2.7 指数与对数的运算讲义——2027届高三数学一轮复习

2026-05-11
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普通

资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 -
年级 高三
章节 -
类型 教案-讲义
知识点 指数函数,对数函数
使用场景 高考复习-一轮复习
学年 2027-2028
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 482 KB
发布时间 2026-05-11
更新时间 2026-05-11
作者 匿名
品牌系列 -
审核时间 2026-05-11
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来源 学科网

内容正文:

第7节 指数与对数的运算 1.理解有理数指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握指数幂的运算性质. 2.理解对数的概念及运算性质,能用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数.    指数幂的运算 1.根式 (1)一般地,如果xn=a,那么   叫做a的n次方根; (2)式子叫做    ,这里n叫做根指数,a叫做被开方数; (3)()n=  .当n为奇数时,=   ;当n为偶数时,=|a|= 2.有理数指数幂 概念 正分数指数幂:=   a>0,m,n∈N*,n>1 负分数指数幂:==  0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义 运算 性质 aras=ar+s a>0,b>0,r,s∈Q (ar)s=ars (ab)r=arbr 题组练透 1.〔多选〕下列计算正确的是(  ) A.= B.·(4y-a)=4x C.÷=-9a(a>0,b>0) D.-(1+)-1+(1+)0=3-2 2.〔多选〕已知a+a-1=3,则下列选项正确的是(  ) A.a2+a-2=7 B.-=±1 C.+=± D.+=2 3.(0.008 1-×[81-0.25+-10×0.02=    . 指数幂的运算 对数式的运算 概念 一般地,如果     (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   ,N叫做     性质 对数式与指数式的互化:ax=N⇔    loga1=  ;logaa=   =  运算 性质 loga(MN)=      a>0,且a≠1,M>0,N>0 loga=      logaMn=    (n∈R) 换底 公式 logab=(a>0,且a≠1;b>0;c>0,且c≠1) 结论:(1)换底公式的变形:①logab·logba=1,即logab=(a,b均大于0且不等于1);②lobn=logab(a,b均大于0且不等于1,m≠0,n∈R). (2)换底公式的推广:logab·logbc·logcd=logad(a,b,c均大于0且不等于1,d>0). (1)log535+2lo-log5-log514=(  ) A.1    B.2 C.3     D.4 (2)(2026·广东广州模拟)若log2m+log4n=2,则m2n=(  ) A.3 B.4 C.9 D.16 听课记录                                                                                                    对数运算的一般思路 (1)拆:首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,然后再用对数的运算性质化简合并; (2)合:将对数式化为同底对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算; (3)ab=N⇔b=logaN(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. 练1 已知lg 2=a,lg 3=b,用a,b表示log1815=    . 指对运算的应用 角度1 指数式与对数式的综合运算 (1)若2a=3,3b=5,5c=4,则log4(abc)=(  ) A.-2 B. C. D.1 (2)(2024·北京高考9题)已知(x1,y1),(x2,y2)是函数y=2x的图象上两个不同的点,则(  ) A.log2 < B.log2 > C.log2 <x1+x2 D.log2 >x1+x2 听课记录                                                                                                      对于将等式logax=logby=logcz(或等式ax=by=cz)作为已知条件,求x,y,z的值的问题,通常设logax=logby=logcz=k(或ax=by=cz=k>0),则x=ak,y=bk,z=ck(或x=logak,y=logbk,z=logck). 角度2 实际应用 (2025·北京高考9题)在一定条件下,某人工智能大语言模型训练N个单位的数据量所需时间T=klog2N(单位:小时),其中k为常数.