4.3.2 对数的运算-【正禾一本通】2025-2026学年高中数学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书word(人教A版)

2025-12-09
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教辅
山东正禾大教育科技有限公司
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教A版必修第一册
年级 高一
章节 4.3.2 对数的运算
类型 教案-讲义
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 DOCX
文件大小 667 KB
发布时间 2025-12-09
更新时间 2025-12-09
作者 山东正禾大教育科技有限公司
品牌系列 正禾一本通·高中同步课堂高效讲义
审核时间 2025-12-09
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/55334608.html
价格 3.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

摘要:

本讲义聚焦对数的运算性质(积、商、幂的对数)及换底公式,从星等亮度等现实情境引入,通过自主评测辨析错误等式,逐步推导运算性质,再延伸至换底公式及推论,构建从具体到抽象的学习支架。 资料以情境化问题培养数学眼光,通过问题链与自主评测发展逻辑推理(数学思维),例题与分层练习提升数学运算素养。课中助力教师引导推导,课后分层练习帮助学生巩固,弥补知识盲点。

内容正文:

4.3.2 对数的运算 第1课时 对数的运算      ► 对应学生用书P105 学习目标 1.掌握积、商、幂的对数运算性质,理解其推导过程和成立的条件,提升逻辑推理和数学运算素养.(重点) 2.能熟练运用对数的运算性质进行化简求值,提升数学运算素养.(重点、难点)     夜空中,行星亮度不一,在天文学中,恒星的亮度通常用星等来表示.古希腊天文学家喜帕恰斯最早将肉眼可见的恒星分等级,现代天文学扩展了这一系统,并使用对数运算来量化恒星的亮度,每相差1个星等,亮度相差约2.512倍. 问题1 如果一颗恒星的星等为2等,另一颗为7等,那么2等星的亮度是7等星的多少倍? 提示:2等星的亮度是7等星的2.5125≈100倍. 问题2 如果一颗恒星的星等为1等,它比另一颗星亮10 000倍,另一颗最多是几等星? 提示:2.512x≥10 000,则x≥log2.51210 000,所以最多是11等星. 【自主评测】 1.教材挖掘:请认真阅读教材P124,分析思考:当a>0,且a≠1,M>0,N>0时,下列等式成立吗?如果不成立,请举一个反例. (1)loga(M·N)=logaM·logaN; (2)loga; (3)loga(M+N)=logaM+logaN; (4)loga(M-N)=logaM-logaN. 提示:这几个等式都不成立. 对于(1),反例:如loga(a·a)=2,logaa·logaa=1×1=1; 对于(2),反例:如loga=1,而=2; 对于(3),反例:如loga(1+1)≠0,loga1+loga1=0; 对于(4),反例:如loga(1-1)无意义,loga1-loga1=0. 2.判断是非:判断下面结论是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”. (1)lg (x+y)=lg x+lg y.(   ) (2)loga(M·N)=logaM+logaN(a>0,且a≠1,MN>0).(   ) (3)loga=logax-logay(x>0,y>0).(   ) (4)logab2=2logab.(   ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×  对数的运算性质 计算下列各组式子的值: (1)lg 10+lg 100,lg 1 000; (2)log39+log327,log3243; (3)logaa5-logaa3,logaa2(a>0,且a≠1). 问题3 每组中两个式子的值是否相等? 提示:都相等. 问题4 由此你能猜想什么结论? 提示:两个正数的乘积的对数等于每个正数对数的和,两个正数的商的对数等于每个正数对数的差. 