内容正文:
第09讲 对数
课程标准
学习目标
1.借助指数式与对数式的互化及应用对数的性质解题,培养数学运算素养.
2.借助对数的运算性质化简、求值,培养数学运算素养.
3.通过学习换底公式,培养逻辑推理素养.
1.理解对数的概念及运算性质,掌握对数的性质,能进行简单的对数计算.(重点、难点)
2.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.(重点)
3.理解常用对数、自然对数的概念及记法.
4.能用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数.(难点)
5.会运用运算性质进行一些简单的化简与证明.(易混点)
知识点01 对数
(1)指数式与对数式的互化及有关概念:
(2)底数a的范围是a>0,且a≠1.
【即学即练1】(2023秋•宝山区校级期末)已知正数,满足,且,则 .
知识点02常用对数与自然对数
【即学即练2】(1)(浦东新区校级期末)若,则关于的首数与尾数的叙述中正确的是
A.首数为,尾数为0.1476 B.首数为,尾数为0.8524
C.首数为,尾数为0.8524 D.首数为,尾数为0.1476
(2)(24-25高一上·上海·随堂练习) .
知识点03对数的基本性质
(1)负数和零没有对数.
(2)loga 1=0(a>0,且a≠1).
(3)logaa=1(a>0,且a≠1).
知识点04 对数的运算性质
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:
(1)loga(MN)=logaM+logaN;
(2)loga=logaM-logaN;
(3)logaMn=nlogaM(n∈R).
【即学即练3】(1)(2024春•浦东新区校级期末)若,则 .
(2)(2024春•黄浦区校级期末)已知,用的代数式表示 .
知识点05对数的换底公式
若a>0且a≠1;c>0且c≠1;b>0,
则有logab=.
【即学即练4】(1)(24-25高一上·上海·随堂练习) .
(2)(24-25高一上·上海·单元测试)计算: .
题型01 指数式与对数式的互化
【解题策略】
求对数式logaNa>0,且a≠1,N>0的值的步骤
1设logaN=m;
2将logaN=m写成指数式am=N;
3将N写成以a为底的指数幂N=ab,则m=b,即logaN=b.
1.(2020秋•嘉定区期中)若且,将指数式转化为对数式为
A. B. C. D.
2.(2023秋•闵行区校级期中)若,则 .
3.(2023秋•宝山区校级期末)已知正数,满足,且,则 .
4.(2022秋•浦东新区校级月考)已知,则 .
题型02 对数运算性质的应用
【解题策略】
1.利用对数性质求值的解题关键是化异为同,先使各项底数相同,再找真数间的联系.
2.对于复杂的运算式,可先化简再计算.化简问题的常用方法:
(1)“拆”:将积(商)的对数拆成两对数之和(差);
(2)“收”:将同底对数的和(差)收成积(商)的对数.
1.(24-25高一·上海·课堂例题)若方程的两根为、,则( )
A. B. C.35 D.
2.(23-24高一上·上海长宁·期末)若与互为相反数,则有( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一上·上海奉贤·期末)已知的三边长分别为、、,且,,,有以下2个命题:
①以、、为边长的三角形一定存在;
②以、、为边长的三角形一定存在;
则下列选项正确的是( )
A.①成立,②不成立; B.①不成立,②成立;
C.①②都成立; D.①②都不成立.
二、填空题
4.(21-22高一上·湖南·期末)若实数x,y满足,且,则的最小值为 .
三、解答题
5.(23-24高一·上海·课堂例题)已知,,(且).用及表示下列各式:
(1); (2);
(3).
6.(24-25高一上·上海·单元测试)计算:
(1); (2).
7.(23-24高一·上海·课堂例题)已知,.求的值.
8.(23-24高一·上海·课堂例题)已知及是不为的正数,且.求证:.
9.(24-25高一·上海·课堂例题)化简下列各式:
(1); (2);
(3); (4).
题型03 对数的换底公式
【解题策略】
1.在化简带有对数的表达式时,若对数的底不同,需利用换底公式.
