内容正文:
第四章
指数与对数
4.2 对数
课标要点
1.理解对数的概念及其运算性质; 2.熟悉自然对数和常用对数;
3.会用对数的定义进行对数式与指数式的互化。
4.会用对数的运算性质进行一些简单的化简、计算;
5.熟练掌握对数的换底公式,能将一般对数转化为自然对数和常用对数,并能进行简单的化简、计算;
6.通过运用对数的运算性质进行化简求值,提升学生的数学抽象素养和数学运算素养。
学习重难点
重点:理解和掌握对数的概念及其运算;
难点:1.熟练掌握指对数形式的互化,会求简单的对数值
2.对数的运算性质及换底公式
知识点 对数的概念
1、对数的概念:一般地,如果(,且),那么数叫做以为底的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数.
特别提醒规定,且的原因:
1)当时,取某些值时,的值不存在,如:是不存在的
2)当时,当时,的值不存在,如:是不成立的;当时,则的取值时任意的,不是唯一的
3)当时,当,则的值不存在;当时,则的取值时任意的,不是唯一的
随学随练
1.对数中实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.使式子有意义的的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·上海·期中)使得表达式有意义的范围是____________________.
知识点 常用对数与自然对数
①常用对数:将以10为底的对数叫做常用对数,并把记为
②自然对数:是一个重要的常数,是无理数,它的近似值为2.718 28.把以为底的对数称为自然对数,并把记作
特别提醒
“”同+、-、×等符号一样,表示一种运算,即已知一个底数和它的幂求指数的运算,这种运算叫对数运算,不过对数运算的符号写在数的前面
知识点指数式与对数式相互转化 (重点)
当且,
随学随练
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)化为对数式是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高一上·上海·期中)把指数式“”写成对数式__________.
3.(24-25高一上·全国·课后作业)将下列指数式化为对数式:
(1);
(2);
(3).
知识点 对数性质
①负数和零没有对数.
②对于任意的且,都有,,;
③对数恒等式: (且)
知识点对数的运算性质(重点)
当且,,
①
②
③()
④()
⑤()
随学随练
1.(25-26高一下·天津河北·开学考试)___________.
2.(25-26高一上·浙江杭州·期末)_______.
3.(26-27高一上·全国·课堂例题)计算:.
知识点换底公式(重点)
换底公式:(且,,,且)
特别的:
随学随练
1.(23-24高一上·海南海口·阶段检测)已知,,则________.(用,表示).
2.(25-26高一上·上海·期中)已知实数,且,则________.
3.(26-27高一上·全国·课堂例题)已知,求:
(1) (用表示).
(2) (用表示).
拓展运用换底公式证明恒等式
活学活用
1.已知:,求证:.
2.证明:
(1);
(2).
题型 对数概念
解题贴士
一般地,如果(,且),那么数叫做以为底的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数.其中特别注意,且
▌例1 (24-25高一上·全国·课后作业)若代数式有意义,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
▌例2 方程解的个数是( ).
A.0个 B.1个 C.2个 D.无穷多个
▌对点练1-1.若,则x的取值范围是
A. B.
C. D.
▌对点练1-2.(多选)下列选项中,使有意义的a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
▌对点练1-3.(24-25高一上·上海·随堂练习)若对数有意义,则的取值范围是________.
题型对数式与指数式相互转化(重点)
解题贴士
①指数式化为对数式:将指数式的幂作为真数,指数作为对数,底数不变,写出对数式
②对数式化为指数式:将对数式的真数作为幂,对数作为指数,底数不变,写出指数式
▌例1(24-25高一上·上海·课堂例题)将下列指数式与对数式互化:
(1),指数式为________;
(2),指数式为________;
(3),对数式为________;
(4),对数式为________.
▌例2将下列对数式改写为指数式:
(1);
(2);
(3);
(4).
▌对点练2-1(24-25高一上·上海·课堂例题)将下列指数式与对数式互化:
(1),对数式为________;
(2),对数式为________;
(3),指数式为________;
(4),指数式为________.
▌对点练2-2把下列指数式写成对数式:
(1);
(2).
▌对点练2-3(24-25高一上·上海·随堂练习)将下列指数式与对数式互化.
(1);
(2);
(3);
(4).
