内容正文:
第4章 指数函数与对数函数
4.3 对数
4.3.2 对数的运算
人教A版(2019)
教学目标
学习目标 数学素养
1.运用对数的概念、指数幂运算性质,类比推理对数运算性质. 1.数学类比、数学建模素养.
2.掌握对数的运算性质,并能运用运算性质化简、求值. 2.数学运算素养
3.了解对数的换底公式及其变形的应用. 3.数学运算素养.
温故知新
1.对数的定义
一般地, 如果ax=N(a>0, 且a≠1), 那么数x叫做以a为底N的对数(lo, 记作 其中a叫做对数的底数, N叫做真数.
x = logaN ,
注意:0和负数没有对数;
2.两种特殊的对数
①以10为底的对数叫常用对数, 并把log10N记作lgN.
②以无理数e为底的对数叫自然对数并把logeN记作lnN.
3.对数与指数之间的关系
ax =N logaN = x
4.对数的基本性质
①;
②.
5.对数恒等式:
.
新知导入
6. 实数指数幂的运算性质
我们知道了对数与指数间的关系,能否利用指数幂运算性质得出相应的对数运算性质呢?
①
②
③
新知探究
探究1 运算性质1
⇒?
设M=am , N=an,
因为aman=am+n, 所以MN=am+n.
根据指数与对数间的关系可得
logaM=m, logaN=n, loga(MN)=m+n.
则 loga(MN)=logaM + logaN.
积的对数等于对数和
新知探究
探究2 运算性质2
由⇒?对数另一性质
请同学们仿照上述过程,
商的对数等于对数差
新知探究
探究3 运算性质3
⇒?
∵
∴, .
则 .
设M=am ,
∴.
乘方的对数等于对数倍数
新知归纳
对数的运算性质
若a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:
(1)loga(MN)=logaM+logaN;
⑵;
(3)logaMn=nlogaM(n∈R).
乘方的对数等于对数倍数
商的对数等于对数差
积的对数等于对数和
判断下列各式正确与否:
(1) log5[(-2)×(-3)] = log5(-2) + log5(-3);
⑵积、商的对数可以化为对数的和、差;
(3) log2 = log5(-6).
新知探究
对数的运算性质的推广:
①若Mi>0 (i∈N*), a>0,且a ≠ 1,则
loga(M1·M2· ··· ·Mn) = logaM1+ logaM2+ ··· + logaMn.
②若a>0,且a ≠ 1, M>0, n , p∈N*,则
loga = logaM.
③若a>0,且a ≠ 1, M>0,则
loga =-logaM.
新知讲解
【例1】求下列各式的值:
解:
(1)
(2) =
(1) ; (2) log2(47×25).
=
=7×2+5×1
=19
loga(MN)=logaM + logaN
初试身手
1.求下列各式的值:
解:(1) 方法1 log3(27×92)=log327+log392
(2) =
(3)
(1) log3(27×92);
⑵ ;
⑶ .
=log333+log334
=3log33+4log33
=3+4=7.
方法2 log3(27×92) = log3(33×34)
=log337
=7log33
=7.
=
=1.
=
=0.
注意:
新知讲解
【例2】用lnx, lny, lnz 表示.
解:
=
=
=.
初试身手
解析:
⑴
2.用lgx, lgy, lgz 表示下列各式:
(1) ; (2) .
⑵
.
新知探究
探究3 换底公式
数学史上,人们经过大量的努力,制作了常用对数表和自然对数表,只要通过查表就能求任意正数常用对数或自然对数。现在,利用计算工具,也可以直接求出任意正数的常用对数或自然对数。这样,如果能将其他底的对数转换以10或e为底的对数,就能方便地求出这些对数.
新知探究
探究3 换底公式
(1)利用计算工具求ln2, ln3的近似值;
(2)由对数的定义,你能利用ln2, ln3的值求log23的值吗?
(3)根据对数的定义, 你能用logca, logcb表示logab(a>0, 且a≠1; b>0, c>0, 且c≠1)吗?
抽象概括:
新知形成
探究3 对数换底公式
设logab=x, 则ax=b,于是