内容正文:
2024-2025学年高一数学考点剖析及分层精练(人教A版2019必修第一册)
第15讲 对数运算
学习目标:
1.理解对数的概念和运算性质,掌握指数式与对数式的互化,能应用对数的定义和性质解方程;
2.掌握对数的运算性质,能运用运算性质进行对数的有关计算;
3.能用换底公式将一般对数化为自然对数或常用对数
重点难点:
重点:1.对数运算性质;
2.运用对数运算性质解决有关对数求值、化简与证明的问题
难点:对数运算性质的发现与证明。
一、对数的概念
1.对数的定义
一般地,如果且,那么数叫做以为底的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数.
2.常用对数与自然对数
通常我们将以10为底的对数叫做常用对数,记为.在科学技术中常使用以无理数为底的对数,以为底的对数称为自然对数,并记为.
3.指数与对数的互化
当时,.
4.对数的性质
(1);(2);(3)零和负数没有对数.
二、对数的运算
1.对数运算性质
如果,且,那么:
(1);(2);(3).
温馨提示:对数的这三条运算性质,都要注意只有当式子中所有的对数都有意义时,等式才成立.
例如,是错误的.
2.对数换底公式
若,且,则(,且).
3.由换底公式推导的重要结论
(1).(2).(3)
考点01对数的概念
1.对数中实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.给出下列说法:
①零和负数没有对数;
②任何一个指数式都可以化成对数式;
③以10为底的对数叫作常用对数;
④以为底的对数叫作自然对数.
其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.对数式中的取值范围为 .
4.可化为.( )
考点02指数式与对数式的互化
5.已知,,则( )
A.5 B.6 C.7 D.12
6.(多选)下列命题正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
7.若,,则的值为 .
8.将下列指数式与对数式互化:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
9.求下列各式中x的值:
(1);
(2).
10.把下列指数式写成对数式:
(1);
(2).
考点03对数运算性质的应用
11.计算:( )
A. B. C.0 D.1
12.(多选)下列各式的值等于6的是( )
A. B.
C. D.
13.= .
14.已知,则 .
15.已知,,用表示.
16.(多选)若,是方程的两个根,则下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
17.(1)化简求值:;
(2)已知,求的值.
考点04换底公式的应用
18.已知,则( )
A. B.
C. D.2
19.方程的实数解有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
20.设,是方程的两根,则 .
21.已知,,则用,表示
22.计算:
(1);
(2).
23.求值:
(1);
(2).
考点05对数与指数的综合应用
24.已知,则( )
A. B.6 C.8 D.9
25.若,则( )
A.2 B. C. D.
26.已知,则( )
A. B.
C. D.
27.已知,且,则的值为 .
28.求值: .
29.已知,则 .
30.已知,求的值.
考点06对数运算的实际运用
31.“学如逆水行舟,不进则退:心似平原跑马,易放难收”(明:《增广贤文》)是勉励人们专心学习的.假设初始值为1,如果每天的“进步率”都是,那么一年后是;如果每天的“退步率”都是,那么一年后是一年后“进步者”是“退步者”的倍.照此计算,大约经过( )天“进步者”是“退步者”的2倍(参考数据:,,)
A.35 B.37 C.38 D.39
32.酒驾是严重危害交通安全的违法行为.为了保障交通安全,根据国家有关规定:100mL血液中酒精含量达到的驾驶员即为酒后驾车,80mg及以上认定为醉酒驾车.假设某驾驶员喝了一定量的酒后,其血液中酒精含量上升到.如果在停止喝酒以后,他血液中酒精含量会以每小时的速度减少,那么他能驾驶至少要经过的小时数为(参考数据:)( )
A.1 B.3 C.5 D.7
33.某海岛核污水中含有多种放射性物质,其中放射性物质含量非常高,它可以进入生物体内,还可以在体内停留,并引起基因突变,但却难以被清除.现已知的质量随时间(年)的指数衰减规律是:(其中为的初始质量).则当的质量衰减为最初的时,所经过的时间约为( )(参考数据:
A.300年 B.100年 C.255年 D.125年
34.科学家从由实际生活得出的大量统计数据中发现以1开头的数出现的频率较高,以1开头的数出现的频数约为总数的三成,并提出定律:在大量b进制随机数据中,以n开头的数出现的概率为,如裴波那契数、阶乘数、素数等都比较符合该定律.后来常有数学爱好者用此定律来检验某些经济数据、选举数据等大数据的真实性.若(,),则k的值为( )
A.11 B.15 C.19 D.21
35.某一物质在特殊环境下的温度变化满足:(为时间,单位为为特殊环境温度,为该物质在特殊环境下的初始温度,为该物质在特殊环境下冷却后的温度),假设一开始该物质初始温度为100℃,特殊环境温度是20℃,则经过15min,该物质的温度最接近(参考数据:)( )
A.54℃ B.52℃ C.50℃ D.48℃
基础试炼
一、单选题
1.若,则( )
A.2 B.4 C. D.
