内容正文:
第11讲 对数
【苏教版2019】
模块一
对数的概念
1.对数的定义、性质与对数恒等式
(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,记作x=,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
(2)对数的性质:
①=0,=1(a>0,且a≠1),负数和0没有对数.
②对数恒等式:=N(N>0,a>0,且a≠1).
(3)对数与指数的关系:
根据对数的定义,可以得到对数与指数间的关系:当a>0,且a≠1时,ax=N.
用图表示为:
2.常用对数与自然对数
名称
定义
符号
常用对数
以10为底的对数叫做常用对数
简记作lg N
自然对数
以e为底的对数叫做自然对数,e是无理数,e
≈2.71828
简记作ln N
【题型1 对数的概念判断与求值】
【例1】(24-25高一上·全国·课后作业)若代数式有意义,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式1.1】(24-25高一上·全国·课后作业)有下列说法:
①以10为底的对数叫作常用对数;
②任何一个指数式都可以化成对数式;
③以e为底的对数叫作自然对数;
④零和负数没有对数.
其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式1.2】(2025高一·全国·专题练习)在中,实数的取值范围是( )
A.或 B.或
C. D.
【变式1.3】(24-25高一上·全国·随堂练习)对数中实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型2 指数式与对数式的互化】
【例2】(24-25高一上·江苏·单元测试)下列指数式与对数式互化不正确的一组是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【变式2.1】(24-25高一上·新疆乌鲁木齐·期末)将化成指数式可表示为( )
A. B. C. D.
【变式2.2】(24-25高一上·全国·课后作业)将下列指数式化为对数式:
(1);
(2);
(3).
【变式2.3】(24-25高一下·全国·课堂例题)将下列指数式与对数式进行转换:
(1);
(2);
(3);
(4).
模块二
对数的运算
1.对数的运算性质
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,n∈R,那么我们有:
运算
数学表达式
自然语言描述
积的对数
正因数积的对数等于同一底数的各因数的
对数的和
商的对数
两个正数的商的对数等于同一底数的被除
数的对数减去除数的对数
幂的对数
正数幂的对数等于幂指数乘同一底数的幂
的底数的对数
2.对数的换底公式及其推论
(1)换底公式:设a>0,且a≠1,c>0,且c≠1,b>0,则=.
(2)换底公式的推论:
①=1(a>0,且a≠1,b>0,且b≠1);
② (a>0,且a≠1,b>0,且b≠1,c>0,且c≠1,d>0);
③(a>0,且a≠1,b>0,m≠0,n∈R).
3.对数运算的常用技巧
(1)在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后用对数运算法则化简合并.
(2)先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
(3)指对互化:(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
【题型3 对数的运算性质的应用】
【例3】(24-25高三上·湖南邵阳·期中)已知,则( )
A. B. C. D.
【变式3.1】(24-25高一上·上海·期中)设a是不等于1的正数,M,N是任意给定的正数,c是任意给定的实数,则下列性质中错误的是( )
A. B.
C. D.
【变式3.2】(24-25高一上·江苏扬州·阶段练习)若,则( )
A.3 B.4 C.9 D.16
【变式3.3】(24-25高一上·全国·课后作业)若且,,,、,,给出下列等式:①;②;③;④.其中成立的个数为( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【题型4 运用换底公式化简计算】
【例4】(24-25高一上·甘肃武威·阶段练习)已知,,则( )
A. B. C. D.
【变式4.1】(24-25高一上·安徽·阶段练习)已知且,若,则( )
A. B. C. D.
【变式4.2】(24-25高二下·天津河东·期末)若,,则的值是( )
A.3 B. C.8 D.
【变式4.3】(24-25高一上·山东·阶段练习)已知,,,则的值为( )
A.或0 B.1 C. D.1或0
【题型5 指、对数方程的求解】
【例5】(24-25高一上·上海·随堂练习)设方程的两实根是a和b,则等于( )
A.1 B.-2
C. D.-4
【变式5.1】(24-25高一上·北京大兴·期末)方程的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式5.2】(24-25高三上·浙江·开学考试)方程的实数解有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【变式5.3】(24-25高一·山东枣庄·课后作业)若方程的两根为、,则( )
A. B. C.35 D.
【题型6 带附加条件的指、对数问题】
【例6】(24-25高一上·贵州·期中)已知,,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式6.1】(24-25高一上·黑龙江·期中)若,,则的值是( )
A.3 B. C.2 D.