在此条件下,已知训练数据量N从106个单位增加到1.024×109个单位时,训练时间增加20个小时;当训练数据量N从1.024×109个单位增加到4.096×109个单位时,训练时间增加(单位:小时)(  ) A.2 B.4 C.20 D.40 听课记录                                                                                                    解决指数、对数运算实际应用问题的步骤 (1)理解题意,弄清楚条件和所求之间的关系; (2)运用指数或对数的运算公式、性质等进行运算,把题目条件转化为所求. 练2 (1)已知loga=m,loga3=n,则am+2n=    ; (2)我国火力发电厂大气污染物排放标准规定:排放废气中二氧化硫最高允许浓度为20 mg/m3.已知我国某火力发电厂排放废气中二氧化硫的初始浓度为100 mg/m3,现通过某种工艺对排放废气进行过滤处理,处理后废气中剩余二氧化硫的浓度y(单位:mg/m3)与处理时间t(单位:min)满足关系式:y=N0()t(N0为初始浓度),那么从现在起至少经过   min才能达到排放标准.(参考数据:lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1,结果取整数) 第7节 指数与对数的运算 (时间:60分钟,满分:88分) [备注:单选、填空题5分,多选题6分] 1.下列各式正确的是(式中字母均是正数)(  ) A.=- B.(6 =36 C.若m8=2,则m= D.=2-π                                                                                                                                                       2.计算:2lg-lg =(  ) A.10 B.1 C.2 D.lg 5                                                                                                                                                                                                         3.已知a=log35,b=log23,则lg 3=(  ) A.+ B. C. D.                                                                                                                                                                                                         4.我们已经知道1 mol物质的原子个数为6.02×1023,你知道整个宇宙可观测原子个数是多少吗?据估计,整个宇宙可观测原子个数大约为2290.下列各数中与2290最接近的是(参考数据:lg 2≈0.301)(  ) A.1085 B.1086 C.1087 D.1088                                                                                                                                                                                                         5.〔多选〕下列计算正确的是(  ) A.(-60-(=-1 B.(+ln(ln e)=7 C.log23×log34=log67 D.lg 25+lg 8-lg 200+lg 2=0                                                                                                                                                                                                         6.〔多选〕若10a=4,10b=25,则(  ) A.a+b=2 B.b-a=1 C.ab>lg22 D.b-a>lg 6                                                                                                                                                                                                         7.若ex=2 026,e-y=1 013,则x+y=    .                                                                                                                                                                                                         