条件 a>0,且a≠1,M>0,N>0 性质 loga(MN)=logaM+logaN loga=logaM-logaN logaMn=nlogaM(n∈R) 温馨提示   (1)性质的逆运算仍然成立; (2)公式成立的条件是M>0,N>0,而不是MN >0,比如式子log2[(一2)·(一3)]有意义,而log2(-2)与log2(一3)都没有意义。                       例1 (链接教材:人教A版P124例3)求下列各式的值. (1)log2(47×25); (2)lg ; (3)lg 14-2lg +lg 7-lg 18; (4)lg 52+lg 8+lg 5·lg 20+(lg 2)2. 解:(1)log2(47×25)=log247+log225=7log24+5log22=7×2+5×1=19. (2)lg lg 100=. (3)lg 14-2lg +lg 7-lg 18=lg (2×7)-2(lg 7-lg 3)+lg 7-lg (2×32)=lg 2+lg 7-2lg 7+2lg 3+lg 7-lg 2-2lg 3=0. (4)lg 52+lg 8+lg 5·lg 20+(lg 2)2=2lg 5+2lg 2+lg 5·(2lg 2+lg 5)+(lg 2)2==2+1=3. 类题通法 对数式化简与求值的基本原则和方法 (1)基本原则: 对数式的化简求值一般是正用或逆用公式,本着便于真数化简的原则进行. (2)两种常用的方法: ①“收”:将同底的两对数的和(差)收成积(商)的对数.     “拆”:将积(商)的对数拆成同底的两对数的和(差)。 “凑”:将同底数的对数凑成特殊值计算,如利用lg2+lg5=1,进行计算或化简。                                     【迁移运用】 计算下列各式的值: (1); (2)(一题多解)lg lg +lg ; (3)lg 5·lg 400+; +log0.25+9log5-. 解:(1)=-4. (2)方法一:原式=lg 2-lg 7-2lg 2+lg 7+lg 5=(lg 2+lg 5)=. 方法二:原式=lg -lg 4+lg 7==lg =. (3)原式=lg 5·(2+2lg 2)+=2lg 5+2lg 2·(lg 5+lg 2)=2lg 5+2lg 2=2. (4)原式=.  对数运算性质的运用  对数式表示的两种方式 角度一 表示对数式 例2 (链接教材:人教A版P125例4) (1)已知3a=2,用a表示log34-log36. (2)已知log32=a,3b=5,用a,b表示log3. 解:(1)因为3a=2, 所以a=log32, 所以log34-log36=log3=log32-1=a-1. (2)因为3b=5,所以b=log35, 又因为log32=a, 所以log3log3(2×3×5)==(a+b+1). 类题通法 利用对数运算表示对数式的方法 分析对数式的结构,将要表示的对数式通过积、商、幂的对数运算法则用已知对数式表示.                        角度二 解决方程相关问题 例3 (链接教材:人教A版P127习题4.3T4) (1)已知logx8=6,求x的值. (2)已知log3(x2-10)=1+log3x,求x的值. 解:(1)因为logx8=6,所以x6=8, 所以x=. (2)因为log3(x2-10)=1+log3x, 所以log3(x2-10)=log33x, 所以解得x=5. 类题通法 利用对数运算性质解决方程相关问题的方法 (1)涉及一元二次方程根的问题,可以利用根与系数的关系列方程求解; (2)利用对数的运算性质解方程时,最后结果一定要使对数式有意义.                        1.(2025·陕西西安阶段练习)lg 2+lg =(   ) A. B.1 C.lg 5 D.lg 解析:选A.lg 2+lg lg 2+lg 5=lg (2×5)=. 2.已知x=lg 3,y=lg 5,则用x,y表示lg 45为(   ) A.2xy B.3xy C.2x+y D.2x-y 解析:选C.lg 45=lg (5×32)=lg 5+2lg 3=2x+y. 3.化简下列各式: (1)4lg 2+3lg 5-lg ; (2)2log32-log3. 解:(1)原式=lg =lg (24×54)=lg (2×5)4=4. (2)原式=2log32-(5log32-2)+3log32-3=2log32-5log32+2+3log32-3=-1. [课后分层练(三十四)] 对数的运算 (单选题、填空题每题5分,多选题每题6分,解答题每题15分) 【基础巩固】 1.