log189=a,所以9=18a,
又5=18b,
所以log3645=log2×18(5×9)
=log2×1818a+b
=(a+b)·log2×1818.
又因为log2×1818=
==
=,=
所以原式=.
法二:∵18b=5,
∴log185=b,
∴log3645==
==
=
=.
法三:∵log189=a,18b=5,
∴lg 9=alg 18,lg 5=blg 18,
∴log3645=
==
=.
用已知对数的值表示所求对数的值,要注意以下几点:
(1(增强目标意识,合理地把所求向已知条件靠拢,巧妙代换;
(2(巧用换底公式,灵活“换底”是解决这种类型问题的关键;
(3(注意一些派生公式的使用.
2.(1)已知log142=a,试用a表示log7.
(2)若log23=a,log52=b,试用a,b表示log245.
[解] (1)法一:因为log142=a,所以log214=.
所以1+log27=.
所以log27=-1.
由对数换底公式,
得log27=.=
所以log.=7=2log27=2
法二:由对数换底公式,
得log142==a.=
所以2=a(log7+2),
即log.7=
(2)因为log245=log2(5×9)=log25+log29=log25+2log23,而log52=b,则log25=,
所以log245=2a+.=
对数的实际应用
[探究问题]
1.光线每通过一块玻璃板,其强度要损失10%,把几块这样的玻璃板重叠起来,设光线原来的强度为a,通过x块玻璃板以后的强度值为y.试写出y关于x的函数关系式.
提示:依题意得y=a,其中x≥1,x∈N.=a
2.探究1中的已知条件不变,求通过多少块玻璃以后,光线强度减弱到原来强度的以下?(根据需要取用数据lg 3≈0.477 1,lg 2≈0.301 0)
提示:依题意得ax≤⇒x≤a×
⇒x(2lg 3-1)≤-lg 2⇒x≥≈6.572,
∴xmin=7.
即通过7块以上(包括7块)的玻璃板后,光线强度减弱到原来强度的以下.
【例3】 某城市现有人口数为100万,如果年自然增长率为1.2%,试解答下面的问题.
(1)写出该城市x年后的人口总数y(万人)与年数x(年)的函数关系式;
(2)计算大约多少年以后,该城市人口将达到120万?(精确到1年)(lg 1.012≈0.005 2,lg 1.2≈0.079 2)
[思路探究] 先利用指数函数知识列出y与x的函数关系式,再利用对数求值.
[解] (1)由题意y=100(1+1.2%)x=100·1.012x(x∈N+).
(2)由100·1.012x=120,得1.012x=1.2,
∴