内容正文:
4.2.2 积、商、幂的对数
4.2.3 换底公式
[学习目标]
1.了解积、商、幂的对数;掌握对数的运算性质;
2.了解换底公式,能运用该公式进行简单的化简计算.
1.设am=2,an=3,如何求m+n?
提示:因为am=2,an=3,所以m=loga2,n=loga3,因此m+n=loga2+loga3;
或者因为am·an=am+n=2×3,
所以m+n=loga(2×3).
2.设am=M,an=N,如何求m+n?
提示:因为am=M,an=N,所以m=logaM,
n=logaN,因此m+n=logaM+logaN;
或者因为am·an=am+n=M·N,
所以m+n=loga(M·N),
所以logaMN=logaM+logaN.
[知识点一] 积、商、幂的对数运算法则
1.loga(MN)= logaM+logaN
推广式:loga(N1N2N3...Nk)=logaN1+logaN2+…+logaNk
即正因数积的对数等于各因数对数的和.
2.loga= logaM-logaN
即两个正数商的对数等于被除数的对数减去除数的对数.
3.logaMb= blogaM
即正数幂的对数等于幂的指数乘幂的底的对数.
[知识点二] 换底公式
logbN=.
对数的换底公式用常用对数、自然对数表示成什么形式?
提示:logab=,logab=.
1.log3(xy)=log3x+log3y成立的条件是( )
A.x>0,y>0 B.x>0,y<0
C.x<0,y>0 D.x∈R,y∈R
解析:A [log3(xy)=log3x+log3y成立的前提条件是x>0,y>0.]
2.2log510+log50.25=( )
A.0 B.1 C.2 D.4
解析:C [2log510+log50.25=log5100+log50.25=log5(100×0.25)=log525=log552=2log55=2.]
3.=( )
A. B.2 C. D.
解析:B [原式===2.]
4.lg 0.01+log216的值是 ________ .
解析:lg 0.01+log216=-2+4=2.
答案:2
用积、商、幂的对数运算性质表示对数式
用logax,logay,logaz表示下列各式:
(1)loga(xy2);(2)loga(x);(3)loga.
[解] (1)loga(xy2)=logax+logay2=logax+2logay.
(2)loga(x)=logax+loga=logax+logay.
(3)loga=loga=[logax-loga(yz2)]=(logax-logay-2logaz).
底数相同的对数式的化简和求值
1.基本原则
对数的化简求值一般是正用或逆用公式,对真数进行处理,选哪种策略化简,取决于问题的实际情况,一般本着便于真数化简的原则进行.
2.注意事项
对对数式进行计算、化简时,一要注意准确应用对数的性质和运算性质.二要注意取值范围对符号的限制.
[变式训练]
1.用logax、logay、logaz表示下列各式:
(1)loga(x3y5);
(2)loga.
解:(1)loga(x3y5)=logax3+logay5=3logax+5logay.
(2)loga=loga-loga(yz)=-(logay+logaz)=logax-logay-logaz.
对数运算性质的应用
计算下列各式.
(1)(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 2;
(2)(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 8+2lg 5.
[解] (1)(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 2=lg 5×(lg 5+lg 2)+lg 2=lg 5×lg 10+lg 2
=lg 5+lg 2=lg 10=1;
(2)(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 8+2lg 5=lg 5×(lg 5+lg 2)+lg 23+2lg 5
=lg 5×lg 10+3lg 2+2lg 5
=lg 5+3lg 2+2lg 5
=3lg 2+3lg 5=3(lg 2+lg 5)
=3lg 10=3.
底数相同的对数式的化简和求值的常用方法
1.“收”,将同底的两对数的和(差)收成积(商)的对数;
2.“拆”,将积(商)的对数拆成同底的两对数的和(差).
3.此外,对于常用对数的化简要充分利用“lg 5+lg 2=lg 10=1”解题.
[变式训练]
2.(1)(lg 5)2+2lg 2-(lg 2)2;
(2)log535-2log5+log57-log51.8.
解:(1)原式=(lg 5)2+(2-lg 2)lg 2
=(lg 5)2+(1+lg 5)lg 2
=(lg 5)2+lg 2·lg 5+lg 2
=(lg 5+lg 2)·lg 5+lg 2
=lg 5+lg 2=1.
(2)原式=log5(5×7)-2(log57-log53)+log57-log5
=log55+log57-2log57+2log53+log57-2log53+log55=2log55=2.
换底公式的应用
计算(log2125+log425+log85)·(log52+log254+log1258).
[解] 解法一:
原式=×=
×
=log25×3log52=13log25·log52=13.
解法二:原式=×
=×=×=13.
解法三:原式=(log253+log2252+log235)×(log52+log5222+log5323).
=log25·3log52=3×=13.
