内容正文:
4.2.2 对数运算法则
课程标准
学科素养
1.掌握对数的运算法则,并能运用法则化简求值.
2.了解换底公式及其应用.
通过对数运算法则及换底公式的学习,进一步发展数学抽象、逻辑推理和数学运算的核心素养.
知识点1 积、商、幂的对数
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0.那么:
(1)loga(M·N)=logaM+logaN.
(2)logaMα=αlogaM(α∈R).
(3)loga=logaM-logaN.
[微体验]
1.思考辨析:
(1)log3[(-4)×(-5)]=log3(-4)+log3(-5).( )
(2)log2(-3)2=2log2(-3).( )
(3)lg 2+lg 5=1.( )
(4)log48=log23.( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
2.ln e2=________.
答案 2
3.log312-log34=________.
答案 1
知识点2 换底公式
logab=,其中a>0,且a≠1,b>0,c>0,且c≠1.
[微体验]
1.式子的值为( )
A. B.
C.2 D.3
B [===.]
2.若15a=5b=3c=25,则+-=________.
1 [15a=5b=3c=25,∴a=log1525,b=log525,c=log325,
∴+-=log2515+log255-log253=log25(15×5÷3)=log2525=1,]
探究一 对数运算性质的应用
求下列各式的值:
(1)lg 52+lg 2×lg 50+(lg 2)2;
(2)log2+log212-log242;
(3);
(4)lg(+).
解 (1)原式=2lg 5+lg 2×lg(5×10)+(lg 2)2=2lg 5+lg 2×lg 5+lg 2+(lg 2)2=2lg 5+lg 2×(lg 5+lg 2)+lg 2=2lg 5+lg 2+lg 2=2(lg 5+lg 2)=2.
(2)原式=log2=-.
(3)分子=lg 5(3+3lg 2)+3(lg 2)2=3lg 5+3lg 2(lg 5+lg 2)=3lg 5+3lg 2=3(lg 5+lg 2)=3;
分母=(lg 6+2)-lg =lg 6+2-lg=4.
∴原式=.
(4)原式=lg(+)2=lg(3++3-+2)=lg 10=.
[方法总结]
1.对于有关对数式的化简问题,解题时常用的方法是:
(1)“拆”:将积(商)的对数拆成两对数之和(差);
(2)“并”:将同底对数的和(差)的对数并成积(商)的对数.
2.对于常用对数式化简问题应注意充分运用性质“lg 5+lg 2=1”解题.
[跟踪训练1] 计算下列各式的值:
(1)lg -lg +lg ;
(2)lg 25+lg 8+lg 5×lg 20+(lg 2)2.
解 (1)法一 原式=(5lg 2-2lg 7)-×lg 2+(2lg 7+lg 5)
=lg 2-lg 7-2lg 2+lg 7+lg 5
=lg 2+lg 5=(lg 2+lg 5)=lg 10=.
法二 原式=lg-lg 4+lg 7=lg
=lg (·)=lg=.
(2)原式=2lg 5+2lg 2+lg 5(2lg 2+lg 5)+(lg 2)2
=2lg 10+(lg 5+lg 2)2=2+(lg 10)2=2+1=3.
探究二 换底公式
计算下列各式的值:
(1)log89·log2732;(2)(log43+log83).
解 (1)原式=·=·=.
(2)原式==·
=·+·=+=.
[方法总结]
换底公式的作用是将不同底数的对数式转化成同底数的对数式,将一般对数式转化成自然对数式或常用对数式,解决一般对数求值的问题.
[跟踪训练2] 计算下列各式的值:
(1)log23·log36·log68;
(2)(log23+log43)(log32+log274).
解 (1)原式=log23··=log28=3.
(2)原式=×
=×=log23×log32
=log23×=.
探究三 条件求值问题
设3a=5b=,求+的值.
解 ∵3a=5b=,两边取常用对数,得alg 3=blg 5=lg 15,
∴a=,b=,∴+=+===2.
[方法总结]
题目中有指数式和对数式时,要注意将指数式与对数式统一成一种形式.左右两边同时取常用对数. ,
[跟踪训练3] 设2x=5y=m,且+=2,则m=( )
A.± B.
C.10 D.100
B [∵2x=5y=m,两边取常用对数.
得x=log2m=,y=log5m=,
∴+===2,
∴lg m=,∴m=10=.]
探究四 对数换底公式的应用
已知log189=a,