2.常用的公式有:logab·logba=1,loganbm=logab,logab=等.
一、填空题
1.(23-24高一上·上海·期末)已知,用表示 .
2.(23-24高一上·上海·阶段练习)设方程,的两个实数根为a和b,则
3.(23-24高一上·上海闵行·期中)已知,,则 .(用、表示)
4.(23-24高一上·上海浦东新·期中)已知,则 .
5.(23-24高一上·上海虹口·期中)已知,,则 (用,表示)
二、解答题
6.(23-24高一·上海·课堂例题)设均为正数,且均不为1.求证:.
7.(23-24高一·上海·课堂例题)设a、b是两个不等于1的正数,求证:.
8.(24-25高一上·上海·单元测试)已知a、b、c为正实数,且a、b、c均不等于1,
(1)求证:;
(2)设,,,为正实数且(且),请把(1)中结论进行推广,并证明.
9.(23-24高一·上海·课堂例题)求下列各式的值:
(1);
(2)(a、b、c均为不等于1的正数);
(3);
(4).
10.(23-24高一·上海·课堂例题)求下列各式的值:
(1);
(2);
(3);
(4).
11.(24-25高一上·上海·随堂练习)设,,用a,b表示.
12.(24-25高一上·上海·课堂例题)(1)设,求的值;
(2)已知,且,求的值.
13.(23-24高一上·上海静安·期中)(1)已知,用a、b表示;
(2)已知求b的值;
(3)已知,试用表示;
(4)已知,试用表示求.
14.(23-24高一上·上海普陀·期中)已知a,b均为正实数.
(1)比较与的大小并证明;
(2)若,且,求实数m的值.
15.(23-24高一上·上海浦东新·期中)(1)若,求.
(2)已知,,试用a,b表示.
16.(23-24高一上·上海青浦·期中)已知为实数,
(1)求证:;
(2)若不等式,对任意实数均成立,求实数的取值范围.
17.(24-25高一上·上海·随堂练习)(1)利用关系式证明换底公式:;
(2)利用(1)中的换底公式求值:;
(3)利用(1)中的换底公式证明:.
一.填空题(共12小题)
1.(2023秋•嘉定区期末)已知,,试用,表示 .
2.(2023秋•虹口区期末)若实数和满足,则 .
3.(2023秋•浦东新区校级期末)已知,,则 .(用数字作答)
4.(2023秋•浦东新区校级期末)记,那么 .
5.(2023秋•黄浦区校级期末)已知,,用及表示 .
6.(2023秋•普陀区校级期中)若,是方程的两个根,则 .
7.(2023秋•嘉定区校级期中)若,,,则 .
8.(2023秋•杨浦区校级月考)设方程,的两个实数根为和,则
9.(2023秋•浦东新区校级期末)设,且满足,则 .
10.(2023秋•浦东新区校级期中)若,,则的值为 .
11.(2023秋•浦东新区校级期中)已知,,若.则的取值范围是 .
12.(2022秋•长宁区校级期末)设,,且,则的最大值为 .
二.选择题(共4小题)
13.(2023秋•黄浦区期中)若与互为相反数,则有
A. B.
C. D.以上答案均不对
14.(2023秋•奉贤区期末)已知的三边长分别为、、,且,,,有以下2个命题:
①以、、为边长的三角形一定存在;
②以、、为边长的三角形一定存在;
则下列选项正确的是
A.①成立,②不成立 B.①不成立,②成立
C.①②都成立 D.①②都不成立
15.(2023秋•闵行区期末)历史上数学计算方面的三大发明是阿拉伯数字、十进制和对数,其中对数的发明,大大缩短了计算时间,为人类研究科学和了解自然起了重大作用,对数运算对估算“天文数字”具有独特的优势.已知,,则的估算值为
A. B. C. D.
16.(2023秋•杨浦区校级期中)若,则下列各式的值等于1的是
A. B. C. D.
三.解答题(共6小题)
17.(2023秋•虹口区期末)已知为实数,设集合.