已知f(x)=则f(f(6))等于(   ) A. B. C.1 D.e4 解析:选A.根据题意,得f(6)=log5(6-1)=1,所以f(f(6))=f(1)=e1-2=. 2.已知5x=2,5y=3,则的值为(   ) A. B. C. D. 解析:选A.因为5x=2,5y=3,所以x=log52,y=log53, 所以log5=log5,所以. 3.已知a>1,log4a+loga2=,则a的值可以为(   ) A.3 B.4 C.6 D.8 解析:选B.∵a>1,log4a+loga2= ∴, 设log2a=x,则,解得x=1或x=2,即log2a=1或2,解得a=2或4. 4.已知2lg (x-2y)=lg x+lg y,则=(   ) A. B.1 C.4 D.1或4 解析:选C.因为2lg (x-2y)=lg x+lg y, 所以lg (x-2y)2=lg (xy),其中x>0,y>0,x-2y>0, 因为y=lg x在(0,+∞)单调递增, 所以(x-2y)2=xy, 整理得x2-5xy+4y2=0, 即(x-y)(x-4y)=0, 解得x=y或x=4y, 当x=y时,x-2y=-y<0不满足题意; 当x=4y时,x-2y=2y>0满足题意; 此时=4. 5.已知a,b∈R,lg a+lg (2b)=1,则4a+b的最小值为(   ) A.2 B.4 C.2 D.4 解析:选D.lg a+lg (2b)=1,所以lg 2ab=1,且a>0,b>0, 所以2ab=10,即ab=5, 4a+b≥2, 当且仅当4a=b且ab=5,即时等号成立, 所以4a+b的最小值为4. 6.(多选)(2025·浙江杭州期末)下列正确的有(   ) A.lg 3+lg 4=lg 7 B.log2100=10log210 C.=5 D.存在实数a,b使ln =ln a+ln b 解析:选CD.选项A,lg 3+lg 4==lg 12,说法错误; 选项B,log2100=log2102=2log210,说法错误; 选项C,令log45=t,则4t=5,即=5,说法正确; 选项D,正实数a,b满足ln =ln a+ln b=ln ab,所以ab=a+b,a>0,b>0,说法正确. 7.计算:ln 1+lg 2+3lg 5-lg =______. 解析:原式=0+lg =lg 1 000=lg 103=3. 答案:3 8.若2a=5b=m,且=2,则实数m=________. 解析:由题意知,2a=5b=m>0,则a=log2m,b=log5m,所以=logm2+logm5=logm10=2, 所以m2=10,所以m=. 答案: 9.用清水洗衣服,若每次能洗去污垢的,要使存留的污垢不超过1%,则至少要清洗的次数是________.(lg 2≈0.301 0) 解析:设至少要洗x次,则x≤,所以x≤,5x≥100, 故x lg 5≥2,即x≥≈2.86,因此至少洗3次. 答案:3 10.计算下列各式的值: -log5-log514; (2)(log2125+log425+log85)·(log52+log254+log1258). 解:(1)原式===log553-1=2. (2)解法一 原式===log25·3log52=13log25·=13. 解法二 原式====13. 【综合运用】 11.已知函数f(x)=ex-e-x-1,则f(lg 3)+=(   ) A.0 B.-2 C.1 D.2 解析:选B.函数g(x)=f(x)+1=ex-e-x为奇函数,又lg =-lg 3,所以g(lg 3)+g=0,即f(lg 3)+1+f+1=0,即f(lg 3)+=-2. 12.已知a=(log23)2,b=log2,则(   ) A.2>a>b B.b>2>a C.b>a>2 D.a>b>2 解析:选D.因为a-b=(log23)2-log2=(log23)2-2log23+1=(log23-1)2>0, 所以a>b. 因为b=log2>log24=2,所以a>b>2. 13.已知函数f(x)=ln ,则f(x)+f(2-x)=______,f+f+f+…+=________. 解析:函数f(x)=ln ,则f(x)+f(2-x)=+ln =ln ==2, 所以函数f(x)关于点(1,1)对称, 所以f+f+f+…+f=4×2+1=9. 答案:2 9 14.