内容正文:
第四章指数函数与对数函数
4.3.1对数的概念
人教A版 ( 2019) 必修第一册
学习目标
1.理解对数的概念以及常用对数和自然对数;
2.熟练掌握对数式和指数式的互化.
新课导入
我们熟悉的乘方是已知底数、指数,求幂;可这个问题变成了已知
底数、幂,反过来求指数,现有的运算体系解决不了这个逆向问题.生活 里还有很多同类场景:细胞分裂多少次数量翻倍、放射性物质衰减一半 需要多久,都需要我们由幂和底数反求指数.为了解决这类逆向计算,今 天我们就要引入一种全新的运算— —对数.
对数
对数的创始人是苏格兰数学家纳皮尔( Napier,1550年~1617
年).他发明了供天文计算作参考的对数,并于1614年在爱丁堡出 版了《奇妙的对数定律说明书》,公布了他的发明.恩格斯把对数
的发明与解析几何的创始,微积分的建立并称为17世纪数学的三大
成就.
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.
对数的概念
a<0 当N为某些值时,x的值不存在 如:log(-2)8不存在
a=0 N≠0 x的值不存在.如:logo3不存在.
N=0 x不唯一,即log₀0有无数个值.
a=1 N≠1 x的值不存在.如:log₁ 3不存在.
N=1 x可以为任意实数,是不唯一的,即log₁ 1有无数个值.
为什么规定a>0 且a≠1 呢 ?
探索新知
例如由于2=1.11*所以x 就是以1.11为底2的对数,记作x=log₁ 112;
再如,由于4²=16,所以以4为底16的对数是2,记作log₄16=2.
通常,我们将以10为底的对数叫做常用对数,并把log1₀N记为lgN .另
外,在科技、经济以及社会生活中经常使用以无理数e=2.71828…为底数 的对数,以e 为底的对数称为自然对数,并把logeN记为InN.
常用对数与自然对数
一
根据对数的定义,可以得到对数与指数间的关系:当a>0, 且
a≠ 1 时 ,aˣ=N ⇔x=lo gaN.
对数与指数之间的关系
由指数与对数的这个关系,可以得到关于对数的如下结论:
负数和0 没有对数;
loga1=0,logaa=1.
请你利用对数与指数间的关系证明这两个结论.
对数的结论
探索新知
证明:( 1 ) 由log 。N=x, 得N=aˣ, 当 a>0 且a≠1 时 ,a⁸>0,
所以N>0, 故负数和0没有对数.
(2)设loga1=x(a>0, 且a≠1), 则a=1, 所以x=0, 即loga1=0.
设logaa=x, 则aˣ=a, 所以x=1, 即logaa=1.
例题
例 1 把下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:
(1)5⁴=625;
(4)
(5)lg0.01=-2; (6)ln10=n .
例题
解 :(1) log, 625=4;
(3)
(5)10⁻²=0.01; (6)e"=10.
(1) 将指数式化为对数式,只需要将幂作为真数,指数当成对 数值,底数不变,写出对数式
(2)将对数式化为指数式,只需将真数作为幂,对数作为指数, 底数不变,写出指数式
指数式与对数式互化的方法
,所以
所以x⁶=8. 又x>0, 所以
所以10ˣ=100,10ˣ=10², 于是x =2.
所以Ine²=-x,e²=e⁻*, 于是x=-2.
解 (1)因为log
(2)因为log 、8=6, (3)因为lg100=x, (4)因为-Ine²=x,
例题
当 堂 检 测
1. 使式子loga(-3a+5) 有意义的a 的取值范围是( )
A B D
当 堂 检 测
2. 已知lg2=a,lg3=b ,则10a-b=( )
A. B. 3
C.
2 D
当 堂 检 测
答案:D
解析:由题可得2=10°3=10°所以
.故选:D
当 堂 检测
3.若log₄ , 则 x = ( )
A.8 B.27 C.64 D.3
当 堂 检测
答 案 :A
解 析 :由 ,得log₃ (log₂x)=1,则log₂x=3 所以x=8.
当 堂 检 测
4. 使式子log(2x-1)(2-x)有意义的x 的取值范围是( )
A.x>2 B.x<2
D ,且x≠ 1
当 堂 检 测
艮
答案:D
故选:D.
且x ≠1.
当 堂 检测
答 案 :12
解 析 :由log₃2ˣ=1得2ˣ=3,则4*=(2*)²=9,所以2*+4*=3+9=12,
故答案为:12.
课堂总结
1.对数的定义
2.常用对数与自然对数
3.对数与指数的关系
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