(1)当时,用区间表示集合;
(2)设集合,若,求实数的取值范围.
18.(2023秋•浦东新区校级期中)(1)若,求.
(2)已知,,试用,表示.
19.(2022秋•静安区期中)阅读如下数学问题及解决过程:
已知,求关于的表达式.
解:由已知,得,,故.
请解答下列问题:
已知变量,满足关系;.
(1)求关于的表达式并写出变量的取值范围;
(2)若,求的值.
20.(2022秋•奉贤区校级期中)数学运算是指在明晰运算对象的基础上,依据运算法则解决数学问题的素养.对数运算与指数幂运算是两类重要的运算.
(1)根据所学知识推导如下的对数运算性质:如果,且,,那么;
(2)请你运用(1)中的对数运算性质计算的值.
21.(2023秋•静安区校级期中)(1)已知,,用、表示;
(2)已知,,,,,求的值;
(3)已知,试用表示;
(4)已知,,试用、表示求.
22.(2022秋•杨浦区校级期中)已知,是方程的两个实根,
(1)设,用表示的值;
(2)求关于的不等式的解集.
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第09讲 对数
课程标准
学习目标
1.借助指数式与对数式的互化及应用对数的性质解题,培养数学运算素养.
2.借助对数的运算性质化简、求值,培养数学运算素养.
3.通过学习换底公式,培养逻辑推理素养.
1.理解对数的概念及运算性质,掌握对数的性质,能进行简单的对数计算.(重点、难点)
2.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.(重点)
3.理解常用对数、自然对数的概念及记法.
4.能用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数.(难点)
5.会运用运算性质进行一些简单的化简与证明.(易混点)
知识点01 对数
(1)指数式与对数式的互化及有关概念:
(2)底数a的范围是a>0,且a≠1.
【即学即练1】(2023秋•宝山区校级期末)已知正数,满足,且,则 .
【分析】将等号两边取以2为底的对数,结合已知条件,转化为关于和的方程,求出和,即可得到所求.
【解答】解:,
,即①,又②,
联立①②得或者,
即或者,
或者,
故答案为:4或5.
【点评】本题考查了指数式、对数式的互化,考查了对数运算,主要考查计算能力,属于基础题.
知识点02常用对数与自然对数
【即学即练2】(1)(浦东新区校级期末)若,则关于的首数与尾数的叙述中正确的是
A.首数为,尾数为0.1476 B.首数为,尾数为0.8524
C.首数为,尾数为0.8524 D.首数为,尾数为0.1476
【分析】根据对数的运算规则,叫做首数,叫做尾数,他是一个纯小数或者0,进行求解,即可得到正确选项.
【解答】解:
,叫做首数,叫做尾数,他是一个纯小数
故选:.
【点评】本题主要考查了对数的概念,以及首数和尾数的概念,属于基础题.
(2)(24-25高一上·上海·随堂练习) .
【答案】
【分析】根据对数的运算性质可得答案.
【详解】.
故答案为:.
知识点03对数的基本性质
(1)负数和零没有对数.
(2)loga 1=0(a>0,且a≠1).
(3)logaa=1(a>0,且a≠1).
知识点04 对数的运算性质
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:
(1)loga(MN)=logaM+logaN;
(2)loga=logaM-logaN;
(3)logaMn=nlogaM(n∈R).
【即学即练3】(1)(2024春•浦东新区校级期末)若,则 .
【分析】利用对数运算法则直接计算即可.
【解答】解:,则,故.
故答案为:64.
【点评】本题考查对数的运算法则,属于基础题.
(2)(2024春•黄浦区校级期末)已知,用的代数式表示 .
【分析】利用换底公式将已知的等式进行变形,得到,再利用换底公式化简即可.
【解答】解:,
故,
所以.
故答案为:.
【点评】本题考查了对数的运算性质以及换底公式的应用,属于基础题.