关于换底公式的用途和本质:
1.换底公式的本质是化异底为同底,这是解决对数问题的基本方法.
2.在运用换底公式时,若能结合底数间的关系恰当选用一些重要的结论,如logab=;logaan=n,=logab;lg 2+lg 5=1等,将会达到事半功倍的效果.
[变式训练]
3.计算下列各式:
(1)log927;
(2)log23·log35·log532
解:(1)log927====.
(2)log23·log35·log532=×× = = =5.
1.lg2+lg5=( )
A.-1 B.0 C.1 D.10
解析:C [由lg2+lg5=lg10=1,故选C.]
2.已知lg 2=a,lg 3=b,则log36等于( )
A. B.
C. D.
解析:B [log36===,故选B.]
3.3log510+log50.125的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:D [3log510+log50.125=log51000+log50.125=log5(1000×0.125)=log5125=log353=3.]
4.计算:
(1)= ________ ;
(2)lg 20-lg 2= ______ .
解析:(1)==;
(2)lg 20-lg 2=lg =lg 10=1.
5.计算2log32-log3+log38-.的值
解:原式=2log32-(log325-log39)+3log32-=2log32-5log32+2log33+3log32-9=2-9=-7.
1.log 28=( )
A.5 B.3 C.2 D.0
解析:B [log28=log223=3log22=3.故选B]
2.若a>0,a≠1,x>0,y>0,x>y,下列式子中正确的个数是( )
①logax·logay=loga(x+y);
②logax-logay=loga(x-y);
③loga=logax÷logay;
④loga(xy)=logax·logay.
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:A [由对数运算法则知,均不正确.故选A.]
3.log62+log63等于( )
A.1 B.2 C.5 D.6
解析:A [log62+log63=log6(2×3)=log66=1.]
A. B.5 C. D.13
解析:B [原式=lg(25×4)+(3-2)-=lg100+3=2+3=5.]
5.若log23×log36m×log96=,则实数m的值为( )
A.4 B.6 C.9 D.12
解析:A [因为log23×log36m×log96=××=××==log2m=,
所以log2m=2,所以m=4.故选A.]
7.lg-2lg 5= ________ .
解析:lg -2lg 5=lg 4-1-lg 52=-(lg 4+lg 52)=-lg 4×25=-lg 102=-2.
答案:-2
8.计算:log25·log32·log59= ________ .
解析:原式=··=··=2.
答案:2
9.log612-log6= ________ .
解析:原式=log612-log62
=log6=log66=.
答案:
10.求下列各式的值:
(1)log3(27×92)
(2)ln 3+ln;(3)log35-log315.
解:(1)log3(27×92)=log3(33×34)=log337=7log33=7.
(2)ln 3+ln =ln =ln 1=0.
(3)log35-log315=log3=log3=log33-1=-1.
11.log3+2log310=( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:C [log3+2log310=log3+log3100=log3=2.故选C.]
12.的值为( )
A. B. C. D.
解析:C [原式===.故选C.]
13.若logax=2,logbx=3,logcx=6,则logabcx= _______ .
解析:因为logax==2,所以logxa=.同理logxc=,logxb=.
所以log(abc)x===1.
答案:1
14.用lg x,lg y,lg z表示下列各式:
(1)lg (xyz);(2)lg;(3)lg;(4)lg.
解析:(1)lg(xyz)=lg x+lg y+lg z.
(2)lg=lg (xy2)-lg z=lg x+2lg y-lg z.
(3)log=lg(xy3)-lg=lg x+3lg y-lg z.
(4)lg =lg-lg(y2z)=lg x-2lg y-lg z.
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$$
1.log 28=( )
A.5 B.3 C.2 D.0
解析:B [log28=log223=3log22=3.故选B]
2.若a>0,a≠1,x>0,y>0,x>y,下列式子中正确的个数是( )
①logax·logay=loga(x+y);
②logax-logay=loga(x-y);
③loga=logax÷logay;
④loga(xy)=logax·logay.
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:A [由对数运算法则知,均不正确.故选A.]
3.log62+log63等于( )
A.1 B.2 C.5 D.6
解析:A [log62+log63=log6(2×3)=log66=1.]
A. B.5 C. D.13
解析:B [原式=lg(25×4)+(3-2)-=lg100+3=2+3=5.]
5.若log23×log36m×log96=,则实数m的值为( )
A.4 B.6 C.9 D.12
解析:A [因为log23×log36m×log96=××=××==log2m=,
所以log2m=2,所以m=4.故选A.]
7.lg-2lg 5= ________ .
解析:lg -2lg 5=lg 4-1-lg 52=-(lg 4+lg 52)=-lg 4×25=-lg 102=-2.
答案:-2
8.计算:log25·log32·log59= ________ .
解析:原式=··=··=2.
答案:2
9.log612-log6= ________ .
