内容正文:
第4章
指数与对数
满分:150分 时间:120分
第1讲 描述运动的基本概念
一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要
求的)
1.已知n∈N*,则“ =a”是“a>0”的 ( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
B
解析 由 =a,推不出a>0,比如 =-5,充分性不成立;若a>0,则 =a,必要性成立.
因此,“ =a”是“a>0”的必要不充分条件.
第1讲 描述运动的基本概念
2. 已知3a=4,b=log3 ,则a+b= ( )
A.9 B.2 C. D.-2
B
解析 因为3a=4,所以log34=a,因为b=log3 ,
所以a+b=log34+log3 =log39=2.
第1讲 描述运动的基本概念
3.若5m=2,5n=3,则 = ( )
A. B. C. D.
A
解析 = = = .
第1讲 描述运动的基本概念
4.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且关于x的方程x2-2x+lg(c2-b2)-2lg a+1=0有两个相等的实数
根,则△ABC的形状是 ( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰三角形
B
解析 由题意可知,a>0,b>0,c>0,
因为关于x的方程x2-2x+lg(c2-b2)-2lg a+1=0有两个相等的实数根,所以Δ=4-4[lg(c2-b2)-2lg a+1]=0,即lg(c2-
b2)-2lg a=0,即lg =0,所以 =1,所以c2=a2+b2,故△ABC是直角三角形.
第1讲 描述运动的基本概念
5.已知3m=5,n=log23,则log3690可用m,n表示为 ( )
A. B. C. D.
D
解析 由3m=5,得m=log35,又n=log23,所以log32= = ,所以log3690= = =
= .
第1讲 描述运动的基本概念
6.若ln a+ln b=1,则4a·8b的最小值为 ( )
A.2 B.26e C. D.
D
解析 由ln a+ln b=1,得ln ab=1,所以ab=e,
所以4a·8b=22a·23b=22a+3b≥ = = = ,
当且仅当2a=3b,即a= ,b= 时,等号成立.
所以4a·8b的最小值为 .
第1讲 描述运动的基本概念
7.信号在传输介质中传播时,将会有一部分能量转化为热能或被传输介质吸收,从而导致信号强度不断
减弱,这种现象称为衰减.在试验环境下,超声波在某种介质的传播过程中,我们可以用P(s)=P0e-Ks来描述
声压P(s)(单位:帕斯卡)随传播距离s(单位:米)的变化规律,其中P0为声压的初始值,常数K为试验参数.若
试验中声压初始值为900帕斯卡,传播5米时的声压降低为400帕斯卡,据此可得试验参数K的估计值为
(参考数据:ln 2≈0.69,ln 3≈1.10) ( )
A.0.162 B.0.164 C.0.166 D.0.168
B
解析 由题意知400=900e-5K,两边同除以100后取自然对数,得ln 4=ln 9-5K,所以K= =
≈ = =0.164.
第1讲 描述运动的基本概念
8.若“∃x∈(0,m),x> ”为假命题,则m的最大值为 ( )
A.17 B.16 C.15 D.14
C
解析 因为“∃x∈(0,m),x> ”为假命题,
所以“∀x∈(0,m),x≤ ”为真命题.
= = =5×5lg 3×3lg 2.
设5lg 3=t(t>0),所以log5t= =lg 3,所以 =lg 5,所以log3t=lg 5,所以t=3lg 5,所以5lg 3=3lg 5,所以 =5×3lg 5×3lg
2=5×3lg 5+lg 2=15,即∀x∈(0,m),x≤15,所以0<m≤15,所以m的最大值为15.