知识点05对数的换底公式
若a>0且a≠1;c>0且c≠1;b>0,
则有logab=.
【即学即练4】(1)(24-25高一上·上海·随堂练习) .
【答案】
【分析】根据换底公式运算即可.
【详解】.
故答案为:.
(2)(24-25高一上·上海·单元测试)计算: .
【答案】1
【分析】利用换底公式计算即得.
【详解】.
故答案为:1
题型01 指数式与对数式的互化
【解题策略】
求对数式logaNa>0,且a≠1,N>0的值的步骤
1设logaN=m;
2将logaN=m写成指数式am=N;
3将N写成以a为底的指数幂N=ab,则m=b,即logaN=b.
1.(2020秋•嘉定区期中)若且,将指数式转化为对数式为
A. B. C. D.
【分析】由题意利用指数式和对数式的转化法则,计算求得结果.
【解答】解:若且,将指数式转化为对数式为,
故选:.
【点评】本题主要考查指数式和对数式的转化,属于基础题.
2.(2023秋•闵行区校级期中)若,则 .
【分析】把指数式化为对数式即可.
【解答】解:,
.
故答案为:.
【点评】本题考查了指数式化为对数式,属于基础题.
3.(2023秋•宝山区校级期末)已知正数,满足,且,则 4或5 .
【分析】将等号两边取以2为底的对数,结合已知条件,转化为关于和的方程,求出和,即可得到所求.
【解答】解:,
,即①,又②,
联立①②得或者,
即或者,
或者,
故答案为:4或5.
【点评】本题考查了指数式、对数式的互化,考查了对数运算,主要考查计算能力,属于基础题.
4.(2022秋•浦东新区校级月考)已知,则 2 .
【分析】根据题意,由指数式与对数式的转化关系可得,,进而可得,,由对数的运算性质即可得答案.
【解答】解:根据题意,,
则,,
则,,
则,
故答案为:2.
【点评】本题考查对数的运算性质以及换底公式的应用,注意先用对数式表示、.
题型02 对数运算性质的应用
【解题策略】
1.利用对数性质求值的解题关键是化异为同,先使各项底数相同,再找真数间的联系.
2.对于复杂的运算式,可先化简再计算.化简问题的常用方法:
(1)“拆”:将积(商)的对数拆成两对数之和(差);
(2)“收”:将同底对数的和(差)收成积(商)的对数.
1.(24-25高一·上海·课堂例题)若方程的两根为、,则( )
A. B. C.35 D.
【答案】D
【分析】运用一元二次方程根的求法,结合对数性质可解.
【详解】,分解因式得到,
则,则.
解得或,所以.
故选:D.
2.(23-24高一上·上海长宁·期末)若与互为相反数,则有( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】运用对数性质,结合相反数性质计算.
【详解】与互为相反数,则,即,则.
故选:D.
3.(23-24高一上·上海奉贤·期末)已知的三边长分别为、、,且,,,有以下2个命题:
①以、、为边长的三角形一定存在;
②以、、为边长的三角形一定存在;
则下列选项正确的是( )
A.①成立,②不成立; B.①不成立,②成立;
C.①②都成立; D.①②都不成立.
【答案】A
【分析】对于①:根据三角形的性质结合作差法分析判断;对于②:举反例结合对数运算判断.
【详解】不妨设,则,即,
对于①:显然,则,
因为,可得,
所以以、、为边长的三角形一定存在,故①正确;
对于②:例如,此时,符合题设,
但,
所以、、不能构成三角形,故②错误;
故选:A.
二、填空题
4.(21-22高一上·湖南·期末)若实数x,y满足,且,则的最小值为 .
【答案】8
【分析】由给定条件可得,再变形配凑借助均值不等式计算作答.
【详解】由得:,又实数x,y满足,
则,当且仅当,即时取“=”,
由解得:,
所以当时,取最小值8.
故答案为:8
【点睛】思路点睛:在运用基本不等式时,要特别注意“拆”、“拼”、“凑”等技巧,使用其满足基本不等式的“一正”、“二定”、“三相等”的条件.