2.( )
A.8 B. C. D.
3.若,,则的值约为( )
A.2.301 B.2.322 C.2.507 D.2.699
4.若,是方程的两个实根,则ab的值等于( )
A.2 B. C.100 D.
二、多选题
5.下列运算结果为1的有( )
A. B.
C. D.
6.已知,则下列等式一定正确的是( )
A. B. C. D.
三、填空题
7.计算 .
8.已知,则 .
9.已知是定义在上的偶函数,且当时,,则 .
四、解答题
10.求下列各式的值:
(1);
(2);
(3).
11.计算下列各式的值:
(1);
(2);
(3).
12.已知,.求的值.
高阶突破
1.已知方程的两个实数根为、,则的值是 .
2.(多选)若,则以下结论正确的有( )
A. B.
C. D.
3.已知,则=
4. .
5.(多选)已知,若,则下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
6.若,则的最小值为( )
A.2 B.
C.1 D.
7.已知正实数满足,,则 .
8.(1)已知,,,求的值
(2)设(都是不为1的正数,),求:的充要条件
2
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第15讲 对数运算
学习目标:
1.理解对数的概念和运算性质,掌握指数式与对数式的互化,能应用对数的定义和性质解方程;
2.掌握对数的运算性质,能运用运算性质进行对数的有关计算;
3.能用换底公式将一般对数化为自然对数或常用对数
重点难点:
重点:1.对数运算性质;
2.运用对数运算性质解决有关对数求值、化简与证明的问题
难点:对数运算性质的发现与证明。
一、对数的概念
1.对数的定义
一般地,如果且,那么数叫做以为底的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数.
2.常用对数与自然对数
通常我们将以10为底的对数叫做常用对数,记为.在科学技术中常使用以无理数为底的对数,以为底的对数称为自然对数,并记为.
3.指数与对数的互化
当时,.
4.对数的性质
(1);(2);(3)零和负数没有对数.
二、对数的运算
1.对数运算性质
如果,且,那么:
(1);(2);(3).
温馨提示:对数的这三条运算性质,都要注意只有当式子中所有的对数都有意义时,等式才成立.
例如,是错误的.
2.对数换底公式
若,且,则(,且).
3.由换底公式推导的重要结论
(1).(2).(3)
考点01对数的概念
1.对数中实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为对数式的底数为大于零不等于1的实数,真数为正实数,
所以有,
故选:C
2.给出下列说法:
①零和负数没有对数;
②任何一个指数式都可以化成对数式;
③以10为底的对数叫作常用对数;
④以为底的对数叫作自然对数.
其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】零和负数没有对数,命题①正确;
,不能写成对数式,命题②错误,;
以10为底的对数叫做常用对数,命题③正确;
以为底的对数叫作自然对数,命题④正确;
故正确命题是①③④,
故选:C.
3.对数式中的取值范围为 .
【答案】
【详解】由题意可得,,解得,所以的取值范围为.
故答案为:
4.可化为.( )
【答案】错误
【详解】对数的真数大于0,故错误.
故答案为:错误
考点02指数式与对数式的互化
5.已知,,则( )
A.5 B.6 C.7 D.12
【答案】D
【详解】由,得,
故,
故选:D
6.(多选)下列命题正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【答案】AB
【详解】对于选项A:若,所有,故A正确;
对于选项B:若,则,
所以,故B正确;
对于选项C:因为,即,
可得,即,故C错误;
对于选项D:例如,则,可得,
符合题意,但,故D错误;
故选:AB.
7.若,,则的值为 .
【答案】/
【详解】因为,,则,,
所以.
故答案为:.
8.将下列指数式与对数式互化:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【详解】(1),运用指数对数互化规则“底不变,其他换”,可转化为.
(2),运用指数对数互化规则“底不变,其他换”,可转化为.
(3),运用指数对数互化规则“底不变,其他换”,可转化为.