【变式6.2】(24-25高一上·上海·期中)(1)已知,,试用、表示,
(2)已知,求的值.
【变式6.3】(24-25高一上·山东淄博·期中)(1)若,求的值;
(2)已知,用表示.
【题型7 运用换底公式证明恒等式】
【例7】(24-25高一上·陕西渭南·阶段练习)已知:,求证:.
【变式7.1】(24-25高一上·全国·课后作业)设,其中,,均大于,且都不为,,求证:.
【变式7.2】(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:.
【变式7.3】(24-25高一下·上海·课后作业)已知在中,,角A,B,C所对应的三条边长分别为a,b,c.求证:.
模块三
对数的实际应用
1.对数的实际应用
在实际生活中,经常会遇到一些指数或对数运算的问题.求解对数的实际应用题时,一是要合理建立数
学模型,寻找量与量之间的关系;二是要充分利用对数的性质以及式子两边取对数的方法求解.
对数运算在实际生产和科学研究中应用广泛,其应用问题大致可以分为两类:
(1)建立对数式,在此基础上进行一些实际求值,计算时要注意指数式与对数式的互化;
(2)建立指数式,再进行指数求值,此时往往将等式两边同时取对数进行计算.
【题型8 对数的实际应用】
【例8】(24-25高一上·贵州六盘水·期末)星等是衡量天体光度的量.为了衡量星星的明暗程度,古希腊天文学家喜帕恰斯在公元前二世纪首先提出了星等这个概念,例如:2等星的星等值为2.已知两个天体的星等值,和它们对应的亮度,满足关系式,则( )
A.2等星的亮度是7等星亮度的100倍
B.7等星的亮度是2等星亮度的100倍
C.2等星的亮度是7等星亮度的10倍
D.7等星的亮度是2等星亮度的10倍
【变式8.1】(24-25高一上·湖南·阶段练习)8月15日是全国生态日,2024年全国生态日的主题是加快经济社会发展全面绿色转型.2005年8月15日,习近平同志在浙江安吉首次提出“绿水青山就是金山银山”,这一科学论断是习近平生态文明思想的核心理念,已经成为全党全社会的共识,在祖国大地上生根、开花.党的十八大以来,我国经济发展与生态环境保护更加协调,绿色发展空间进一步拓展.在生态环境质量明显好转的同时,经济总量从2012年53.9万亿元升至2023年126万亿元,则我国经济总量从2012年至2023年的年平均增长率约为( )(参考数据,,,,)
A.6% B.7% C.8% D.9%
【变式8.2】(24-25高一上·云南昆明·阶段练习)声强是表示声波强度的物理量,由于声强变化范围非常大,数量级相差很多,因此通过声强级来表示声强强度大小,规定声强级(单位:分贝),其中为标准声强.若声强是声强的150倍,则声强的声强级比声强的声强级大多少分贝( )(结果四舍五入保留整数)
A.14 B.21 C.22 D.23
【变式8.3】(24-25高一上·上海金山·期中)“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,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”的倍(近似取计算).
A.33 B.35 C.37 D.39
一、单选题
1.(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)计算( )
A.7 B.9 C.10 D.20
2.(24-25高一上·全国·课后作业)若代数式有意义,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·安徽蚌埠·阶段练习)若,则有( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高一上·山东菏泽·阶段练习)已知,则用表示为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一上·广东佛山·阶段练习)计算:( )
A.2 B.4 C.5 D.6
6.(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)若,,则( )
A.1 B. C.2 D.