三、解答题
5.(23-24高一·上海·课堂例题)已知,,(且).用及表示下列各式:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】根据对数的运算性质求解即可.
【详解】(1)
(2)
(3)
6.(24-25高一上·上海·单元测试)计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)4
【分析】(1)根据二次根式、分数指数幂和对数的运算性质求解;
(2)根据对数的运算性质求解.
【详解】(1)原式
;
(2)原式.
7.(23-24高一·上海·课堂例题)已知,.求的值.
【答案】2
【分析】根据指对数转化得出对数式,再应用对数运算律计算求解.
【详解】因为,所以,
因为,所以,
所以
8.(23-24高一·上海·课堂例题)已知及是不为的正数,且.求证:.
【答案】证明见解析
【分析】对于要证明的表达式,两边取以为底的对数后进行证明即可.
【详解】由,则,
,
于是,命题得证
9.(24-25高一·上海·课堂例题)化简下列各式:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)
(3)1
(4)
【分析】根据对数以及指数运算法则计算即可得到结果;
【详解】(1)
;
(2)
;
(3)
;
(4)
.
题型03 对数的换底公式
【解题策略】
1.在化简带有对数的表达式时,若对数的底不同,需利用换底公式.
2.常用的公式有:logab·logba=1,loganbm=logab,logab=等.
一、填空题
1.(23-24高一上·上海·期末)已知,用表示 .
【答案】
【分析】利用换底公式及对数的运算性质计算可得.
【详解】因为,所以.
故答案为:
2.(23-24高一上·上海·阶段练习)设方程,的两个实数根为a和b,则
【答案】
【分析】转化为一元二次方程求出a和b,然后由对数运算求解可得.
【详解】令,则,解得或,
即或,解得或,
所以,或,,
所以.
同理可求时,结果也为,
故答案为:
3.(23-24高一上·上海闵行·期中)已知,,则 .(用、表示)
【答案】
【分析】利用对数运算的法则和换底公式求解即可.
【详解】因为,则,又,
所以.
故答案为:
4.(23-24高一上·上海浦东新·期中)已知,则 .
【答案】2
【分析】利用对数式和指数式之间的转化和换底公式求解即可,
【详解】,
,
,
则.
故答案为:2
5.(23-24高一上·上海虹口·期中)已知,,则 (用,表示)
【答案】
【分析】先得到,利用换底公式、对数运算等知识求得正确答案.
【详解】依题意,,
所以,
,
所以.
故答案为:
二、解答题
6.(23-24高一·上海·课堂例题)设均为正数,且均不为1.求证:.
【答案】证明见解析
【分析】运用换底公式证明即可.
【详解】由题意,根据换底公式,,命题得证.
7.(23-24高一·上海·课堂例题)设a、b是两个不等于1的正数,求证:.
【答案】证明见解析
【分析】利用换底公式转化、化简即得证.
【详解】因a、b是两个不等于1的正数,则,
即.
8.(24-25高一上·上海·单元测试)已知a、b、c为正实数,且a、b、c均不等于1,
(1)求证:;
(2)设,,,为正实数且(且),请把(1)中结论进行推广,并证明.
【答案】(1)证明见解析;
(2)推广:,证明见解析.
【分析】(1)利用换底公式通过计算证明;
(2)类比推理进行推广,再利用换底公式通过计算证明.
【详解】(1),得证;
(2)推广:
证明:.
9.(23-24高一·上海·课堂例题)求下列各式的值:
(1);
(2)(a、b、c均为不等于1的正数);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)1
(3)
(4)
【分析】(1)运用换底公式计算即得;
(2)利用换底公式化简即得;
(3)运用幂的运算法则和换底公式计算即得;
(4)运用换底公式和对数运算性质计算即得.
【详解】(1);
(2);
(3);
(4).
10.(23-24高一·上海·课堂例题)求下列各式的值:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1);
(2);
(3)3;
(4).