8.已知函数f(x)=ax(a>0,a≠1),若f(ln 2)·f(ln 4)=8,则a=    .                                                                                                                                                                                                         9.已知a>1且-=-,则a=    .                                                                                                                                                                                                         10.(10分)已知x-x-1=2(x>0),求的值. 11.已知2×3a=5×7b=1,则(  ) A.a>b>-1 B.b>a>-1 C.a>-1>b D.b>-1>a                                                                                                     12.〔多选〕已知正数x,y,z满足3x=4y=6z,则下列说法中正确的是(  ) A.+= B.3x>4y>6z C.x+y>(+)z D.xy>2z2                                                                                                     13.〔情境创新〕已知函数f(n)=log(n+1)(n+2)(n∈N*),定义使f(1)·f(2)·f(3)·…·f(k)为整数的数k(k∈N*)叫做“企盼数”,则区间[1,2 026]上的“企盼数”共有    个.                                                                                                     14.(15分)设关于x的方程lg2x-lg x2+3p=0的两个实根分别是α,β. (1)求实数p的取值范围; (2)求logαβ+logβα的取值范围 学科网(北京)股份有限公司 $ 第7节 指数与对数的运算 课标要求 1.理解有理数指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握指数幂的运算性质. 2.理解对数的概念及运算性质,能用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数. 指数幂的运算 1.根式 (1)一般地,如果xn=a,那么 x 叫做a的n次方根; (2)式子叫做 根式 ,这里n叫做根指数,a叫做被开方数; (3)()n= a .当n为奇数时,= a ;当n为偶数时,=|a|= 2.有理数指数幂 概念 正分数指数幂:=   a>0,m,n∈N*,n>1 负分数指数幂:==   0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义 运算 性质 aras=ar+s a>0,b>0,r,s∈Q (ar)s=ars (ab)r=arbr 题组练透 1.〔多选〕下列计算正确的是(  ) A.= B.·(4y-a)=4x C.÷=-9a(a>0,b>0) D.-(1+)-1+(1+)0=3-2 解析:BC 对于A,====≠,所以A错误;对于B,·(4y-a)=4·ya-a=4xy0=4x,所以B正确;对于C,÷=-9·=-9a(a>0,b>0),所以C正确;对于D,-(1+)-1+(1+)0=(-1-+1=-1-(-1)+1=1,所以D错误. 2.〔多选〕已知a+a-1=3,则下列选项正确的是(  ) A.a2+a-2=7 B.-=±1 C.+=± D.+=2 解析:ABD 将a+a-1=3两边平方,得(a+a-1)2=a2+2+a-2=9,所以a2+a-2=7,故A正确;因为=a-2+a-1=3-2=1,,的大小不确定,所以-=±1,故B正确;因为=a+2+a-1=3+2=5,又因为>0,>0,所以+=,故C错误;由立方和公式,可得+=+=(a-1+a-1)=×(3-1)=2,故D正确.故选A、B、D. 3.(0.008 1-×[81-0.25+-10×0.02=  0  . 解析:原式=-(3×1×[3-1+-10×[(0.3)3=-×-10×0.3=--3=0. 