7.(24-25高一上·江苏南通·期末)2021年10月16日0时23分,长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,582秒后,神舟十三号载人飞船进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空.在不考虑空气阻力的条件下,从发射开始,火箭的最大飞行速度V满足公式:,其中为火箭推进剂质量,为去除推进剂后的火箭有效载荷质量,为火箭发动机喷流相对火箭的速度.当时,千米/秒.在保持不变的情况下,若吨,假设要使达到8千米/秒,则大约为( )结果精确到1,参考数据:)
A.98吨 B.108吨 C.118吨 D.128吨
8.(24-25高二上·天津·期中)已知,,,则的最小值是( )
A.3 B. C. D.9
二、多选题
9.(24-25高一上·四川南充·阶段练习)下列指数式与对数式互化正确的一组是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
10.(24-25高一上·全国·课后作业)下列命题正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
11.(24-25高一上·河北保定·阶段练习)若实数,,,且,,,则下列各式中,恒成立的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
12.(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)已知,,则 .
13.(24-25高一上·安徽亳州·期末)计算= .
14.(24-25高一上·河北保定·阶段练习)一段时间内,某养兔基地的兔子快速繁殖,兔子总只数的倍增期为21个月(假设没有捕杀与其他损耗)、那么一万只兔子增长到一亿只兔子大约需要 年()
四、解答题
15.(24-25高一上·全国·课堂例题)将下列指数式与对数式互化:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
16.(24-25高一上·江苏南京·期末)已知,.
(1)求的值;
(2)用,表示.
17.(24-25高一上·全国·课后作业)求下列各式中的值.
(1);
(2);
(3).
18.(24-25高一上·辽宁沈阳·阶段练习)求值:
(1);
(2).
19.(24-25高一上·天津·阶段练习)回答下面3个题:
(1)
(2)若,,求 的值;
(3)记,,用 表示对数 .
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第11讲 对数
【苏教版2019】
模块一
对数的概念
1.对数的定义、性质与对数恒等式
(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,记作x=,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
(2)对数的性质:
①=0,=1(a>0,且a≠1),负数和0没有对数.
②对数恒等式:=N(N>0,a>0,且a≠1).
(3)对数与指数的关系:
根据对数的定义,可以得到对数与指数间的关系:当a>0,且a≠1时,ax=N.
用图表示为:
2.常用对数与自然对数
名称
定义
符号
常用对数
以10为底的对数叫做常用对数
简记作lg N
自然对数
以e为底的对数叫做自然对数,e是无理数,e
≈2.71828
简记作ln N
【题型1 对数的概念判断与求值】
【例1】(24-25高一上·全国·课后作业)若代数式有意义,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由对数的真数大于0列式即可求.
【解答过程】由题可得,解得或,
故实数的取值范围为.
故选:D.
【变式1.1】(24-25高一上·全国·课后作业)有下列说法:
①以10为底的对数叫作常用对数;
②任何一个指数式都可以化成对数式;
③以e为底的对数叫作自然对数;
④零和负数没有对数.
其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解题思路】根据对数的相关概念和性质,一一判断每个选项,可得答案.
【解答过程】根据常用对数以及自然对数的概念可知①③正确,根据对数的性质可知④正确,
只有当且时,指数式才可以化成对数式,②错误,
故选:C.
【变式1.2】(2025高一·全国·专题练习)在中,实数的取值范围是( )
A.或 B.或
C. D.
【解题思路】由对数的定义,真数大于,底数大于且不等于,得到关于的不等式组,求解不等式即可.
【解答过程】由对数的定义可知,
解得,且,
故选:B.
【变式1.3】(24-25高一上·全国·随堂练习)对数中实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据对数真数和底数的性质进行求解即可.
【解答过程】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.
【题型2 指数式与对数式的互化】
【例2】(24-25高一上·江苏·单元测试)下列指数式与对数式互化不正确的一组是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【解题思路】结合指数式与对数式互化的知识确定正确答案.
【解答过程】根据指数式与对数式互化可知:
对于选项A:等价于,故A正确;
对于选项B:等价于,故B正确;
对于选项C:等价于,故C错误;
对于选项D:等价于,故D正确;
故选:C.
【变式2.1】(24-25高一上·新疆乌鲁木齐·期末)将化成指数式可表示为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据对数式的含义,将对数式转化为指数式.
【解答过程】把对数式化成指数式,为.
故选:A.
【变式2.2】(24-25高一上·全国·课后作业)将下列指数式化为对数式:
(1);
(2);
(3).
【解题思路】直接利用指数和对数的关系实现指对互化.