解析:原式=log612-log62
=log6=log66=.
答案:
10.求下列各式的值:
(1)log3(27×92)
(2)ln 3+ln;(3)log35-log315.
解:(1)log3(27×92)=log3(33×34)=log337=7log33=7.
(2)ln 3+ln =ln =ln 1=0.
(3)log35-log315=log3=log3=log33-1=-1.
11.log3+2log310=( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:C [log3+2log310=log3+log3100=log3=2.故选C.]
12.的值为( )
A. B. C. D.
解析:C [原式===.故选C.]
13.若logax=2,logbx=3,logcx=6,则logabcx= _______ .
解析:因为logax==2,所以logxa=.同理logxc=,logxb=.
所以log(abc)x===1.
答案:1
14.用lg x,lg y,lg z表示下列各式:
(1)lg (xyz);(2)lg;(3)lg;(4)lg.
解析:(1)lg(xyz)=lg x+lg y+lg z.
(2)lg=lg (xy2)-lg z=lg x+2lg y-lg z.
(3)log=lg(xy3)-lg=lg x+3lg y-lg z.
(4)lg =lg-lg(y2z)=lg x-2lg y-lg z.
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$$4.2.2 积、商、幂的对数
4.2.3 换底公式
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随堂·步步夯实
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课后·素养提升
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[学习目标]
1.了解积、商、幂的对数;掌握对数的运算性质;
2.了解换底公式,能运用该公式进行简单的化简计算.
1.设am=2,an=3,如何求m+n?
提示:因为am=2,an=3,所以m=loga2,n=loga3,因此m+n=loga2+loga3;
或者因为am·an=am+n=2×3,
所以m+n=loga(2×3).
2.设am=M,an=N,如何求m+n?
提示:因为am=M,an=N,所以m=logaM,
n=logaN,因此m+n=logaM+logaN;
或者因为am·an=am+n=M·N,
所以m+n=loga(M·N),
所以logaMN=logaM+logaN.
[知识点一] 积、商、幂的对数运算法则
1.loga(MN)= logaM+logaN
推广式:loga(N1N2N3...Nk)=logaN1+logaN2+…+logaNk
即正因数积的对数等于各因数对数的和.
2.logaeq \f(M,N)= logaM-logaN
即两个正数商的对数等于被除数的对数减去除数的对数.
3.logaMb= blogaM
即正数幂的对数等于幂的指数乘幂的底的对数.
[知识点二] 换底公式
logbN=eq \f(logaN,logab).
对数的换底公式用常用对数、自然对数表示成什么形式?
提示:logab=eq \f(lg b,lg a),logab=eq \f(ln b,ln a).
1.log3(xy)=log3x+log3y成立的条件是( )
A.x>0,y>0
B.x>0,y<0
C.x<0,y>0
D.x∈R,y∈R
解析:A [log3(xy)=log3x+log3y成立的前提条件是x>0,y>0.]
2.2log510+log50.25=( )
A.0 B.1 C.2 D.4
解析:C [2log510+log50.25=log5100+log50.25=log5(100×0.25)=log525=log552=2log55=2.]
3.eq \f(log29,log23)=( )
A.eq \f(1,2) B.2 C.eq \f(3,2)
D.eq \f(9,2)
解析:B [原式=eq \f(log29,log23)=eq \f(log232,log23)=2.]
4.lg 0.01+log216的值是 ________ .
解析:lg 0.01+log216=-2+4=2.
答案:2
用积、商、幂的对数运算性质表示对数式
用logax,logay,logaz表示下列各式:
(1)loga(xy2);(2)loga(xeq \r(y));(3)logaeq \r(3,\f(x,yz2)).
[解] (1)loga(xy2)=logax+logay2=logax+2logay.
(2)loga(xeq \r(y))=logax+logaeq \r(y)=logax+eq \f(1,2)logay.
(3)logaeq \r(3,\f(x,yz2))=eq \f(1,3)logaeq \f(x,yz2)=eq \f(1,3)[logax-loga(yz2)]=eq \f(1,3)(logax-logay-2logaz).
底数相同的对数式的化简和求值
1.基本原则
对数的化简求值一般是正用或逆用公式,对真数进行处理,选哪种策略化简,取决于问题的实际情况,一般本着便于真数化简的原则进行.
2.注意事项
对对数式进行计算、化简时,一要注意准确应用对数的性质和运算性质.二要注意取值范围对符号的限制.
[变式训练]
1.用logax、logay、logaz表示下列各式:
(1)loga(x3y5);
(2)logaeq \f(\r(x),yz).
解:(1)loga(x3y5)=logax3+logay5=3logax+5logay.
(2)logaeq \f(\r(x),yz)=logaeq \r(x)-loga(yz)=-(logay+logaz)=eq \f(1,2)logax-logay-logaz.