练后悟通 指数幂的运算 对数式的运算 概念 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= logaN ,其中a叫做对数的 底数 ,N叫做 真数  性质 对数式与指数式的互化:ax=N⇔ x=logaN  loga1= 0 ;logaa= 1  = N  运算 性质 loga(MN)= logaM+logaN  a>0,且a≠1,M>0,N>0 loga= logaM-logaN  logaMn= nlogaM (n∈R) 换底 公式 logab=(a>0,且a≠1;b>0;c>0,且c≠1) 结论:(1)换底公式的变形:①logab·logba=1,即logab=(a,b均大于0且不等于1);②lobn=logab(a,b均大于0且不等于1,m≠0,n∈R). (2)换底公式的推广:logab·logbc·logcd=logad(a,b,c均大于0且不等于1,d>0). (1)log535+2lo-log5-log514=( B ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析: 原式=log535-log5-log514+lo()2=log5+lo2=log5125-1=log553-1=3-1=2. (2)(2026·广东广州模拟)若log2m+log4n=2,则m2n=( D ) A.3 B.4 C.9 D.16 解析:因为log2m+log4n=2,所以log2m+log2n=2,故log2m+log2=log24,化简得log2=log24,所以m=4,故m2n=16. 规律方法 对数运算的一般思路 (1)拆:首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,然后再用对数的运算性质化简合并; (2)合:将对数式化为同底对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算; (3)ab=N⇔b=logaN(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. 练1 已知lg 2=a,lg 3=b,用a,b表示log1815=  . 解析:log1815====. 指对运算的应用 角度1 指数式与对数式的综合运算 (1)若2a=3,3b=5,5c=4,则log4(abc)=( B ) A.-2 B. C. D.1 解析: 由2a=3,3b=5,5c=4,可得a=log23,b=log35,c=log54,所以abc=log23×log35×log54=××=2,则log4(abc)=log42=. (2)(2024·北京高考9题)已知(x1,y1),(x2,y2)是函数y=2x的图象上两个不同的点,则( B ) A.log2 < B.log2 > C.log2 <x1+x2 D.log2 >x1+x2 解析:因为(x1,y1),(x2,y2)为函数y=2x的图象上两个不同的点,所以y1=,y2=,且x1≠x2,则≠,所以y1+y2=+>2=2,所以>>0,所以log2>log2=,故选B. 规律方法   对于将等式logax=logby=logcz(或等式ax=by=cz)作为已知条件,求x,y,z的值的问题,通常设logax=logby=logcz=k(或ax=by=cz=k>0),则x=ak,y=bk,z=ck(或x=logak,y=logbk,z=logck). 角度2 实际应用 (2025·北京高考9题)在一定条件下,某人工智能大语言模型训练N个单位的数据量所需时间T=klog2N(单位:小时),其中k为常数.在此条件下,已知训练数据量N从106个单位增加到1.024×109个单位时,训练时间增加20个小时;当训练数据量N从1.024×109个单位增加到4.096×109个单位时,训练时间增加(单位:小时)(  ) A.2 B.4 C.20 D.40 解析:B 由题意,得klog2(1.024×109)-klog2106=20,即klog2=20,∴klog21 024=20,∴10k=20,解得k=2,即T=2log2N.∴2log2(4.096×109)-2log2(1.024×109)=2log24=4.故选B. 规律方法 解决指数、对数运算实际应用问题的步骤 (1)理解题意,弄清楚条件和所求之间的关系; (2)运用指数或对数的运算公式、性质等进行运算,把题目条件转化为所求. 练2 (1)已知loga=m,loga3=n,则am+2n=  ; 解析: 因为loga=m,loga3=n,所以am=,an=3,所以am+2n=am·a2n=am·=. (2)我国火力发电厂大气污染物排放标准规定:排放废气中二氧化硫最高允许浓度为20 mg/m3.已知我国某火力发电厂排放废气中二氧化硫的初始浓度为100 mg/m3,现通过某种工艺对排放废气进行过滤处理,处理后废气中剩余二氧化硫的浓度y(单位:mg/m3)与处理时间t(单位:min)满足关系式:y=N0()t(N0为初始浓度),那么从现在起至少经过 16 min才能达到排放标准.(参考数据:lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1,结果取整数) 解析:由题意得100()t≤20,即()t≤⇒tlg≤lg⇒t(2lg 3-1)≤-lg 5,故t≥=≈≈15.26,所以从现在起至少经过16 min 才能达到排放标准. (时间:60分钟,满分:88分)[备注:单选、填空题5分,多选题6分] 1.下列各式正确的是(式中字母均是正数)(  ) A.=- B.(=36 C.若m8=2,则m= D.=2-π 解析:B 对于A,==,故A错误;对于B,(==62=36,故B正确;对于C,m8=2,故m=±,故C错误;对于D,=|2-π|=π-2,故D错误. 2.计算:2lg-lg =(  ) A.10 B.1 C.2 D.lg 5 解析:B 原式=lg()2+lg=lg 5+lg 2=lg 10=1.故选B. 3.已知a=log35,b=log23,则lg 3=(  ) A.