【解答过程】(1)由,得.
(2)由,得.
(3)由,得.
【变式2.3】(24-25高一下·全国·课堂例题)将下列指数式与对数式进行转换:
(1);
(2);
(3);
(4).
【解题思路】根据指数式与对数式的互化可依次将其转化.
【解答过程】(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.
(3)根据指数式和对数式的关系,可化为.
(4)根据指数式和对数式的关系,可化为.
模块二
对数的运算
1.对数的运算性质
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,n∈R,那么我们有:
运算
数学表达式
自然语言描述
积的对数
正因数积的对数等于同一底数的各因数的
对数的和
商的对数
两个正数的商的对数等于同一底数的被除
数的对数减去除数的对数
幂的对数
正数幂的对数等于幂指数乘同一底数的幂
的底数的对数
2.对数的换底公式及其推论
(1)换底公式:设a>0,且a≠1,c>0,且c≠1,b>0,则=.
(2)换底公式的推论:
①=1(a>0,且a≠1,b>0,且b≠1);
② (a>0,且a≠1,b>0,且b≠1,c>0,且c≠1,d>0);
③(a>0,且a≠1,b>0,m≠0,n∈R).
3.对数运算的常用技巧
(1)在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后用对数运算法则化简合并.
(2)先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
(3)指对互化:(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
【题型3 对数的运算性质的应用】
【例3】(24-25高三上·湖南邵阳·期中)已知,则( )
A. B. C. D.
【解题思路】应用对数运算律结合已知计算求解.
【解答过程】因为,则,
则,
则.
故选:D.
【变式3.1】(24-25高一上·上海·期中)设a是不等于1的正数,M,N是任意给定的正数,c是任意给定的实数,则下列性质中错误的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】对于ABC:根据对数的定义和运算性质分析判断即可;对于D:举反例说明即可.
【解答过程】因为a是不等于1的正数,M,N是任意给定的正数,c是任意给定的实数,
对于选项A:,故A正确;
对于选项B:,故B正确;
对于选项C:,故C正确;
对于选项D:例如,
则,
此时,故D错误;
故选:D.
【变式3.2】(24-25高一上·江苏扬州·阶段练习)若,则( )
A.3 B.4 C.9 D.16
【解题思路】根据对数的运算性质即可求解.
【解答过程】由可得,
故,故,
故选:D.
【变式3.3】(24-25高一上·全国·课后作业)若且,,,、,,给出下列等式:①;②;③;④.其中成立的个数为( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【解题思路】利用对数的运算性质判断①②③④即可.
【解答过程】因为且,,,、,,
对于①,,①错;
对于②,,②错;
对于③,,③对;
对于④,,④对.
故正确的个数为.
故选:B.
【题型4 运用换底公式化简计算】
【例4】(24-25高一上·甘肃武威·阶段练习)已知,,则( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据对数的运算性质即可结合换底公式求解.
【解答过程】由题意,.
故选:B.
【变式4.1】(24-25高一上·安徽·阶段练习)已知且,若,则( )
A. B. C. D.
【解题思路】先根据指数式对数式互化求出,再根据换底公式转化,再根据求解即可.
【解答过程】由,得,即,
所以,所以.
故选:C.
【变式4.2】(24-25高二下·天津河东·期末)若,,则的值是( )
A.3 B. C.8 D.
【解题思路】根据给定条件,利用指数式与对数式互化关系及对数换底公式及运算法则计算即得.
【解答过程】由,得,而,
所以.
故选:A.
【变式4.3】(24-25高一上·山东·阶段练习)已知,,,则的值为( )
A.或0 B.1 C. D.1或0
【解题思路】由题设等式,利用对数运算性质化简得或,再利用对数的换底公式化简所求,分别代入求值即可得解.
【解答过程】因为
,
所以由,
得,化简得,
即 ,解得或.
又,
故当时, ;
当时,;
综上,的值为或0.
故选:A.
【题型5 指、对数方程的求解】
【例5】(24-25高一上·上海·随堂练习)设方程的两实根是a和b,则等于( )
A.1 B.-2
C. D.-4
【解题思路】解方程得出,,再由换底公式计算即可.