第1讲 描述运动的基本概念
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选
对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9.设a,b为实数,若10a=5,10b=20,则 ( )
A.a+b=2 B.b-a>lg 5
C.ab<2(lg 5)2 D.log258=
ACD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 因为10a=5,10b=20,所以a=lg 5,b=lg 20,
对于A,a+b=lg 5+lg 20=lg 100=2,所以A正确;
对于B,b-a=lg 20-lg 5=lg 4<lg 5,所以B错误;
对于C,ab=lg 20·lg 5<lg 25·lg 5=2(lg 5)2,所以C正确;
对于D,log258= = = = = ,所以D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
10.若n∈N*,不等式(nx-6)ln ≥0恒成立,则实数x的可能取值有 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
BC
解析 当x=1,n=2时,(n-6)ln n=-4ln 2<0,不等式(nx-6)ln ≥0不恒成立,故A错误;
当x=2时,原不等式为(2n-6)ln ≥0,当n=1,2,3时,原不等式恒成立,当n≥4时,原不等式恒成立,故B正确;
当x=3时,原不等式为(3n-6)ln ≥0,当n=1,2,3时,原不等式恒成立,当n≥4时,原不等式恒成立,故C正确;
当x=4时,原不等式为(4n-6)ln ≥0,当n=2时,8-6=2>0,ln <0,原不等式不成立,故D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
11.设正数a,b满足aln b=2,aln a·bln b=9,则 ( )
A.ln a·ln b=ln 2 B.bln a=2
C.ln a+ln b=ln 6 D.(ab)ln(ab)=36
ABD
解析 对aln b=2的两边同时取自然对数,得ln aln b=ln 2,所以ln a·ln b=ln 2,故A正确.
由A中分析得ln a·ln b=ln 2,所以ln bln a=ln 2,所以bln a=2,故B正确.
对aln a·bln b=9的两边同时取自然对数,得ln(aln a·bln b)=ln 9,所以ln aln a+ln bln b=ln 9,即ln a·ln a+ln b·ln b=ln 9,所
以(ln a+ln b)2=ln a·ln a+ln b·ln b+2ln a·ln b=ln 9+2ln 2=ln 36,所以ln a+ln b=± ,故C错误.
由C中分析得(ln a+ln b)2=ln 36,所以[ln(ab)]2=ln 36,即ln(ab)·ln(ab)=ln 36,所以ln(ab)ln(ab)=ln 36,所以(ab)ln(ab)
=36,故D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.已知3a=5b=A,且b+a=2ab(a,b均不为0),则A的值是_____.
解析 因为a,b均不为0,所以A>0,A≠1,所以由3a=5b=A得alogA3=blogA5=1.
由b+a=2ab,得 + =2,所以2=logA3+logA5=logA15,所以A2=15,所以A= .
第1讲 描述运动的基本概念
13.若1 ·t=6×1 ,则t=______.
30
解析 因为1 ·t=6×1 ,所以t= = = =3× =3× =30.
第1讲 描述运动的基本概念
14.若x+x-1=3,则 =_____.
解析 将x+x-1=3的等号两边同时平方,得x2+x-2+2=9,即x2+x-2=7,所以 = =
= .
第1讲 描述运动的基本概念
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(13分)求下列各式的值:
(1)log9 - +(lg 2)2+lg 5×lg 20;
(2)80.25× +( × )6+ ;
(3) +lo 8-lg +lg 25-lg -ln .
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)原式=log93- +(lg 2)2+lg 5×(lg 2+1)= -4+lg 2×(lg 5+lg 2)+lg 5=- +1=- . (4分)
(2)原式= × +( × )6+ =2+4×27+ = . (8分)
(3)原式=( )2-log223-(lg 5-4lg 2)+2lg 5-3lg 2- =9-3+lg 5+lg 2- = +lg 10= . (13分)
第1讲 描述运动的基本概念
16.(15分)已知m=2log3x,n=log5(x-1).
(1)若3m-5n=3,求x的值;
(2)当x=4时,用含m,n的式子表示log1520.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)∵m=2log3x,n=log5(x-1),
∴ 解得x>1. (3分)
3m-5n= - = - =x2-x+1,
又3m-5n=3,∴x2-x+1=3,解得x=-1(舍去)或x=2.
