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第四章 指数函数、对数函数与幂函数
4.2 对数与对数函数
4.2.1 对数运算
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2.已知log(x+3)(x2+3x)=1,求实数x的值.
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4.设5log3x=25,则x的值为( )
A.5 B.6
C.8 D.9
解析: 5 log3x=52,∴log3x=2,∴x=9.
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5.若log216a=2,则a=________.
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解析:设log0.78=a,则0.7a=8.故选B.
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8.计算:
(1)23+log23+35-log39;
(2)alogab×logbc(a,b均为不等于1的正数,c>0).
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知识点四 常用对数与自然对数
9.若ln (lg x)=0,则x=________.
解析:因为ln (lg x)=0,所以lg x=e0=1,所以x=10.
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一、单项选择题
1.设5log5(2x-1)=25,则x=( )
A.10 B.13
C.100 D.±1001
解析:由对数的性质,得5log5 (2x-1)=2x-1=25,所以x=13.故选B.
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2.下列四个命题中正确的是( )
①对数的真数是非负数;
②若a>0且a≠1,则loga1=0;
③若a>0且a≠1,则logaa=1;
④若a>0且a≠1,则aloga2=2.
A.①②③ B.②③④
C.①③ D.①②③④
解析:①对数的真数为正数,①错误;②a0=1,∴loga1=0,②正确;③a1=a,∴logaa=1,③正确;④由对数恒等式alogaN=N,得aloga2=2,④正确.
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3.若log2(logx9)=1,则x=( )
A.3 B.±3
C.9 D.2
解析:∵log2(logx9)=1,∴logx9=2,即x2=9,且x>0,∴x=3.
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二、多项选择题
6.有以下四个结论,其中正确的是( )
A.lg (lg 10)=0 B.lg (ln e)=0
C.若e=ln x,则x=e2 D.ln (lg 1)=0
解析:lg (lg 10)=lg 1=0,lg (ln e)=lg 1=0,故A,B正确;C中若e=ln x,则x=ee,故C错误;D中lg 1=0,而ln 0没有意义,故D错误.故选AB.
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9.若f(10x)=2x,则f(5)=________.
解析:令10x=5,则x=lg 5,故f(5)=2lg 5.
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2lg 5
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10.已知方程x2+xlog26+log23=0的两根为α,β,则2α+β=________.
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12.(1)已知log189=a,log1854=b,求182a-b的值;
(2)已知logx27=31+log32,求x的值.
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14.已知b>0,log5b=a,lg b=c,5d=10,则下列等式一定成立的是( )
A.d=ac B.a=dc
C.c=ad D.d=a+c
解析:由已知得5a=b,10c=b,∴5a=10c.∵5d=10,∴5dc=10c,∴5dc=5a,∴dc=a.故选B.
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(2)因为正实数a,b满足ba=4,
且a+log2b=3,所以log2b=3-a,
所以b=23-a,
所以ba=(23-a)a=2-a2+3a=4=22,
所以-a2+3a=2,即a2-3a+2=0,
解得a=1或a=2.
当a=1时,b=4,a+2b=9;
当a=2时,b=2,a+2b=6.
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R
知识点一 对数的概念
1.使对数loga(-2a+1)有意义的a的取值范围为( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))∪(1,+∞)
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,2)))
C.(0,1)∪(1,+∞)
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,\f(1,2)))
解析:由题意知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-2a+1>0,,a>0,,a≠1,))解得0<a<eq \f(1,2).
解:由题意,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x2+3x=x+3,,x+3>0,,x+3≠1,,x2+3x>0,))解得x=1.
知识点二 指数式与对数式间的相互转化
3.[多选]下列指数式与对数式互化正确的是( )
A.54=625与log4625=5
B.10-2=0.01与lg 0.01=-2
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up15(-4)=16与log(-4)16=eq \f(1,2)
D.9eq \s\up17(\f(1,2))=3与log93=eq \f(1,2)
解析:对于A,54=625可化为log5625=4,故A不正确;对于B,10-2=0.01可化为lg 0.01=-2,故B正确;对于C,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up15(-4)=16可化为logeq \s\up-12(\f(1,2))16=-4,故C不正确;对于D,9eq \s\up17(\f(1,2))=3可化为log93=eq \f(1,2),故D正确.故选BD.
eq \f(1,2)
解析:log216a=2,16a=22=4,故a=eq \f(1,2).
知识点三 对数恒等式
6.化简:0.7log0.78=( )
A.2eq \r(2)
B.8
C.eq \f(1,8)
D.2
eq \f(3,4)
7.设eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))
eq \s\up15(log5(2x-1))=2,则x的值为________.
