内容正文:
第三章 指数函数和对数函数
|数学|必修1 (BSD)
菜 单
4.2 换底公式
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[目标导学]
1.了解换底公式.(易混点)
2.能用换底公式将一般对数化成自然对数或常用对数解题.(难点)
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知识梳理·新知探究
教材梳理
对数的换底公式
logbN=__________ (a,b>0,a,b≠1;N>0).
eq \f(loga N,loga b)
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►知识点 换底公式
[探究1] 观察换底公式,思考下列问题:
(1)换底公式中底数a是特定数还是任意数?
提示 是大于0,且不等于1的任意数.
要点探究
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(2)根据换底公式,式子eq \f(log2 8,log2 3)能化为一个对数式吗?
提示 能.eq \f(log2 8,log2 3)=log3 8.
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[探究2] 你能根据对数的定义推导出换底公式吗?
提示 令logb N=x,则bx=N,两边取以a为底的对数,得xloga b=loga N,
所以x=eq \f(loga N,loga b),所以logb N=eq \f(loga N,loga b).
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[探究3] 你能推导出换底公式常见的两种变形公式吗?
提示 (1)变形公式一:loga b·logb a=1,此公式表示真数与底数互换,所得的对数值与原对数值互为倒数.
(2)变形公式二:logNnMm=eq \f(m,n)logNM,此公式表示底数变为原来的n次方,真数变为原来的m次方,所得的对数值等于原来对数值的eq \f(m,n)倍.
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典例精析·重点突破
题型一 利用换底公式化简求值
计算:
(1)log16 27×log81 32;
(2)(log3 2+log9 2)(log4 3+log8 3).
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【自主解答】 (1)log16 27×log81 32=eq \f(lg 27,lg 16)×eq \f(lg 32,lg 81)
=eq \f(lg 33,lg 24)×eq \f(lg 25,lg 34)=eq \f(3lg 3,4lg 2)×eq \f(5lg 2,4lg 3)=eq \f(15,16).
(2)(log3 2+log9 2)(log4 3+log8 3)
=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log3 2+\f(log3 2,log3 9)))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(log2 3,log2 4)+\f(log2 3,log2 8)))
=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log3 2+\f(1,2)log3 2))
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)log2 3+\f(1,3)log2 3))
=eq \f(3,2)log3 2×eq \f(5,6)log2 3=eq \f(5,4)×eq \f(lg 2,lg 3)×eq \f(lg 3,lg 2)=eq \f(5,4).
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●方法技巧
(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:loga b=loga c·logc b;
loganbm=eq \f(m,n)loga b.
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1.求下列各式的值:
(1)log3 eq \f(1,25)×log7 eq \f(1,81)×log5 eq \f(1,49);
(2)log9 32×log64 27+log9 2×log4eq \r(27);
(3)(log2 3+log8 9)(log3 4+log9 8+log3 2).
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解析 (1)原式=eq \f(lg \f(1,25),lg 3)·eq \f(lg \f(1,8