故x的值为2. (7分)
(2)当x=4时,m=2log34=4log32,n=log53,∴ =log32, =log35, (10分)
∴log1520= = = = = . (15分)
第1讲 描述运动的基本概念
17.(15分)解方程:
(1)log(5x) +(log5x)2=1;
(2)log3(3x-1)·log3 =2.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由题知5x>0且5x≠1,即x>0且x≠ .(2分)
∵log(5x) = = ,
∴原方程可化为 =(1-log5x)(1+log5x),
即(1-log5x)· =0,
即(1-log5x)· =0, (5分)
∴log5x=1或1+log5x=±1,解得x=5或x=1或x= . (7分)
(2)由题知3x-1>0且3x-1- >0,即x>0. (9分)
第1讲 描述运动的基本概念
∵log3(3x-1)·log3 =2,
∴log3(3x-1)·log3[3-1(3x-1)]=2,
∴log3(3x-1)·[log3(3x-1)+log33-1]=2,
∴log3(3x-1)·[log3(3x-1)-1]=2, (12分)
令t=log3(3x-1),则t2-t-2=0,解得t=2或t=-1,
∴log3(3x-1)=2或log3(3x-1)=-1,
解得x=log310或x=log3 . (15分)
第1讲 描述运动的基本概念
18.(17分)(1)已知ax3=by3=cz3, + + =1,求证: = + + ;
(2)已知2y·logy4-2y-1=0, ·log5x=-1,是否存在一个正数p,使得p= ?若存在,求出p;若不存在,请
说明理由.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)证明:令ax3=by3=cz3=t,则ax2= ,by2= ,cz2= . (2分)
∵ + + =1,∴ax2+by2+cz2= + + =t =t. (5分)
∴(ax2+by2+cz2 = = = + + = + + . (8分)
(2)存在. (9分)
由2y·logy4-2y-1=0,得2y =0.
∵2y>0,∴logy4- =0,∴logy4= ,∴y=16. (10分)
由 ·log5x=-1,得 =- =-logx5>0,∴ (logx5+1)= , (12分)
解得logx5=- 或logx5=1(舍去),∴ =5,∴ =25. (15分)
第1讲 描述运动的基本概念
∴p= = =3. (17分)
第1讲 描述运动的基本概念
19.(17分)放射性碳定年法是由威拉德·利比发明的一种考古断代方法,该方法基于生物体内碳14含量的
衰减规律来测定文物年代,威拉得·利比因此获得1960年诺贝尔化学奖.设碳14的初始含量为N0,经过t(t
≥0)年后的含量为N,且 = .已知碳14的半衰期为5 730年,即每经过5 730年,碳14含量会衰减为原
来的一半.
(1)某化石样品中碳14含量是活生物体内含量的25%,根据放射性碳定年法推测,该化石距今有多少年历
史?
(2)在实际考古测定中,由于测量误差的存在,碳14含量的测量结果可能存在±1%的误差,不考虑其他误
差,则用此法测得的化石真实年代的误差最大为多少年?(注:四舍五入到整数,ln 0.99≈-0.010 05,ln 1.01
≈0.009 95,ln 2≈0.693)
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)由题意得, = ,解得λ=5 730,所以 = . (3分)
令 = = ,得t=11 460,所以根据放射性碳定年法推测,该化石距今有11 460年历史. (6分)
(2)设测量误差为-1%对应的衰减时间为t1年,测量误差为1%对应的衰减时间为t2年,无误差时对应的衰
减时间为t0年,
则0.99 = ①,1.01 = ②, = ③.(9分)
,得0.99= ,两边同时取以2为底的对数,得log20.99= ,
∴|t1-t0|=|5 730log20.99|= ≈83. (12分)
第1讲 描述运动的基本概念
,得1.01= ,两边同时取以2为底的对数,得log21.01= ,
∴|t2-t0|=|5 730log21.01|= ≈82. (15分)
综上,用此法测得的化石真实年代的误差最大为83年. (17分)
第1讲 描述运动的基本概念
$