题型对数运算
解题贴士
对数运算时,一定要先统一底数,再按“积变加、商变减、幂前移”的顺序逐步拆解或合并
▌例1(26-27高一上·全国·课堂例题)计算:
▌例2计算:
(1);
(2).
▌对点练3-1(26-27高一上·全国·课堂例题)计算:
(1)
(2).
▌对点练3-2(25-26高一下·湖南常德·期末)计算:
(1);
(2);
(3).
▌对点练3-3(1)计算:;
(2)已知,求的值.
题型对数运算性质及其应用(重点)
解题贴士
1、化简复杂对数式时,先统一底数,再按“积变加、商变减、幂前移”的顺序逐步拆解或合并
2、易错点/注意事项
①忘记“只有同底数才能合并运算”的前提;
②错误地将 等同于 ,对数没有加法分配律
▌例1(25-26高一上·山东潍坊·阶段检测)(1)证明对数换底公式:(其中且,且,).
(2)已知,试用表示.
(3)化简:
▌例2(24-25高一上·全国·周测)(1)已知,求的值;
(2)已知,求的值.
▌对点练4-1(25-26高一上·河南洛阳·阶段检测)(1)计算的值;
(2)已知,,试用表示.
▌对点练4-2(25-26高一上·福建南平·阶段检测)计算下列各式值:
(1)
(2)已知,试求的值.
▌对点练4-3(25-26高一上·上海·期中)(1)已知,,均为不等于1的正数,求证:;
(2)已知,,用,表示,.
题型换底公式的应用(重点)
解题贴士
1、遇到不同底数的对数比较大小或混合运算时,利用换底公式统一为常用对数()或自然对数(),便于化简与计算.
2、易错点/注意事项
换底时分子分母写反,误将 写成.
▌例1(26-27高一上·全国·课堂例题)计算.
▌例2(25-26高一上·新疆阿克苏·期末)(1)已知:,,求的值;
(2)若,,用含、的式子表示.
▌对点练5-1(25-26高一上·河南洛阳·阶段检测)(1)计算:.
(2)求值:.
(3)已知,请用表示.
▌对点练5-2(25-26高一上·广东东莞·期中)(1)求值:;
(2)已知,,请用、表示.
▌对点练5-3(2026高三·全国·专题练习)计算:.
题型 对数方程求解(重点)
解题贴士
对数方程主要有两种类型,第一种类型的对数方程两边都是对数式且底数相同,根据真数相
同转化为关于的方程求解;第二种类型的对数方程可整理成关于的(一元二次)方程,解出
的值,求
▌例1(26-27高一上·全国·课堂例题)求下列各式中的值.
(1);
(2);
(3).
▌例2求下列各式中的x的值.
(1).
(2);
(3).
▌对点练6-1(2026高一·全国·专题练习)完成如下问题:解方程:.
▌对点练6-2(24-25高一上·全国·周测)求下列各式中的的值.
(1);
(2).
▌对点练6-3(24-25高一下·福建泉州·开学考试)求下列各式中的值:
(1);
(2);
(3).
题型有附加条件的对数求值问题(难点)
解题贴士
带附加条件的对数问题主要是已知一些对数值或其等量关系,利用这些条件来表示所要求
的式子,解此类问题要充分利用对数的转化,同时,还要注意整体思想的应用.
▌例1(2026·福建福州·三模)已知,若,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
▌例2若,则_____.
▌对点练7-1(25-26高一下·贵州贵阳·阶段检测)已知()且,则实数的值为_______________.
▌对点练7-2(25-26高一下·辽宁盘锦·开学考试)已知,则______.
▌对点练7-3(25-26高一上·河北唐山·阶段检测)已知,且,则的值为______.