已知lg 2=a,lg 3=b. (1)求lg 72,lg 4.5; (2)若lg x=a+b-2,求x的值. 解:(1)lg 72=lg (23×32)=3lg 2+2lg 3=3a+2b; lg 4.5=lg =2lg 3-lg 2=2b-a. (2)lg x=a+b-2=lg 2+lg 3-2=lg 2+lg 3+=lg , 所以x==0.06. 【创新探索】 15.(多选)若2a+1=3,2b=,则以下结论正确的有(   ) A.b-a>1 B.>2 C.ab> D.b2<2a 解析:选BC.由题意得a=log23-1,b=log2=3-log23, b-a-1=3-log29,而log29>3,∴b-a-1<0,A错误; ∵a>0,b>0,a+b=2,a≠b, ∴=>=2,B正确; ab=(log23-1)(3-log23)=+4log23-3=-(log23-2)2+1, 又2>log23>log22, ∴ab>-2+1=,C正确; b2-2a=(3-log23)2-2(log23-1)=(log23)2-8log23+11=(log23-4)2-5, 又3log23=log227<log232=5,即log23<,4-log23>4-, ∴b2-2a=(log23-4)2-5> -5=>0,∴b2>2a,D错误. 16.(2025·浙江模拟)已知函数f==4x+2x. (1)判断函数f的奇偶性并证明; (2)若实数a,b满足f=0,求的取值范围. 解:(1)由>0得(1+x)(1-x)>0,解得-1<x<1, 所以函数f的定义域为, 又f=ln =-ln ,所以f为奇函数. (2)由f=ln +==0(-1<a<1,-1<b<1), 所以=1,即,整理得b=-a, 所以g-2, 因为-1<a<1,令u=2a,则<u<2, 令t=2a+2-a=u+<u<2, 又t=u+在上单调递减,在上单调递增, 当u=1时,tmin=2;当u=时,t=;当u=2时,t=,所以2≤t<, 所以t2+t-2=∈ 所以g的取值范围是 第2课时 换底公式        ► 对应学生用书P108 学习目标 1.掌握换底公式及其推论,提升逻辑推理素养.(重点、难点) 2.能运用对数的运算性质进行化简求值,提升数学运算素养.(重点)  对数的换底公式 问题 假设=x,则log25=xlog23,即log25=log23x,从而有3x=5,再将此式化为对数式可得到什么结论? 提示:x=log35,从而x==log35. 1.换底公式 logab=(a>0,且a≠1;b>0;c>0,且c≠1). 2.几个常用推论 (1)logab·logba=1(a>0,a≠1;b>0,b≠1). logab(a>0,a≠1,b>0,m≠0,n∈R). (3)logab·logbc·logca=1(a>0,且a≠1;b>0,且b≠1;c>0,且c≠1). 角度一 利用换底公式求值 例1 (链接教材:人教A版P126练习3) 计算:(1)log29·log34; (2). 解:(1)由换底公式可得, log29·log34==4. (2)原式=. 类题通法 利用换底公式计算、化简、求值的思路                        角度二 利用换底公式表示对数式 例2 (链接教材:人教A版P127习题4.3T5)(一题多解)设3a=4b=36,求的值. 解:法一 由3a=4b=36, 得a=log336,b=log436, 由换底公式得=log363,=log364, ∴=2log363+log364=log3636=1. 法二 由3a=4b=36,两边取以6为底的对数,得alog63=blog64=log636=2, ∴=log63,log64=log62. ∴=log63+log62=log66=1. 类题通法    利用换底公式计算、化简、求值的思路 (1)“定底”:根据已知对数式的底数、已知的参考数据确定要换的底数; (2)“拆分”:先利用换底公式换底后,再利用同底的对数的运算性质拆分对数式,直到拆分为已知的对数式.                       对数运算在实际问题中的应用 例3 (链接教材:人教A版P126例5)研究表明地震释放的能量E(单位:J)的常用对数与震级M之间满足线性关系,若4级地震所释放的能量为6.3×1010 J,6级地震所释放的能量为6.3×1013 J,则5.5级地震所释放的能量约为(参考数据:lg 6.3≈0.8,100.05≈1.1)(   ) A.8×1011 J B.1.1×1011 J C.8×1012 J D.1.1×1013 J 解析:选D.