【分析】(1)(2)(3)(4)利用对数换底公式,结合对数性质及运算法则计算即得.
【详解】(1).
(2).
(3).
(4)
.
11.(24-25高一上·上海·随堂练习)设,,用a,b表示.
【答案】
【分析】由对数的运算得出,进而得出,,最后由换底公式求解即可.
【详解】依题意,由,即,可得,
则
所以.
12.(24-25高一上·上海·课堂例题)(1)设,求的值;
(2)已知,且,求的值.
【答案】(1)1;(2)
【分析】(1)(2)根据题意将指数式化为对数式,利用换底公式可得,代入运算求解即可.
【详解】(1)因为,则,
则
所以;
(2)因为,则,,
可得,,则.
由题意可得,则,且,所以.
13.(23-24高一上·上海静安·期中)(1)已知,用a、b表示;
(2)已知求b的值;
(3)已知,试用表示;
(4)已知,试用表示求.
【答案】(1);(2)或;(3)(4)
【分析】利用对数运算的法则和换底公式求解即可.
【详解】(1)因为,则,
所以;
(2)
,
设则
则即或
即或
或.
(3),则.
,,
则
(4),
14.(23-24高一上·上海普陀·期中)已知a,b均为正实数.
(1)比较与的大小并证明;
(2)若,且,求实数m的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用作差法,对与相减,化简进而得解;
(2)先用表示出,,代入,从而得解.
【详解】(1)解:因为,
又a,b均为正实数,
所以,
所以,
即;
(2)因为,
所以,,
因为,
所以,即,
因为,
故.
15.(23-24高一上·上海浦东新·期中)(1)若,求.
(2)已知,,试用a,b表示.
【答案】(1)1; (2)
【分析】(1)先把已知式子平方得出,再结合对数运算律求解即可;
(2)先应用换底公式,再结合对数运算律即可表示.
【详解】(1),
.
(2)
.
16.(23-24高一上·上海青浦·期中)已知为实数,
(1)求证:;
(2)若不等式,对任意实数均成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)取对数表示,利用换底公式及对数运算法则证明即可;
(2)利用均值不等式求出的最小值,解不等式即可求解.
【详解】(1)令且,
则,,,
所以,
,
故成立.
(2)由(1)知,,即,
所以,
当且仅当时,即时等号成立,
由恒成立知,成立,
即,解得.
17.(24-25高一上·上海·随堂练习)(1)利用关系式证明换底公式:;
(2)利用(1)中的换底公式求值:;
(3)利用(1)中的换底公式证明:.
【答案】(1)证明见解析;(2)8;(3)证明见解析;
【分析】(1)由题设条件结合对数的运算证明即可;
(2)利用换底公式证明即可;
(3)利用换底公式证明即可.
【详解】解答:(1)证明:
设,则,化为,
又,所以;
(2)解:;
(3)证明:
.
所以.
一.填空题(共12小题)
1.(2023秋•嘉定区期末)已知,,试用,表示 .
【分析】利用对数的运算性质把要求的式子化为,再把已知条件代入求得结果.
【解答】解:原式.
故答案为:.
【点评】本题主要考查对数的运算性质,属于基础题.
2.(2023秋•虹口区期末)若实数和满足,则 1 .
【分析】由,化为对数式,代入即可得出.
【解答】解:由,
可得,.
则.
故答案为:1.
【点评】本题考查了指数式化为对数式、对数的运算法则,属于基础题.
3.(2023秋•浦东新区校级期末)已知,,则 6 .(用数字作答)
【分析】结合指数与对数的转化及指数幂的运算性质即可求解.
【解答】解:因为,,即,
则.
故答案为:6.
【点评】本题主要考查了指数与对数的转化及指数幂的运算性质,属于基础题.
4.(2023秋•浦东新区校级期末)记,那么 1 .
【分析】由已知结合对数的换底公式及对数的运算性质即可求解.
【解答】解:因为,
所以
.
故答案为:1.