解析:因为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5)))
eq \s\up15(log5(2x-1))=5-log5(2x-1)=[5log5 (2x-1)]-1=eq \f(1,2x-1)=2,所以4x-2=1,x=eq \f(3,4).
解:(1)23+log23+35-log39=23×2log23+eq \f(35,3log39)=23×3+eq \f(35,9)=24+27=51.
(2)alogab×logbc=(alogab)logbc=blogbc=c.
10.已知log5m=log20n=eq \f(1,3),求lg (mn)的值.
解:由log5m=log20n=eq \f(1,3),可得m=5eq \s\up17(\f(1,3)),
n=20eq \s\up17(\f(1,3)),所以mn=5eq \s\up17(\f(1,3))×20eq \s\up17(\f(1,3))=100eq \s\up17(\f(1,3))=10eq \s\up17(\f(2,3)),
所以lg (mn)=eq \f(2,3).
4.若log3(log8x)=0,则xeq \s\up7(-\f(1,2))=( )
A.eq \f(1,3)
B.eq \f(\r(3),6)
C.eq \f(\r(2),4)
D.eq \f(\r(3),9)
解析:∵log3(log8x)=0,∴log8x=1,∴x=8,则xeq \s\up7(-\f(1,2))=eq \f(1,\r(8))=eq \f(\r(2),4).
5.若logxeq \r(7,y)=z,则x,y,z之间满足( )
A.y7=xz
B.y=x7z
C.y=7xz
D.y=z7x
解析:由题意得eq \r(7,y)=xz,∴y=(xz)7=x7z.
7.方程2(log4x)2-log4x=6的解是( )
A.-eq \f(3,2)
B.eq \f(1,8)
C.2
D.16
解析:令log4x=m,则2(log4x)2-log4x=6可化为2m2-m-6=0,解得m=-eq \f(3,2)或m=2,即log4x=-eq \f(3,2)或log4x=2,解得x=eq \f(1,8)或x=16.
三、填空题
8.若log3eq \f(1-2x,5)=1,则x=________.
解析:由已知得eq \f(1-2x,5)=3,解得x=-7.
eq \f(1,6)
解析:因为α+β=-log26,所以2α+β=2-log26=(2log26)-1=eq \f(1,6).
四、解答题
11.计算:
(1)lg 0.001+log282+22-log23+ln e-3;
(2)31+log35-24+log23+103lg 3+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up15(log25).
解:(1)lg 0.001+log282+22-log23+ln e-3=lg 10-3+log226+4×(2log23)-1-3=-3+6+eq \f(4,3)-3=eq \f(4,3).
(2)31+log35-24+log23+103lg 3+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up15(log25)=3×3log35-24×2log23+(10lg 3)3+(2log25)-1=3×5-16×3+33+5-1=-eq \f(29,5).
解:(1)18a=9,18b=54,182a-b=eq \f((18a)2,18b)=eq \f(92,54)=eq \f(81,54)=eq \f(3,2).
(2)∵logx27=31×3log32=3×2=6,
∴x6=27,∴x=27eq \s\up17(\f(1,6))=(33)eq \s\up17(\f(1,6))=eq \r(3).
13.在不考虑空气阻力的条件下,火箭的最大速度v(千米/秒)和燃料的质量M(千克)、火箭(除燃料外)的质量m(千克)之间的函数关系是v=2ln eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(M,m))).当火箭的最大速度达到12千米/秒时,燃料质量是火箭质量的( )
A.5倍
B.6倍
C.e6-1倍
D.e10-1倍
解析:当火箭速度达到12千米/秒时,则12=2ln eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(M,m))),解得eq \f(M,m)=e6-1,即得此时燃料质量和火箭质量的比为e6-1.故选C.
15.(1)已知logeq \s\up-12(\f(1,2))x=m,logeq \s\up-12(\f(1,4))y=m+2,求eq \f(x2,y)的值;
(2)已知正实数a,b满足ba=4,且a+log2b=3,求a+2b的值.
解:(1)因为logeq \s\up-12(\f(1,2))x=m,所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up15(m)=x,x2=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up15(2m).
因为logeq \s\up-13(\f(1,4))y=m+2,所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))
eq \s\up15(m+2)=y,y=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up15(2m+4).
所以eq \f(x2,y)=eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up15(2m),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up15(2m+4))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up15(2m-(2m+4))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))
eq \s\up15(-4)=16.
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