【解答过程】方程可化为,即,
解得或,不妨设,
.
故选:C.
【变式5.1】(24-25高一上·北京大兴·期末)方程的解集为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】先根据真数大于零解得或,再将1转化为,即可解得,都使得方程有意义,即可知正确选项.
【解答过程】由题意,,解得或,
由,得,则,解得,所以方程的解集为.
故选:D.
【变式5.2】(24-25高三上·浙江·开学考试)方程的实数解有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【解题思路】由换底公式变形解对数方程即可.
【解答过程】,所以或,
所以或,
所以方程的实数解有2个.
故选:C.
【变式5.3】(24-25高一·山东枣庄·课后作业)若方程的两根为、,则( )
A. B. C.35 D.
【解题思路】运用一元二次方程根的求法,结合对数性质可解.
【解答过程】,分解因式得到,
则,则.
解得或,所以.
故选:D.
【题型6 带附加条件的指、对数问题】
【例6】(24-25高一上·贵州·期中)已知,,则的值为( )
A. B. C. D.
【解题思路】先利用对数与指数的互化求出,再利用对数的运算法则求解即可.
【解答过程】因为,,所以,,
所以,
所以,
故选:A.
【变式6.1】(24-25高一上·黑龙江·期中)若,,则的值是( )
A.3 B. C.2 D.
【解题思路】根据指数与对数运算法则计算可得结果.
【解答过程】由,得,又,
所以.
故选:C.
【变式6.2】(24-25高一上·上海·期中)(1)已知,,试用、表示,
(2)已知,求的值.
【解题思路】(1)利用换底公式和对数的运算性质可得结果;
(2)由指数式和对数式的互化得出,,再利用换底公式结合对数的运算性质计算可得结果.
【解答过程】(1);
(2)因为,则,,则,,
所以,.
【变式6.3】(24-25高一上·山东淄博·期中)(1)若,求的值;
(2)已知,用表示.
【解题思路】(1)根据指数运算即可得到答案;
(2)根据对数运算性质和换底公式即可.
【解答过程】已知,将其两边平方得.
根据完全平方公式.
则. 再将两边平方得.
所以,则.
(2)因为.
而,
已知,所以,,则.
又.
所以.
【题型7 运用换底公式证明恒等式】
【例7】(24-25高一上·陕西渭南·阶段练习)已知:,求证:.
【解题思路】将指数式化为对数式,再结合对数运算以及换底公式运算分析证明.
【解答过程】设,显然,
则,可得,
所以.
【变式7.1】(24-25高一上·全国·课后作业)设,其中,,均大于,且都不为,,求证:.
【解题思路】令,且,即可表示出、、,再由、换底公式及对数的运算性质计算可得.
【解答过程】依题意、、均不为,
令,且,
则,,.
因为,所以,
即,
所以,即.
【变式7.2】(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:.
【解题思路】(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.
【解答过程】解答:(1)证明:
设,则,化为,
又,所以;
(2)解:;
(3)证明:
.
所以.
【变式7.3】(24-25高一下·上海·课后作业)已知在中,,角A,B,C所对应的三条边长分别为a,b,c.求证:.
【解题思路】利用直角三角形的勾股定理、对数的运算性质以及对数的运算法则可以证明等式成立.
【解答过程】证明:在中,因为,所以,
因为
,
所以.
模块三
对数的实际应用
1.对数的实际应用
在实际生活中,经常会遇到一些指数或对数运算的问题.求解对数的实际应用题时,一是要合理建立数
学模型,寻找量与量之间的关系;二是要充分利用对数的性质以及式子两边取对数的方法求解.
对数运算在实际生产和科学研究中应用广泛,其应用问题大致可以分为两类:
(1)建立对数式,在此基础上进行一些实际求值,计算时要注意指数式与对数式的互化;
(2)建立指数式,再进行指数求值,此时往往将等式两边同时取对数进行计算.