题型对数的实际应用
▌例1(26-27高三上·北京·开学考试)德国心理学家艾•宾浩斯研究发现,人类大脑对事物的遗忘是有规律的,他依据实验数据绘制出“遗忘曲线”.“遗忘曲线”中记忆率随时间(小时)变化的趋势可由函数近似描述,则记忆率为50%时经过的时间约为( )(参考数据:,)
A.0.2小时 B.0.5小时 C.0.8小时 D.2小时
▌例2(2025高三上·全国·竞赛)在某个外星世界中,生物的最大奔跑速度取决于它的脚趾数量和眼睛数量.在速度以厘米每小时为单位时,两者的关系可表示为,其中均为整数常数.所有生物都有5根脚趾的种群满足;所有生物都有25只眼睛的种群满足,这里的对数均以10为底.问的值是多少?( )
A.20 B.21 C.22 D.23 E.24
▌对点练8-1(25-26高一上·广东深圳·阶段检测)我们可以把看作是每天的“进步”率都是1%,一年后是;而把看作是每天的“落后”率都是1%,一年后是;这样,一年后“进步”的是“落后”的倍.那么当“进步”的是“落后”的10倍,大约经过( )天.(参考数据:,)
A.110 B.115 C.120 D.125
▌对点练8-2(2026·北京·三模)物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却定律来描述:设物体的初始温度是,后的温度是,则,其中表示环境温度,称为半衰期.现有一杯的咖啡放在的房间中,如果咖啡降温到大约需要20min,那么降温到大约需要( )(参考数据;)
A. B. C. D.
▌对点练8-3(2026·安徽·三模)股票是一种有价证券,代表持有者对股份公司的所有权,股票交易是一种重要的金融市场行为.已知某支股票的当前价格为12元每股,交易所规定每个交易日该股票价格的最大涨幅为20%(达到最大涨幅时称为“涨停板”),最大跌幅也为20%(达到最大跌幅时称为“跌停板”),现在不考虑其他限制,设个交易日后该股票价格达到60元每股,则的最小值为( )(参考数据:,)
A.7 B.8 C.9 D.10
基础通关
1.(2026高一·全国·专题练习)若与互为相反数,则( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高三上·四川广安·阶段检测)设,则( )
A. B. C. D.
3.(25-26高二下·天津红桥·期末)已知,,则( )
A. B. C. D.1
4.(25-26高一下·四川乐山·期末)若,则( )
A. B. C. D.
5.(25-26高三下·浙江杭州·阶段检测)已知,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
6.(25-26高三下·浙江嘉兴·阶段检测)设,下列等式:
①;
②;
③;
④.
其中正确的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
7.(多选)(25-26高二下·辽宁辽阳·期末)下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
8.(多选)若,则( )
A. B. C. D.
9.(26-27高一上·全国·课后作业)若a=lg 2,b=lg 3,则10a+2b的值为________,的值为________.
10.(25-26高二下·天津滨海新区·期末)已知实数,满足:,且,则_______.
素养提升
1.(25-26高一下·湖南邵阳·期末)随着微信的普及,越来越多的人们购物优先选用微信支付.已知市面上最常见的微信付款码是由点阵构成,理论上不同的微信付款码的总数为个,而已知宇宙空间中原子总数约为个,则下列数据中与的值最接近的是(参考数据:)( )
A. B. C. D.
2.(2026·天津南开·二模)已知,则( )
A. B. C. D.
3.(多选)(2026·山东聊城·模拟预测)已知正数满足,则( )
A. B.的最小值为2
C.的最小值为9 D.的最小值为1
4.(25-26高二下·天津津南·期末)已知 ,且 ,则 的最小值为_____.
5.(25-26高一上·陕西西安·阶段检测)(1)18世纪,瑞士数学家欧拉发现指数与对数的联系,他指出“对数源出于指数”.为了计算对数的方便,常运用换底公式将代数式中不同底的对数化为同底的对数.
①请写出对数的换底公式;
②请依据对数的换底公式证明.
(2)请分别计算下列两小问中x,y的值:
①;
②实数a,b满足.
迁移创新
1.(25-26高三下·北京·阶段检测)已知且,则下列结论中不一定正确的是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一下·江苏盐城·阶段检测)下列各式:①,②,③,④,其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(2026高二下·全国·竞赛)设正实数,,同时满足,,,则的值为__________.
4.(25-26高三上·福建厦门·阶段检测)若,且,则______.
5.(25-26高一上·江苏南通·阶段检测)__________.