+ B. C. D. 解析:D 由b=log23,得=log32,则lg 3====. 4.我们已经知道1 mol物质的原子个数为6.02×1023,你知道整个宇宙可观测原子个数是多少吗?据估计,整个宇宙可观测原子个数大约为2290.下列各数中与2290最接近的是(参考数据:lg 2≈0.301)(  ) A.1085 B.1086 C.1087 D.1088 解析:C 因为lg 2290=290lg 2≈290×0.301=87.29,所以2290≈1087.29,与2290最接近的是1087. 5.〔多选〕下列计算正确的是(  ) A.(-60-(=-1 B.(+ln(ln e)=7 C.log23×log34=log67 D.lg 25+lg 8-lg 200+lg 2=0 解析:ABD 对于A,原式=-1-=-1,所以A正确;对于B,原式=(+ln(ln e)=7+ln 1=7,所以B正确;对于C,原式=×=×=2,所以C错误;对于D,原式=lg 52+lg 23-lg 200+lg 2=2(lg 5+lg 2)-lg =2-2=0,所以D正确.故选A、B、D. 6.〔多选〕若10a=4,10b=25,则(  ) A.a+b=2 B.b-a=1 C.ab>lg22 D.b-a>lg 6 解析:ACD 由10a=4,10b=25,得a=lg 4,b=lg 25,a+b=lg 4+lg 25=lg 100=2,A选项正确;b-a=lg 25-lg 4=lg<lg 10=1,B选项错误;ab=(lg 4)×(lg 25)>(lg 2)×(lg 2)=lg22,C选项正确;b-a=lg 25-lg 4=lg>lg=lg 6,D选项正确.故选A、C、D. 7.若ex=2 026,e-y=1 013,则x+y=  ln 2  . 解析:ex=2 026,e-y=1 013,则==2,即ex+y=2,则x+y=ln 2. 8.已知函数f(x)=ax(a>0,a≠1),若f(ln 2)·f(ln 4)=8,则a=  e  . 解析:由f(ln 2)f(ln 4)=8,可得aln 2·aln 4=8,即aln 2+ln 4=aln 8=8,解得a=e. 9.已知a>1且-=-,则a=  64  . 解析:根据题意有-=-,即3loga2-=-,设t=loga2(a>1),则t>0,故3t-=-,得t=(t=-1舍去),所以loga2=,所以=2,所以a=64. 10.(10分)已知x-x-1=2(x>0),求的值. 解:因为x-x-1=2(x>0), 所以(x-x-1)2=12,即x2+x-2-2=12, 所以x2+x-2=14,所以(x+x-1)2=x2+x-2+2=16,故x+x-1=4, 所以===. 11.已知2×3a=5×7b=1,则(  ) A.a>b>-1 B.b>a>-1 C.a>-1>b D.b>-1>a 解析:A 3a=>,则a>-1,7b=>,则b>-1.因为3a=,所以a=-log32.因为7b=,所以b=-log75.又log32=log278<log279=,log75=lo125>lo49=,所以-log32>-log75,故a>b>-1.故选A. 12.〔多选〕已知正数x,y,z满足3x=4y=6z,则下列说法中正确的是(  ) A.+= B.3x>4y>6z C.x+y>(+)z D.xy>2z2 解析:ACD 设3x=4y=6z=t(t>1),则x=,y=,z=,因为+=logt3+logt4=logt6=,故选项A正确.因为=4logt3=logt81,=3logt4=logt64,所以>,即3x<4y,故选项B不正确.因为=+=+=+(+)>+,故选项C正确.因为=×=log36×log46===1+(+)>2,故选项D正确. 13.〔情境创新〕已知函数f(n)=log(n+1)(n+2)(n∈N*),定义使f(1)·f(2)·f(3)·…·f(k)为整数的数k(k∈N*)叫做“企盼数”,则区间[1,2 026]上的“企盼数”共有  9  个. 解析:令g(k)=f(1)·f(2)·f(3)·…·f(k),因为f(k)=log(k+1)(k+2)=,所以g(k)=××…×=log2(k+2).令g(k)=m,要使g(k)为整数,则k+2=2m,m∈N*.又k∈[1,2 026],所以2m∈[3,2 028].因为22=4,23=8,…,210=1 024,211=2 048,所以m=2,3,…,10.因此区间[1,2 026]上的“企盼数”共有9个. 14.(15分)设关于x的方程lg2x-lg x2+3p=0的两个实根分别是α,β. (1)求实数p的取值范围; (2)求logαβ+logβα的取值范围. 解:(1)因为lg2x-lg x2+3p=0,即lg2x-2lg x+3p=0,设t=lg x,则关于t的方程t2-2t+3p=0的两根为lg α和lg β,所以Δ=(-2)2-12p≥0,解得p≤,故p的取值范围为(-∞,]. (2)由根与系数的关系,得所以logαβ+logβα=+====-2.因为3p≤1且3p≠0,所以≥4或<0, 所以-2≥2或-2<-2,所以logαβ+logβα的取值范围为(-∞,-2)∪[2,+∞) 学科网(北京)股份有限公司 $

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2.7 指数与对数的运算讲义——2027届高三数学一轮复习
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