【题型8 对数的实际应用】
【例8】(24-25高一上·贵州六盘水·期末)星等是衡量天体光度的量.为了衡量星星的明暗程度,古希腊天文学家喜帕恰斯在公元前二世纪首先提出了星等这个概念,例如:2等星的星等值为2.已知两个天体的星等值,和它们对应的亮度,满足关系式,则( )
A.2等星的亮度是7等星亮度的100倍
B.7等星的亮度是2等星亮度的100倍
C.2等星的亮度是7等星亮度的10倍
D.7等星的亮度是2等星亮度的10倍
【解题思路】设2等星的亮度是x,7等星亮度是y,由题中所给信息结合对数运算性质可得答案.
【解答过程】设2等星的亮度是x,7等星亮度是y,则,即2等星的亮度是7等星亮度的100倍.
故选:A.
【变式8.1】(24-25高一上·湖南·阶段练习)8月15日是全国生态日,2024年全国生态日的主题是加快经济社会发展全面绿色转型.2005年8月15日,习近平同志在浙江安吉首次提出“绿水青山就是金山银山”,这一科学论断是习近平生态文明思想的核心理念,已经成为全党全社会的共识,在祖国大地上生根、开花.党的十八大以来,我国经济发展与生态环境保护更加协调,绿色发展空间进一步拓展.在生态环境质量明显好转的同时,经济总量从2012年53.9万亿元升至2023年126万亿元,则我国经济总量从2012年至2023年的年平均增长率约为( )(参考数据,,,,)
A.6% B.7% C.8% D.9%
【解题思路】设年平均增长率为,列式运算得解.
【解答过程】设我国经济总量从2012年至2023年的年平均增长率为,
则由题意,
即,即,
.
故选:C.
【变式8.2】(24-25高一上·云南昆明·阶段练习)声强是表示声波强度的物理量,由于声强变化范围非常大,数量级相差很多,因此通过声强级来表示声强强度大小,规定声强级(单位:分贝),其中为标准声强.若声强是声强的150倍,则声强的声强级比声强的声强级大多少分贝( )(结果四舍五入保留整数)
A.14 B.21 C.22 D.23
【解题思路】求出声强对应的声强级,再结合对数性质和公式运算即可.
【解答过程】设声强的声强级为,声强的声强级为,
则,由题知,
则,
故选:C.
【变式8.3】(24-25高一上·上海金山·期中)“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,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”的倍(近似取计算).
A.33 B.35 C.37 D.39
【解题思路】列出方程,并根据已知数据求解即可.
【解答过程】设经过天后“进步者”是“退步者”的倍,则.
故,根据已知条件有,
所以(天).
故选:B.
一、单选题
1.(24-25高一上·江苏南通·阶段练习)计算( )
A.7 B.9 C.10 D.20
【解题思路】利用指数运算及对数的定义计算得解.
【解答过程】.
故选:D.
2.(24-25高一上·全国·课后作业)若代数式有意义,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由对数的真数大于0列式即可求.
【解答过程】由题可得,解得或,
故实数的取值范围为.
故选:D.
3.(24-25高一上·安徽蚌埠·阶段练习)若,则有( )
A. B.
C. D.
【解题思路】利用指数式与对数式的互化直接判断即可.
【解答过程】当时,由及对数定义得.
故选:A.
4.(24-25高一上·山东菏泽·阶段练习)已知,则用表示为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据对数的运算律,可得答案.
【解答过程】因为,所以.
故选:A.
5.(24-25高一上·广东佛山·阶段练习)计算:( )
A.2 B.4 C.5 D.6
【解题思路】由对数的运算公式及换底公式,计算即可.
【解答过程】.
故选:D.
6.(24-25高一上·江苏南京·阶段练习)若,,则( )
A.1 B. C.2 D.
【解题思路】指数式化为对数式,利用对数运算法则和换底公式进行求解.
【解答过程】由,
故
.
故选:A.
7.(24-25高一上·江苏南通·期末)2021年10月16日0时23分,长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,582秒后,神舟十三号载人飞船进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空.在不考虑空气阻力的条件下,从发射开始,火箭的最大飞行速度V满足公式:,其中为火箭推进剂质量,为去除推进剂后的火箭有效载荷质量,为火箭发动机喷流相对火箭的速度.当时,千米/秒.在保持不变的情况下,若吨,假设要使达到8千米/秒,则大约为( )结果精确到1,参考数据:)
A.98吨 B.108吨 C.118吨 D.128吨
【解题思路】根据所给条件先求出,再由千米/秒列方程求解即可.