【点评】本题主要考查了对数的换底公式及对数运算性质的应用,属于基础题.
5.(2023秋•黄浦区校级期末)已知,,用及表示 .
【分析】先把转化为,再利用对数的运算性质即可求解.
【解答】解:因为,所以,所以.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了指数式与对数式的互化,考查了对数的运算性质,属于基础题.
6.(2023秋•普陀区校级期中)若,是方程的两个根,则 1 .
【分析】由对数运算法则利用韦达定理即可求得结果.
【解答】解:根据题意由根与系数的关系可知,,
所以,
即.
故答案为:1.
【点评】本题主要考查了方程的根与系数关系及对数运算性质,属于基础题.
7.(2023秋•嘉定区校级期中)若,,,则 11 .
【分析】利用指数式与对数式的互化公式和对数的运算法则求出,,由此能求出结果.
【解答】解:,,,
,,
则.
故答案为:11.
【点评】本题考查指数式与对数式的互化公式和对数的运算法则等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
8.(2023秋•杨浦区校级月考)设方程,的两个实数根为和,则
【分析】转化为一元二次方程求出和,然后由对数运算求解可得.
【解答】解:令,则,解得或,
即或,解得或,
所以,或,,
所以.
同理可求,时,结果也为.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了对数运算性质的应用,属于基础题.
9.(2023秋•浦东新区校级期末)设,且满足,则 .
【分析】设,对数式化为指数式,转化成关于的方程即可.
【解答】解:设,
则,,,即,,
将方程两边同时除以,得,即,
则,即.
故答案为:.
【点评】本题考查指数式和对数式的转化属于中档题.
10.(2023秋•浦东新区校级期中)若,,则的值为 150 .
【分析】应用指数幂的运算性质求目标式的值即可.
【解答】解:因为,,所以.
故答案为:150.
【点评】本题考查的知识要点:指数的运算,主要考查学生的理解能力和计算能力,属于中档题.
11.(2023秋•浦东新区校级期中)已知,,若.则的取值范围是 , .
【分析】由,可得:,,而,设 ,利用“待定系数法”即可得出.
【解答】解:由,可得,,
而,
设,
,解得,,
,
,
即的取值范围是,.
故答案为:,.
【点评】本题考查了不等式的性质、对数的运算法则,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
12.(2022秋•长宁区校级期末)设,,且,则的最大值为 2 .
【分析】利用基本不等式的性质、对数的运算性质即可得出.
【解答】解:,,且,,解得,当且仅当时取等号.
则,因此其最大值为2.
故答案为:2.
【点评】本题考查了基本不等式的性质、对数的运算性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
二.选择题(共4小题)
13.(2023秋•黄浦区期中)若与互为相反数,则有
A. B.
C. D.以上答案均不对
【分析】由题意及对数的运算性质可得,选出答案.
【解答】解:因为与互为相反数,所以,
即,
所以.
故选:.
【点评】本题考查对数的运算性质的应用,属于基础题.
14.(2023秋•奉贤区期末)已知的三边长分别为、、,且,,,有以下2个命题:
①以、、为边长的三角形一定存在;
②以、、为边长的三角形一定存在;
则下列选项正确的是
A.①成立,②不成立 B.①不成立,②成立
C.①②都成立 D.①②都不成立
【分析】由已知结合三角形的三边关系及对数的运算性质进行检验即可.
【解答】解:由题意得,,,,
①:,
所以,①正确;
②因为,但与的大小无法判断,
而,与的大小无法确定,②错误.
故选:.
【点评】本题主要考查了命题的真假关系的判断,属于基础题.
15.(2023秋•闵行区期末)历史上数学计算方面的三大发明是阿拉伯数字、十进制和对数,其中对数的发明,大大缩短了计算时间,为人类研究科学和了解自然起了重大作用,对数运算对估算“天文数字”具有独特的优势.已知,,则的估算值为
A. B. C. D.
【分析】设,两边同时取对数得:,再结合对数的运算性质求解即可.