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第四章
指数与对数
4.2 对数
课标要点
1.理解对数的概念及其运算性质; 2.熟悉自然对数和常用对数;
3.会用对数的定义进行对数式与指数式的互化。
4.会用对数的运算性质进行一些简单的化简、计算;
5.熟练掌握对数的换底公式,能将一般对数转化为自然对数和常用对数,并能进行简单的化简、计算;
6.通过运用对数的运算性质进行化简求值,提升学生的数学抽象素养和数学运算素养。
学习重难点
重点:理解和掌握对数的概念及其运算;
难点:1.熟练掌握指对数形式的互化,会求简单的对数值
2.对数的运算性质及换底公式
知识点 对数的概念
1、对数的概念:一般地,如果(,且),那么数叫做以为底的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数.
特别提醒规定,且的原因:
1)当时,取某些值时,的值不存在,如:是不存在的
2)当时,当时,的值不存在,如:是不成立的;当时,则的取值时任意的,不是唯一的
3)当时,当,则的值不存在;当时,则的取值时任意的,不是唯一的
随学随练
1.对数中实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由对数式的底数为大于零且不等于1的实数,真数为正实数,
得,即,解得或,
所以实数a的取值范围是.
2.使式子有意义的的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据对数的底大于零且不等于1,真数大于零列出不等式组,解不等式组即可.
【详解】由对数的概念得,解得或,
故的取值范围是.
故选:D.
3.(25-26高一上·上海·期中)使得表达式有意义的范围是____________________.
【答案】
【分析】根据真数和底数需满足的条件得到不等式,求出答案.
【详解】由题意得,解得.
故答案为:
知识点 常用对数与自然对数
①常用对数:将以10为底的对数叫做常用对数,并把记为
②自然对数:是一个重要的常数,是无理数,它的近似值为2.718 28.把以为底的对数称为自然对数,并把记作
特别提醒
“”同+、-、×等符号一样,表示一种运算,即已知一个底数和它的幂求指数的运算,这种运算叫对数运算,不过对数运算的符号写在数的前面
知识点指数式与对数式相互转化 (重点)
当且,
随学随练
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)化为对数式是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用指数与对数的互化直接求解即可.
【详解】因为,所以.
2.(25-26高一上·上海·期中)把指数式“”写成对数式__________.
【答案】
【分析】由对数的定义即可求解.
【详解】由得:,
故答案为:
3.(24-25高一上·全国·课后作业)将下列指数式化为对数式:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】直接利用指数和对数的关系实现指对互化.
【详解】(1)由,得.
(2)由,得.
(3)由,得.
知识点 对数性质
①负数和零没有对数.
②对于任意的且,都有,,;
③对数恒等式: (且)
知识点对数的运算性质(重点)
当且,,
①
②
③()
④()
⑤()
随学随练
1.(25-26高一下·天津河北·开学考试)___________.
【答案】
【详解】
2.(25-26高一上·浙江杭州·期末)_______.
【答案】1
【分析】根据对数运算性质和运算法则以及指数运算法则即可得到答案.
【详解】原式.
故答案为:1.
3.(26-27高一上·全国·课堂例题)计算:.
【答案】
【分析】根据对数的运算法则即可求解.
【详解】原式.
知识点换底公式(重点)
换底公式:(且,,,且)
特别的:
随学随练
1.(23-24高一上·海南海口·阶段检测)已知,,则________.(用,表示).
【答案】
【分析】由对数的运算法则进行求解.
【详解】由,得,
则,
因为,
所以.
2.(25-26高一上·上海·期中)已知实数,且,则________.
【答案】16
【详解】由换底公式可得 ,且,故。
设(),则原方程可化为:,
两边同乘以整理得 ,
解得或。
∵ ,∴ 舍去,即,
∴ 。
3.(26-27高一上·全国·课堂例题)已知,求:
(1) (用表示).
(2) (用表示).
【答案】(1)
(2)
【分析】先利用指对数互化公式,再由对数运算性质与换底公式化简所求式,代入整理即得.
【详解】(1)因为,所以.
所以;
(2).
拓展运用换底公式证明恒等式
活学活用
1.已知:,求证:.
【答案】证明:设,显然,
则,可得,
所以.
【分析】将指数式化为对数式,再结合对数运算以及换底公式运算分析证明.
【详解】略
2.证明:
(1);
(2).
【答案】
(1).
故.
(2),
【分析】利用换底公式及对数的性质即可证明
【详解】(1).