对数运算性质的应用
计算下列各式.
(1)(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 2;
(2)(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 8+2lg 5.
[解] (1)(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 2=lg 5×(lg 5+lg 2)+lg 2=lg 5×lg 10+lg 2=lg 5+lg 2=lg 10=1;
(2)(lg 5)2+lg 2×lg 5+lg 8+2lg 5=lg 5×(lg 5+lg 2)+lg 23+2lg 5
=lg 5×lg 10+3lg 2+2lg 5
=lg 5+3lg 2+2lg 5
=3lg 2+3lg 5=3(lg 2+lg 5)
=3lg 10=3.
底数相同的对数式的化简和求值的常用方法
1.“收”,将同底的两对数的和(差)收成积(商)的对数;
2.“拆”,将积(商)的对数拆成同底的两对数的和(差).
3.此外,对于常用对数的化简要充分利用“lg 5+lg 2=lg 10=1”解题.
[变式训练]
2.(1)(lg 5)2+2lg 2-(lg 2)2;
(2)log535-2log5eq \f(7,3)+log57-log51.8.
解:(1)原式=(lg 5)2+(2-lg 2)lg 2
=(lg 5)2+(1+lg 5)lg 2=(lg 5)2+lg 2·lg 5+lg 2
=(lg 5+lg 2)·lg 5+lg 2=lg 5+lg 2=1.
(2)原式=log5(5×7)-2(log57-log53)+log57-log5eq \f(9,5)
=log55+log57-2log57+2log53+log57-2log53+log55=2log55=2.
换底公式的应用
计算(log2125+log425+log85)·(log52+log254+log1258).
[解] 解法一:
原式=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log253+\f(log225,log24)+\f(log25,log28)))×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log52+\f(log54,log525)+\f(log58,log5125)))=
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3log25+\f(2log25,2log22)+\f(log25,3log22)))×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log52+\f(2log52,2log55)+\f(3log52,3log55)))
=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3+1+\f(1,3)))log25×3log52=13log25·log52=13.
解法二:原式=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(lg 125,lg 2)+\f(lg 25,lg 4)+\f(lg 5,lg 8)))×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(lg 2,lg 5)+\f(lg 4,lg 25)+\f(lg 8,lg 125)))
=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3lg 5,lg 2)+\f(2lg 5,2lg 2)+\f(lg 5,3lg 2)))×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(lg 2,lg 5)+\f(2lg 2,2lg 5)+\f(3lg 2,3lg 5)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(13lg 5,3lg 2)))×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3lg 2,lg 5)))=13.
解法三:原式=(log253+log2252+log235)×(log52+log5222+log5323).
=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3+1+\f(1,3)))log25·3log52=3×eq \f(13,3)=13.
关于换底公式的用途和本质:
1.换底公式的本质是化异底为同底,这是解决对数问题的基本方法.
2.在运用换底公式时,若能结合底数间的关系恰当选用一些重要的结论,如logab=eq \f(1,logba);logaan=n,=eq \f(n,m)logab;lg 2+lg 5=1等,将会达到事半功倍的效果.
[变式训练]
3.计算下列各式:
(1)log927;
(2)log23·log35·log532
解:(1)log927=eq \f(log327,log39)=eq \f(log333,log332)=eq \f(3log33,2log33)=eq \f(3,2).
(2)log23·log35·log532=eq \f(lg 3,lg 2)×eq \f(lg 5,lg 3)×eq \f(lg 32,lg 5) =eq \f(lg 32,lg 2) =eq \f(5lg 2,lg 2) =5.
1.lg2+lg5=( )
A.-1 B.0 C.1 D.10
解析:C [由lg2+lg5=lg10=1,故选C.]
2.已知lg 2=a,lg 3=b,则log36等于( )
A.eq \f(a+b,a) B.eq \f(a+b,b)
C.eq \f(a,a+b)
D.eq \f(b,a+b)
解析:B [log36=eq \f(lg 6,lg 3)=eq \f(lg 2+lg 3,lg 3)=eq \f(a+b,b),故选B.]
3.3log510+log50.125的值为( )
A.0 B.1 C.2
D.3
解析:D [3log510+log50.125=log51000+log50.125=log5(1000×0.125)=log5125=log353=3.]
4.计算:
(1)eq \f(lg 100 000,lg 1000)= ________ ;
(2)lg 20-lg 2= ______ .
解析:(1)eq \f(lg 100 000,lg 1000)=eq \f(lg 105,lg 103)=eq \f(5,3);
(2)lg 20-lg 2=lg eq \f(20,2)=lg 10=1.
5.计算2log32-log3eq \f(32,9)+log38-.的值
解:原式=2log32-(log325-log39)+3log32-=2log32-5log32+2log33+3log32-9=2-9=-7.
$$