由题意可设lg E=λM+μ,则解得 所以lg E=1.5M+4.8,所以E=101.5M+4.8, 所以当M=5.5时,E=101.5×5.5+4.8=1013.05=100.05×1013≈1.1×1013 J. 类题通法 利用换底公式表示对数式的方法 (1) “定底”:根据已知对数式的底数、已知的参考数据确定要换的底数; (2)“拆分”:先利用换底公式换底后,再利用同底的对数的运算性质拆分对数式,直到拆分为已知的对数式.                        【迁移运用】 在某次电学物理实验中,经过电流表等相关仪器的测量近似得到:电流I(mA)随时间t(ms)的变化关系为I=I0·,其中T=(T>0),T称为电路的时间常数.若在微型秒表的记录下该电路电流从减少到的时间间隔为6(ms),则该电路的时间常数约为(参考数据:ln 2≈0.693,结果精确到1 ms)(   ) A.10 ms B.15 ms C.20 ms D.30 ms 解析:选C.设该电路电流是时是时间t1,电路电流是时是时间t2, 依题意,得,两边取对数,得t1=ln 2=T ln 2.由,解得t2==T,所以t2-t1=(1-ln 2)T=6,解得T≈20 ms. 1.(多选)下列等式正确的有(   ) A.log34= B.log34= C.log34= D.log34= 答案:ABC 2.=(   ) A.- B.2 C. D. 解析:选B.原式=log39=log332=2. 3.(log43+log83)(log32+log272)=(   ) A.1 B. C. D. 解析:选D.(log43+log83)(log32+log272)=(log23+=log23×log32=log23×log32=. 4.设4x=9y=a,且=2求a的值. 解:由4x=9y=a得x=log4a,y=log9a,所以=loga4+loga9=loga36=2,所以a2=36,故a=6. [课后分层练(三十五)] 换底公式 (单选题、填空题每题5分,多选题每题6分,解答题每题15分) 【基础巩固】 1.若lg 2=a,lg 3=b,则lg 12=(   ) A.a2b B.2ab C.a+2b D.2a+b 解析:选D.由对数运算性质可得lg 12=lg (3×22)=lg 3+lg 22=lg 3+2lg 2=2a+b, 2.已知alog94=1,则2-a=(   ) A. B. C. D.3 解析:选C.由alog94=1可得4a=9,即(2a)2=9,2a=3,故2-a=. 3.若,则t=(   ) A.2 B.12 C.48 D.144 解析:选D.由对数的运算性质可知=logt3+logt4=logt12=⇒t=144. 4.下列等式正确的是(   ) A.(lg 5)2+2lg 2-(lg 2)2=1 B.log35·log32·log59=3 +eln 2+=π =1 解析:选A.对于A中,由(lg 5)2+2lg 2-(lg 2)2=(1-lg 2)2+2lg 2-(lg 2)2=1,所以A正确; 对于B中,由log35·log32·log59=≠3,所以B错误; 对于C中,由+eln 2+=log78+2+5-π≠π,所以C错误; 对于D中,由×(0.4)-1=≠1,所以D错误. 5.(2025·北京顺义一模)在天文学中,天体的明暗程度可以用视星等和绝对星等来描述.视星等m是在地球上看到的星体亮度等级,视星等受恒星距离影响.绝对星等M是假设把恒星放在距离地球10秒差距(10秒差距≈32.6光年)时的视星等,这样能比较不同恒星本身的亮度.视星等m和绝对星等M满足m-M=5lg ,其中d是与地球的距离,单位为秒差距.若恒星A距离地球约32.6光年,恒星B距离地球约326光年,恒星A,B的视星等满足mB-mA=4,则(   ) A.MB=MA+4 B.MB=MA+6 C.MA=MB+1 D.MA=MB+6 解析:选C.由题意mA-MA=5lg ,mB-MB=5lg , 两式相减可得mA-MA-mB+MB=5lg -=-5, 又mB-mA=4,所以MB-MA=-1,所以MA=MB+1. 6.已知3x=2y=6,则=______. 解析:由于3x=2y=6,故x=log36,y=log26, 故=log63+log62=log66=1, 则=2=2=1. 答案:1 7.方程log2x+=1的解是x=________. 