(4),运用指数对数互化规则“底不变,其他换”,可转化为.
(5),运用指数对数互化规则“底不变,其他换”,可转化为.
(6),运用指数对数互化规则“底不变,其他换”,可转化为.
9.求下列各式中x的值:
(1);
(2).
【答案】(1)16
(2)2
【详解】(1)由可得,;
(2)由可得,,因且,故.
10.把下列指数式写成对数式:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据指数式与对数式的互化,可知可化为.
(2)根据指数式与对数式的互化,可知可化为.
考点03对数运算性质的应用
11.计算:( )
A. B. C.0 D.1
【答案】D
【详解】
.
故选:D.
12.(多选)下列各式的值等于6的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】A选项,,A错误;
B选项,,B正确;
C选项,,C正确;
D选项,
,D错误.
故选:BC
13.= .
【答案】
【详解】
故答案为:
14.已知,则 .
【答案】
【详解】由题意,可得,
又,
故,
故答案为:.
15.已知,,用表示.
【答案】
【详解】因为,又,,
所以.
16.(多选)若,是方程的两个根,则下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】由根与系数的关系,得,,
,
.
故选:.
17.(1)化简求值:;
(2)已知,求的值.
【答案】(1)2;(2)4
【详解】(1)原式
;
(2)由已知可得,
因为,
所以,化简可得,
解得(舍去),或,
所以
考点04换底公式的应用
18.已知,则( )
A. B.
C. D.2
【答案】A
【详解】,
得.
故选:A
19.方程的实数解有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】C
【详解】,所以或,
所以或,
所以方程的实数解有2个.
故选:C.
20.设,是方程的两根,则 .
【答案】
【详解】由韦达定理可知
故答案为:
21.已知,,则用,表示
【答案】
【详解】由,,可得,
又由.
故答案为:.
22.计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)
;
(2)
.
23.求值:
(1);
(2).
【答案】(1);
(2)0
【详解】(1)原式.
(2).
考点05对数与指数的综合应用
24.已知,则( )
A. B.6 C.8 D.9
【答案】D
【详解】由,可得,则,
则.
故选:D.
25.若,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【详解】由,得,
所以.
故选:A
26.已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为,所以,
,故.
故选:A.
27.已知,且,则的值为 .
【答案】
【详解】由,则,,
则,
因此可得,
故答案为:.
28.求值: .
【答案】216
【详解】设,则,
,故,
因此,故,
因此,
故答案为:216
【点睛】关键点点睛:令,利用换底公式可得,根据对数的运算性质求解.
29.已知,则 .
【答案】81
【详解】,整理得,
解得或.
因为,所以,故.
故答案为:81.
30.已知,求的值.
【答案】1
【详解】由,得到,又由,得到,
所以,
故.
考点06对数运算的实际运用
31.“学如逆水行舟,不进则退:心似平原跑马,易放难收”(明:《增广贤文》)是勉励人们专心学习的.假设初始值为1,如果每天的“进步率”都是,那么一年后是;如果每天的“退步率”都是,那么一年后是一年后“进步者”是“退步者”的倍.照此计算,大约经过( )天“进步者”是“退步者”的2倍(参考数据:,,)
A.35 B.37 C.38 D.39
【答案】A
【详解】假设经过天,“进步者”是“退步者”的2倍,
列方程得,
解得,
即经过约35天,“进步者”是“退步者”的2倍.
故选:A.
32.酒驾是严重危害交通安全的违法行为.为了保障交通安全,根据国家有关规定:100mL血液中酒精含量达到的驾驶员即为酒后驾车,80mg及以上认定为醉酒驾车.假设某驾驶员喝了一定量的酒后,其血液中酒精含量上升到.如果在停止喝酒以后,他血液中酒精含量会以每小时的速度减少,那么他能驾驶至少要经过的小时数为(参考数据:)( )
A.1 B.3 C.5 D.7
【答案】C
【详解】设经过小时才能驾驶,则,即,
所以,
又函数在定义域上单调递减,
所以,
所以他至少要经过5小时才能驾驶.
故选:C.
33.某海岛核污水中含有多种放射性物质,其中放射性物质含量非常高,它可以进入生物体内,还可以在体内停留,并引起基因突变,但却难以被清除.现已知的质量随时间(年)的指数衰减规律是:(其中为的初始质量).则当的质量衰减为最初的时,所经过的时间约为( )(参考数据:
A.300年 B.100年 C.255年 D.125年
【答案】A
【详解】设经过的时间为年,
由题意得,,
所以,
所以.
