内容正文:
4.3 对数
4.3.1 对数的概念
学习目标
理解对数的概念,掌握对数的性质,能进行简单的对数计算;
理解常用对数、自然对数的概念与记法;
理解指数式与对数式的等价关系,会进行对数式与指数式的互化;
通过对数概念的形成和指数式与对数式的转化,提升数学抽象、数学运算的相关能力.
一、新知导入
某年,平江县人民在县委、县政府的正确领导下,坚持科学发展,致力赶超,综合实力大幅提升,全县完成地方生产总值891192万元;第二年年初,平江县委、县政府决定进一步加大旅游、传统农业、工业等支柱产业的发展步伐,争取全县生产总值以每年10%的增长率增长.则经过多少年后,平江县的生产总值可以翻一番?
即:,,,……,
,
在这个式子中,x等于多少?
二、新知精讲
在上述问题式子中,已知底数和幂,求指数x.
如何求指数x?这是本节课要解决的问题.
数学家用对数来表示x:
这一问题也就是:
若(其中a>0且a≠1)中已知a和N,如何求指数x.
一般地,如果(a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
我们称为指数式,称x=为对数式.
我们注意到,中的a>0且a≠1.因此,也要求a>0且a≠1.
不难得到, 中的x用对数表示就是x=.
所以我们可以由指数式得到对数式,
也可以由对数式得到指数式:
x=
三、深化概念
1.对数式中的真数N即是指数式中的幂,根据之前学习过的
指数函数的性质,我们知道N的范围是(0,+∞),即真数的
范围应该是(0,+∞),也就是说:
2.应用指数式、对数式之间的相互转化可以得出结论:
负数和0没有对数.
=1
=
loga1=0
logaa=1
x=
通常,我们将以10为底的对数叫做常用对数,并把记为.
另外,在科技、经济以及社会生活中经常使用以无理数e=2.71828…为底数的对数,以e为底的对数称为自然对数,并把记为.
4. 思考:
3.常用对数与自然对数
设,
.
所以,
则,
即
四、典例精讲
例1 把下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:
(1)=625;(2);(3);
(4)=-4;(5)=-2;(6)=2.303.
解:(1)=4; (2)=-6;
(3)=m; (4)=16;
(5)=0.01; (6)=10.
例2 求下列各式中x的值:
(1)=-; (2)=6;
(3)=x; (4)-=x.
解:(1)因为=-,所以
x====.
(2)因为=6,所以=8.又x>0,所以
x====.
(3)因为=x,所以
=100,,
于是 x=2.
(4)因为-=x,所以
=-x,,
于是 x=-2.
例2 求下列各式中x的值:
(1)=-; (2)=6;
(3)=x; (4)-=x.
(1)确定范围:首先看x所在对数式中的位置,明确其范围;
(2)化为指数式:利用对数式与指数式的互化,化为指数式求解.
利用对数式与指数式的互化求值的策略:
五、课堂练习
1.判断.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若,则x=. ( )
(2)存在实数x,使得x=. ( )
(3)存在等式3=. ( )
解析:(1)根据对数的定义,知x=,故错误.
(2)对数的底数是不等于1的正数,故错误.
(3)与对数的定义不符,故错误.
×
×
×
2.(1)对数式中实数x的取值范围
是____________________;
(2)将下列对数式化为指数式或将指数式化为对数式.
①; ②
③; ④=2.
解:(1)由题意可得即
解得x>1,且x≠2.
(1,2)∪(2,+∞)
(2)①由,得=-7.
②由,得=32.
③由,得=1000.
④由=2,得=x.
2.(1)对数式中实数x的取值范围
是____________________;
(2)将下列对数式化为指数式或将指数式化为对