解析:原方程可变为log2x+log2(x+1)=1,即log2[x(x+1)]=1,所以x(x+1)=2,解得x=1或x=-2.又即x>0,所以x=1. 答案:1 8.已知x>0,y>0,且x+2y=1,则log22x+log2y的最大值为________. 解析:x+2y≥2,即1≥2,解得xy≤,当且仅当x=时,等号成立,故log22x+log2y=log22xy≤log2=-2. 答案:-2 9.求值: +0-; +lg 4+lg +eln 2; (3)(2log43+log83)(log32+log92). 解:+0-. +lg 4+lg +eln 2=+lg 22+lg 5-lg 2+2=-+2lg 2+lg 5-lg 2+2=+lg 2+lg 5=. (3)(2log43+log83)(log32+log92)===·=2. 10.(2025·云南曲靖模拟)求下列各式的值. lg 25+lg 2-log49×log38+. (2)已知log23=a,log37=b,试用a,b表示log1456. 解:lg 25+lg 2-log49×log38+2=4+lg 10-. (2)log1456=, a=log23=,b=log37=, ∴ab=, ∴log1456=1+. 【综合运用】 11.(多选)已知m,n∈(0,1)∪(1,+∞),若logm2=,logn2=,则下列命题正确的是(   ) A.若a=2,则mn=2 B.若a>2,则mn>2 C.若mn=1,则a=1 D.若mn>1,则a>1 解析:选ABC.由题意知log2m =1-2a,log2n=a2,所以log2(mn)=a2-2a+1,所以mn=2a2-2a+1. 对于A,若a=2,则mn=21=2,故A正确; 对于B,若a>2,则a2-2a+1=(a-1)2>1,所以mm>21=2,故B正确; 对于C,若mn=1,则a2-2a+1=0,解得a=1,故C正确; 对于D,若mn>1,则a2-2a+1=(a-1)2>0,不能得到a>1,故D错误. 12.已知正实数a,b满足logab+logba=,aa=bb,则a+b=______. 解析:令t=logab,则logba=, 由logab+logba=,得t+,所以2t2-5t+2=0,解得t=或t=2, 所以logab=或logab=2,所以=b或a2=b. 当=b时,则a=b2, 由aa=bb,得(b2)a=b2a=bb,所以2a=b, 由又a>0,解得所以a+b=; 当a2=b时,由aa=bb,得aa=(a2)b=a2b,所以a=2b,由又a>0,解得所以a+b=. 综上所述,a+b=. 答案: 13.(1)已知m>0,n>0,log4m=log8n=log16(2m+n),求log2-log4n的值. (2)设xa=yb=zc (x,y,z都是不为1的正数,abc≠0),求z=xy的充要条件. 解:(1)由log4m=log8n=log16(2m+n),得, 则log2=log2=log2,于是=k>0, 整理得m=k2,n=k3,2m+n=k4,即2k2+k3=k4,解得k=2,即m=4,n=8, 所以log2-log4n=log22-log48=. (2)令xa=yb=zc=t,依题意,t>0且t≠1,则alogtx=blogty=clogtz=1, 于是logtx=,logty=,logtz=,z=xy⇔logtz=logtx+logty⇔, 所以z=xy的充要条件是. 【创新探索】 14.(新定义)把满足log23×log34×…×logn+1(n+2),n∈N*为整数的n叫做“贺数”,则在区间(1,50)内所有“贺数”的个数是________.解析:因为log23×log34×…×logn+1(n+2)==log2(n+2), 又log24=2,log28=3,log216=4,log232=5,log264=6,…, 所以当n+2=4,8,16,32时,log2(n+2)为整数,所以在区间(1,50)内“贺数”的个数是4. 答案:4 学科网(北京)股份有限公司 $

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4.3.2 对数的运算-【正禾一本通】2025-2026学年高中数学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书word(人教A版)
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