故.
(2),
【点睛】本题考查换底公式及对数的性质的应用,属于基础题.
题型 对数概念
解题贴士
一般地,如果(,且),那么数叫做以为底的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数.其中特别注意,且
▌例1 (24-25高一上·全国·课后作业)若代数式有意义,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由对数的真数大于0列式即可求.
【详解】由题可得,解得或,
故实数的取值范围为.
故选:D
▌例2 方程解的个数是( ).
A.0个 B.1个 C.2个 D.无穷多个
【答案】A
【分析】根据对数符号有意义得到且,再根据真数相等解方程可得答案.
【详解】根据对数符号有意义可得,即且,
再根据题意可得,即,
解得或,
因为和均不满足且,
所以原方程解的个数为0.
故选:A.
【点睛】本题考查了对数底数和真数的范围,考查了求方程的解的个数,属于基础题.
▌对点练1-1.若,则x的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据对数概念转化对数方程,结合限制条件列不等式组,解得结果.
【详解】且
故选:B
【点睛】本题考查对数方程、对数概念,考查基本分析化简求解能力,属基础题.
▌对点练1-2.(多选)下列选项中,使有意义的a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】利用对数函数的定义列出关于a的不等式组,求解即可.
【详解】要使有意义,则,解得或,
所以a的取值范围是.
故选:BC.
▌对点练1-3.(24-25高一上·上海·随堂练习)若对数有意义,则的取值范围是________.
【答案】
【分析】利用对数的定义,列出不等式组并求解即得.
【详解】依题意,,解得且,
所以的取值范围是.
故答案为:
题型对数式与指数式相互转化(重点)
解题贴士
①指数式化为对数式:将指数式的幂作为真数,指数作为对数,底数不变,写出对数式
②对数式化为指数式:将对数式的真数作为幂,对数作为指数,底数不变,写出指数式
▌例1(24-25高一上·上海·课堂例题)将下列指数式与对数式互化:
(1),指数式为________;
(2),指数式为________;
(3),对数式为________;
(4),对数式为________.
【答案】 ; ; ; .
【分析】运用指对互化规则,“底不变,其他换”即可解题.
【详解】运用指对互化规则,“底不变,其他换”得到.
(1),指数式为;
(2),指数式为;
(3),对数式为;
(4),对数式为.
故答案为:;;;.
▌例2将下列对数式改写为指数式:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】根据指数与对数的运算规则即可将(1)~(4)化为相对应的指数式.
【详解】(1)由可得;
(2)由可得;
(3)由可得;
(4)由可得
▌对点练2-1(24-25高一上·上海·课堂例题)将下列指数式与对数式互化:
(1),对数式为________;
(2),对数式为________;
(3),指数式为________;
(4),指数式为________.
【答案】 ; ; ; .
【分析】运用指对互化规则,“底不变,其他换”,即可转化.
【详解】运用指对互化规则,“底不变,其他换”得到.
(1),对数式为;
(2),对数式为;
(3),指数式为;
(4),指数式为.
故答案为:;;;.
▌对点练2-2把下列指数式写成对数式:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】利用指数式与对数式的互化即可得解.
【详解】(1)根据指数式与对数式的互化,可知可化为.
(2)根据指数式与对数式的互化,可知可化为.
▌对点练2-3(24-25高一上·上海·随堂练习)将下列指数式与对数式互化.
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】根据指数式和对数式的互换公式直接得出答案:
【详解】(1);
(2);
(3);
(4).
题型对数运算
解题贴士
对数运算时,一定要先统一底数,再按“积变加、商变减、幂前移”的顺序逐步拆解或合并
▌例1(26-27高一上·全国·课堂例题)计算:
【答案】2
【详解】
▌例2计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)11
【分析】(1)利用对数的运算法制与换底公式即可得答案.
(2)利用对数的运算法制与换底公式即可得答案.
【详解】(1)原式
.
(2)原式
.
【点睛】对数式化简或求值的常用方法和技巧
(1)对于同底数的对数式,化简的常用方法是:
(1)“收”,即逆用对数的运算性质将同底对数的和(差)“收”成积(商)的对数,即把多个对数式转化为一个对数式;
(2)“拆”,即正用对数的运算性质将对数式“拆”成较小真数的对数的和(差).
