内容正文:
对数运算与对数函数
第四章
§1 对数的概念
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高中数学 必修 第一册 (北)
学习目标 1.理解对数、常用对数、自然对数的概念(重点).
2.会进行对数式与指数式的互化.
3.会求简单的对数值.
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以a为底N的对数
logaN
底数
真数
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lg N
ln N
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0
1
N
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×
×
×
×
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B
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C
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课时梯级训练(27)
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一、对数的概念
1.一般地,如果a(a>0,且a≠1)的b次幂等于N,即ab=N,那么数b称为______________________,记作__________=b,其中a叫作对数的______,N叫作______.
2.两类对数
(1)常用对数:当对数的底数a=10时,通常称之为常用对数,并将log10N简记为_______.
(2)自然对数:在科学技术领域,常常使用以无理数e=2.718 281…为底数的对数,称之为自然对数,并将logeN简记为_______.
(1)“对数”由指数而来是相对于指数而言的,即a,b,N的范围不变,只是位置、名称发生了变化,N>0.
(2)logaN不是loga与N的乘积,而是一个整体对数符号.
二、指数与对数的关系
(1)特别注意因为ab>0,故N>0.
(2)不是每一个指数式都可以化为对数式.如(-3)2=9,不能写成log(-3)9=2.
三、对数的性质
1.对数的性质
(1)loga1=____;(2)logaa=____;(3)零和负数没有对数.
2.对数恒等式:=____.
1.判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里画“√”,错误的画“×”.
(1)根据对数的定义,因为(-2)4=16,所以log(-2)16=4. ( )
(2)对数式log32与log23的意义一样. ( )
(3)因为1α=1,所以log11=α. ( )
(4) log(-2)(-2)=1. ( )
2.把2m=3改写为对数式是 ( )
A.m=log32 B.m=log23
C.2=log3m D.2=logm3
3.lg 7与ln 8的底数分别是 ( )
A.10,10 B.e,e
C.10,e D.e,10
4.在b=log3(m-1)中,实数m的取值范围是______________.
答案:(1,+∞)
探究一 对数概念的理解
[例1] 求下列各式中x的取值范围.
(1)由题意得解得x>,且x≠1,∴x的取值范围是(,1)∪(1,+∞).
(2)∵底数x2+1≠1,∴x≠0.
又-3x+8>0,∴x<,∴x的取值范围是(-∞,0)∪(0,).
[变式探究]
在(2)中,若将底数与真数中的式子互换,即log(-3x+8)(x2+1),求x的取值范围.
∵底数-3x+8>0,且-3x+8≠1,
∴x<,且x≠.
又x2+1>0恒成立,
∴x的取值范围是(-∞,)∪(,).
1.对数是相对于指数而言的,离不开指数.
2.利用对数概念解题的思路
在对数logaN中需满足从而求出未知数的取值范围.
探究二 指数式与对数式互化
[例2] 将下列指数式与对数式互化.
(1)log216=4;(2)=6;(3)43=64;
(4)3-3=.
(1)因为log216=4,所以24=16.
(2)因为=6,所以()6=x.
(3)因为43=64,所以log464=3.
(4)因为3-3=,所以log3=-3.
指数式与对数式互化的思路
[练1] 将下列指数式与对数式互化.
(1)ea=16;(2)=;(3)log39=2;(4)logxy=z(x>0,且x≠1,y>0).
(1)由已知等式,两边取对数得logeea=loge16=ln 16,即a=ln 16.
(2)由已知等式,两边取对数得log64=log64,
即log64=-.
(3)由已知等式,可得=32,即9=32.
(4)由已知等式,可得=xz,即y=xz.
探究三 对数性质的运用
[例3] 求下列各式中的x的值.
(1)log64x=-;(2)logx8=6;(3)lg 100=x;
(4)-ln e2=x;(5)=x.
(1)由log64x=-,得x==4-2=.
(2)由logx8=6,得x6=8.又x>0,所以x=8==.
(3)由lg 100=x,得10x=100=102,即x=2.
(4)由-ln e2=x,得ln e2=-x,所以e-x=e2,
即-x=2,所以x=-2.
对数条件求值的思路
(1)熟记常见的对数性质:
①负数和零没有对数;
②loga1=0(a>0,且a≠1);
③logaa=1(a >0,且a≠1).
(2)对指数中含有对数的式子进行化简、求值时,应充分考虑对数恒等式的应用.对数恒等式=N(a>0,且a≠1,N>0)的结构特点:①指数中含有对数;②它们同底;③其值为对数的真数.
[练2] (1)求下列各式的值.
①log981=________.
②log0.41=________.
③ln e2=________.
(2)=________.
答案:(1)①2 ②0 ③2 (2)4
(1)①设log981=x,所以9x=81=92,故x=2,即log981=2.
②设log0.41=x,所以0.4x=1=0.40,故x=0,即log0.41=0.
③设ln e2=x,所以ex=e2,故x=2,即ln e2=2.
特别提醒:易忽视对数式中底数与真数的范围.
1.已知log2x=3,则x的值为 ( )
A.2 B.4
C.6 D.8
∵log2x=3,∴x=23=8.故选D.
2.使式子log(3x-1)(3-x)有意义的x的取值范围是 ( )
A.{x|x>3}
B.{x|x<3}
C.{x|<x<3}
D.{x|<x<3,且x≠}
由题意得解得<x<3,且x≠.故选D.
3.(多选)下列指数式与对数式的互化,正确的一组是 ( )
A.e0=1与ln 1=0
C.log24=2与4=2
D.log55=1与51=5
根据指数式与对数式的互化公式aN=b⇔logab=N(a>0,且a≠1,N>0)可知,A,B,D正确;对于C,log24=2⇔22=4,故C错误.故选ABD.
4.(2024·遵义高一期末)计算:+2log31-3log77+3ln 1=________.
答案:0
原式=3+2×0-3×1+3×0=0.
$$