【解答】解:设,两边同时取对数得:,
,
.
故选:.
【点评】本题主要考查了对数的运算性质,属于基础题.
16.(2023秋•杨浦区校级期中)若,则下列各式的值等于1的是
A. B. C. D.
【分析】将指数化为对数,然后利用对数运算性质及换底公式求解即可.
【解答】解:因为,
所以,,
所以,,
所以.
故选:.
【点评】本题主要考查指数和对数的相互转化,考查对数的运算性质,属于基础题.
三.解答题(共6小题)
17.(2023秋•虹口区期末)已知为实数,设集合.
(1)当时,用区间表示集合;
(2)设集合,若,求实数的取值范围.
【分析】(1)根据题意,解关于的不等式,即可得到集合的区间形式;
(2)先化简集合,然后根据是的子集,列式算出实数的取值范围.
【解答】解:(1)当时,集合中的不等式为,即,
解得,所以集合,;
(2)根据题意,可得,
若,则是不等式的一个解,
故,解得,实数的取值范围是,.
【点评】本题主要考查一元二次不等式的解法、集合的包含关系等知识,考查了计算能力,属于基础题.
18.(2023秋•浦东新区校级期中)(1)若,求.
(2)已知,,试用,表示.
【分析】(1)对两边平方,化简整理即可得出,结合对数与指数运算性质即可得出结论.
(2)利用对数恒等式、对数运算性质即可得出结论
【解答】解:(1),
,
.
(2),,
.
【点评】本题考查了对数恒等式、指数与对数运算性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
19.(2022秋•静安区期中)阅读如下数学问题及解决过程:
已知,求关于的表达式.
解:由已知,得,,故.
请解答下列问题:
已知变量,满足关系;.
(1)求关于的表达式并写出变量的取值范围;
(2)若,求的值.
【分析】(1)根据指数式和对数式的互化即可写出关于的表达式;
(2)时,可得出,然后利用换底公式即可求出的值.
【解答】解:(1)由已知,,
,;
(2)时,,
,
,
解得或2,
或4.
【点评】本题考查了指数式和对数式的互化,对数的换底公式,考查了计算能力,属于基础题.
20.(2022秋•奉贤区校级期中)数学运算是指在明晰运算对象的基础上,依据运算法则解决数学问题的素养.对数运算与指数幂运算是两类重要的运算.
(1)根据所学知识推导如下的对数运算性质:如果,且,,那么;
(2)请你运用(1)中的对数运算性质计算的值.
【分析】(1)设,化为指数式,取对数即可得出.
(2)利用(1)中的性质计算可得.
【解答】解:(1)证明:因为,且,,设,所以,
所以,
所以,即.
(2).
【点评】本题主要考查对数运算,考查运算求解能力,属于基础题.
21.(2023秋•静安区校级期中)(1)已知,,用、表示;
(2)已知,,,,,求的值;
(3)已知,试用表示;
(4)已知,,试用、表示求.
【分析】利用对数的运算性质以及对数的换底公式分别对(1)(2)(3)(4)化简即可求解.
【解答】解:(1)由题意;
(2)因为,所以,
因为,所以,
设,则,即,解得或,
则或,所以或;
(3)因为,则,
所以;
(4)由题意可得,
则.
【点评】本题考查了对数的运算性质,涉及到对数的换底公式的应用,考查了学生的运算求解能力,属于中档题.
22.(2022秋•杨浦区校级期中)已知,是方程的两个实根,
(1)设,用表示的值;
(2)求关于的不等式的解集.
【分析】(1)利用韦达定理求,,即可得出答案;
(2)由(1)得,题意转化为,利用对数的运算性质,求解即可得出答案.
【解答】解:(1),是方程的两个实根,
由韦达定理得,
,
,
故;
(2)由(1)得,
,即,
又函数是上单调递增函数,
,解得,
故关于的不等式的解集为.
【点评】本题考查对数的运算性质,考查转化思想,考查逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
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