(2)对常用对数的化简要创设情境,充分利用“”来解题.
(3)对含有多重对数符号的对数,应从内向外逐层化简.
(4)当真数是形如“”的式子时,常用方法是“先平方后开方”或“取倒数”.
▌对点练3-1(26-27高一上·全国·课堂例题)计算:
(1)
(2).
【答案】(1)
(2)0
【详解】(1)
.
(2).
▌对点练3-2(25-26高一下·湖南常德·期末)计算:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】根据幂的运算法则和对数的运算法则计算即可.
【详解】(1);
(2);
(3)
.
▌对点练3-3(1)计算:;
(2)已知,求的值.
【答案】(1);(2)4
【分析】根据对数的运算法则及性质计算可得结果.
【详解】(1)原式;
(2)由已知可得,
由,可得,
化简得,即,
解得(舍去),或,则.
题型对数运算性质及其应用(重点)
解题贴士
1、化简复杂对数式时,先统一底数,再按“积变加、商变减、幂前移”的顺序逐步拆解或合并
2、易错点/注意事项
①忘记“只有同底数才能合并运算”的前提;
②错误地将 等同于 ,对数没有加法分配律
▌例1(25-26高一上·山东潍坊·阶段检测)(1)证明对数换底公式:(其中且,且,).
(2)已知,试用表示.
(3)化简:
【答案】(1)证明:设,即.
两边取以为底的对数,得.
因为,,,
因此上式两边可除以,得.
所以,.
(2);
(3)
【分析】(1)将对数式转化为指数式,利用对数的运算性质即可证明.
(2)根据换底公式以及对数运算法则化简即得.
(3)根据对数运算性质和法则化简计算即得.
【详解】(1)略;
(2)因为,因此.
(3)
.
▌例2(24-25高一上·全国·周测)(1)已知,求的值;
(2)已知,求的值.
【答案】(1);(2)1
【分析】先利用指对互化,再利用换底公式化简.
【详解】(1)由已知,,
所以.
(2)因为,所以,解得,
,解得,
所以.
▌对点练4-1(25-26高一上·河南洛阳·阶段检测)(1)计算的值;
(2)已知,,试用表示.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)根据对数运算,指数运算法则运算求解即可;
(2)根据换底公式,结合对数运算求解即可.
【详解】(1)原式.
(2)因为,所以,
所以.
▌对点练4-2(25-26高一上·福建南平·阶段检测)计算下列各式值:
(1)
(2)已知,试求的值.
【答案】(1)
(2)1
【分析】(1)根据对数的定义结合对数的运算性质求解即可;
(2)将指数式化为对数式,结合对数的运算性质求解即可.
【详解】(1)原式
.
(2)因,则,
可得,,
则,,
所以.
▌对点练4-3(25-26高一上·上海·期中)(1)已知,,均为不等于1的正数,求证:;
(2)已知,,用,表示,.
【答案】(1),,均为不等于1的正数,令,则,
所以.
(2),
【分析】(1)设,然后对数式化指数式代入原式右边化简即可;
(2)根据对数运算性质及换底公式计算可得结果.
【详解】(1)略
(2)因为,所以,所以,又,
所以,
.
题型换底公式的应用(重点)
解题贴士
1、遇到不同底数的对数比较大小或混合运算时,利用换底公式统一为常用对数()或自然对数(),便于化简与计算.
2、易错点/注意事项
换底时分子分母写反,误将 写成.
▌例1(26-27高一上·全国·课堂例题)计算.
【答案】
【分析】由于题目中各个对数的底数都不相同,解答本题时可先通过对数换底公式统一底数,再进行化简求值.
【详解】原式
.
▌例2(25-26高一上·新疆阿克苏·期末)(1)已知:,,求的值;
(2)若,,用含、的式子表示.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)利用指数幂的运算性质计算可得出的值;
(2)利用换底公式结合对数的运算性质可将用、表示.
【详解】(1)因为,,则;
(2)因为,,所以.
▌对点练5-1(25-26高一上·河南洛阳·阶段检测)(1)计算:.
(2)求值:.