【解答过程】因为当时,,
所以,
由,
得,
所以,
解得(吨),
即至少约为128吨.
故选:D.
8.(24-25高二上·天津·期中)已知,,,则的最小值是( )
A.3 B. C. D.9
【解题思路】先运用对数的运算性质化简已知式为,结合所求式的结构,将其化成,利用常值代换法将所求式凑成积为定值,借助于基本不等式求解即得.
【解答过程】由可得: ,
即,则
则
,
当且仅当时,等号成立.
由解得:,
即当时,的最小值是.
故选:B.
二、多选题
9.(24-25高一上·四川南充·阶段练习)下列指数式与对数式互化正确的一组是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【解题思路】利用指数式与对数式互化关系,逐项确定得答案.
【解答过程】对于A,由,得,A正确;
对于B,由,得,B正确;
对于C,由,得,C错误;
对于D,由,得,D正确;
故选:ABD.
10.(24-25高一上·全国·课后作业)下列命题正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若,则
【解题思路】对于ABC:根据对数的定义结合指数幂运算求解;对于D:举反例即可.
【解答过程】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.
11.(24-25高一上·河北保定·阶段练习)若实数,,,且,,,则下列各式中,恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据指数幂的运算判断A;根据对数的运算性质判断BCD.
【解答过程】对于A,,故A错误;
对于B,,故B正确;
对于C,,故C错误;
对于D,,故D正确.
故选:BD.
三、填空题
12.(24-25高一上·江苏无锡·阶段练习)已知,,则 .
【解题思路】利用指数式与对数式的互化关系,结合指数运算计算得解.
【解答过程】由,得,而,
所以.
故答案为:.
13.(24-25高一上·安徽亳州·期末)计算= 6 .
【解题思路】根据对数的运算法则即可计算.
【解答过程】原式,
故答案为:6.
14.(24-25高一上·河北保定·阶段练习)一段时间内,某养兔基地的兔子快速繁殖,兔子总只数的倍增期为21个月(假设没有捕杀与其他损耗)、那么一万只兔子增长到一亿只兔子大约需要 23 年()
【解题思路】设经过年后的一万只兔子有只,依题可得,令,求解即可.
【解答过程】设经过年后的一万只兔子有只,
根据倍增期为21个月,可得,
令,则,则,
则,故大约需要23年,
故答案为:23.
四、解答题
15.(24-25高一上·全国·课堂例题)将下列指数式与对数式互化:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
【解题思路】运用指数对数互化规则“底不变,其他换”,可转化.
【解答过程】(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.
16.(24-25高一上·江苏南京·期末)已知,.
(1)求的值;
(2)用,表示.
【解题思路】(1)逆用指数运算法则计算即可.
(2)化指数式为对数式,再利用换底公式及对数运算法则求解.
【解答过程】(1)由,,得.
(2)由,,得,
所以.
17.(24-25高一上·全国·课后作业)求下列各式中的值.
(1);
(2);
(3).
【解题思路】(1)根据和以及指数与对数的互化求值即可;
(2)根据和以及指数与对数的互化求值即可;
(3)根据指数与对数的互化求值即可.
【解答过程】(1)因为,所以,
所以,解得;
(2)因为,所以,
所以,解得;
(3)因为,所以,
所以,解得.
18.(24-25高一上·辽宁沈阳·阶段练习)求值:
(1);
(2).
【解题思路】(1)利用指数运算性质及对数的运算性质, 运算求值即可;
(2)利用完全平方公式及对数换底公式的相关结论及运算求值即可.
【解答过程】(1)
.
(2)
.
19.(24-25高一上·天津·阶段练习)回答下面3个题:
(1)
(2)若,,求 的值;
(3)记,,用 表示对数 .
【解题思路】(1)利用换底公式,以及对数运算公式,即可求解;
(2)首先将写成对数式,再利用换底公式,即可求解;
(3)将写成对数式,再利用换底公式,即可表示.
【解答过程】(1)原式
;
(2),又,
所以;
(3),
所以.
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