故选:A.
34.科学家从由实际生活得出的大量统计数据中发现以1开头的数出现的频率较高,以1开头的数出现的频数约为总数的三成,并提出定律:在大量b进制随机数据中,以n开头的数出现的概率为,如裴波那契数、阶乘数、素数等都比较符合该定律.后来常有数学爱好者用此定律来检验某些经济数据、选举数据等大数据的真实性.若(,),则k的值为( )
A.11 B.15 C.19 D.21
【答案】A
【详解】,
即,则,得.
故选:A
35.某一物质在特殊环境下的温度变化满足:(为时间,单位为为特殊环境温度,为该物质在特殊环境下的初始温度,为该物质在特殊环境下冷却后的温度),假设一开始该物质初始温度为100℃,特殊环境温度是20℃,则经过15min,该物质的温度最接近(参考数据:)( )
A.54℃ B.52℃ C.50℃ D.48℃
【答案】C
【详解】由初始温度为100℃,特殊环境温度是20℃,时间15min代入题中式子得:
,即,即.
故选:C.
基础试炼
一、单选题
1.若,则( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】C
【详解】显然且,
若,则,
即,所以.
故选:C.
2.( )
A.8 B. C. D.
【答案】A
【详解】.
故选:A
3.若,,则的值约为( )
A.2.301 B.2.322 C.2.507 D.2.699
【答案】B
【详解】由,则.
故选:B.
4.若,是方程的两个实根,则ab的值等于( )
A.2 B. C.100 D.
【答案】C
【详解】因为是方程的两个实根
所以
即
所以
故选:C
二、多选题
5.下列运算结果为1的有( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【详解】对于A, ,故A错误,
对于B,,故B错误,
对于C,,故C正确,
对于D,,故D正确,
故选:CD
6.已知,则下列等式一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【详解】由,得,且,
即,而此时不总是成立,则C错误;
由于,即,结合以上分析可知A错误;
由于,即为,故B正确;
又,D正确,
故选:BD
三、填空题
7.计算 .
【答案】/
【详解】
故答案为:.
8.已知,则 .
【答案】
【详解】因为,所以,
所以,所以.
故答案为:
9.已知是定义在上的偶函数,且当时,,则 .
【答案】
【详解】因为是定义在上的偶函数,且当时,,
所以.
故答案为:
四、解答题
10.求下列各式的值:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)5
(2)441
(3)10
【详解】(1)由题意可得:.
(2)由题意可得:.
(3)由题意可得:
原式.
11.计算下列各式的值:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)原式
.
(2)原式
.
(3)原式
.
12.已知,.求的值.
【答案】2
【详解】因为,所以,
因为,所以,
所以
高阶突破
1.已知方程的两个实数根为、,则的值是 .
【答案】36
【详解】、是方程的两个实数根
所以,
则.
故答案为:36
2.(多选)若,则以下结论正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】由题意得,,
,而,∴,A错误;
∵,,,
∴,B正确;
,
又,
∴,C正确;
,
又,即,,
∴,∴,D错误.
故选:BC.
3.已知,则=
【答案】1
【详解】由于,故,
故,
则.
故答案为:1
4. .
【答案】/0.5
【详解】因为,
,
所以.
故答案为:.
5.(多选)已知,若,则下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】ABC
【详解】由题意知,所以,
所以.
对于A,若,则,故A正确;
对于B,若,则,所以,故B正确;
对于C,若,则,解得,故C正确;
对于D,若,则,不能得到,故D错误.
故选:ABC.
6.若,则的最小值为( )
A.2 B.
C.1 D.
【答案】B
【详解】令,则,
故,因此,
故,故,最小值为,
当且仅当时等号成立,即时取到等号,
故选:B
【点睛】关键点点睛:得,由基本不等式求解.
7.已知正实数满足,,则 .
【答案】/
【详解】令,则,
由,得,
所以,解得或,
所以或,
所以或,
当时,则,
由,得,所以,
由,又,解得,
所以;
当时,由,得,所以,
由,又,解得,
所以,
综上所述,.
故答案为:.
8.(1)已知,,,求的值
(2)设(都是不为1的正数,),求:的充要条件
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由,得,
则,于是,
整理得,即,解得,即,
所以.
(2)令,依题意,且,则,
于是,,
所以的充要条件是.
2
学科网(北京)股份有限公司
$$