(3)已知,请用表示.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)根据指数幂的运算性质求解出结果;
(2)根据对数的运算性质结合换底公式求解出结果;
(3)先指对互化表示出,再利用换底公式求解出结果.
【详解】(1)原式
.
(2)原式
.
(3)因为,所以,
所以.
▌对点练5-2(25-26高一上·广东东莞·期中)(1)求值:;
(2)已知,,请用、表示.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)利用对数、指数的运算性质计算可得出所求代数式的值;
(2)由已知条件得出,结合换底公式、对数的运算性质可将用、表示.
【详解】(1)原式
;
(2)因为,所以,则,
又因为,.
▌对点练5-3(2026高三·全国·专题练习)计算:.
【答案】
【分析】根据给定条件,利用对数换底公式及性质计算得解.
【详解】.
题型 对数方程求解(重点)
解题贴士
对数方程主要有两种类型,第一种类型的对数方程两边都是对数式且底数相同,根据真数相
同转化为关于的方程求解;第二种类型的对数方程可整理成关于的(一元二次)方程,解出
的值,求
▌例1(26-27高一上·全国·课堂例题)求下列各式中的值.
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】利用对数的性质和指数式与对数式的互化关系求解.
【详解】(1)由,得,
故.
(2)由,得,故.
(3)因为,
所以,所以.
▌例2求下列各式中的x的值.
(1).
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)9
(3)2
【分析】根据对数与指数的互化,结合指数的运算性质逐一求解;
【详解】(1)由,得;
(2)由,得,所以;
(3)因为,所以,所以.
▌对点练6-1(2026高一·全国·专题练习)完成如下问题:解方程:.
【答案】3或4
【分析】先根据对数值为0,转化为,再结合底数的限制即可求解方程.
【详解】因为,所以,所以或.
▌对点练6-2(24-25高一上·全国·周测)求下列各式中的的值.
(1);
(2).
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)利用对数的定义以及指对互化即可求出;
(2)化简,再利用对数的定义即可.
【详解】(1)因为,所以,所以.
(2)因,所以,
所以.
▌对点练6-3(24-25高一下·福建泉州·开学考试)求下列各式中的值:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)或;
(2);
(3).
【分析】(1)根据条件,利用特殊的对数值,得到,即可求解;
(2)根据条件,利用特殊的对数值及对数的定义,得到,且不为,即可求解;
(3)根据条件,利用特殊的对数值及对数的定义,即可求解.
【详解】(1)因为,所以,解得或.
(2)因为,所以,解得或,
当时,,不符合题意,
当时,,所以.
(3)因为,所以,所以,故.
题型有附加条件的对数求值问题(难点)
解题贴士
带附加条件的对数问题主要是已知一些对数值或其等量关系,利用这些条件来表示所要求
的式子,解此类问题要充分利用对数的转化,同时,还要注意整体思想的应用.
▌例1(2026·福建福州·三模)已知,若,则( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【详解】由,得,,.
令(且),则,,;
;
且,.
,即;
,即,解得.
▌例2若,则_____.
【答案】0
【分析】首先进行指对互化,再由换底公式得出、、的值,代入求解即可.
【详解】设,
则,
所以,
,
所以.
故答案为:.
▌对点练7-1(25-26高一下·贵州贵阳·阶段检测)已知()且,则实数的值为_______________.
【答案】
【详解】由题可知,
因为,所以,
又,所以,
所以,即,
所以,即.
▌对点练7-2(25-26高一下·辽宁盘锦·开学考试)已知,则______.
【答案】/
【分析】根据题意,利用指数式与对数的互化公式,以及对数的运算法则,准确计算,即可求解.
【详解】由,可得,,
则.
▌对点练7-3(25-26高一上·河北唐山·阶段检测)已知,且,则的值为______.
【答案】/
【分析】先利用指数与对数互换得出,然后利用对数运算性质与指数运算性质化简运算即可.
【详解】因为,所以,
由,
所以,解得:,
故答案为:.
题型对数的实际应用
▌例1(26-27高三上·北京·开学考试)德国心理学家艾•宾浩斯研究发现,人类大脑对事物的遗忘是有规律的,他依据实验数据绘制出“遗忘曲线”.“遗忘曲线”中记忆率随时间(小时)变化的趋势可由函数近似描述,则记忆率为50%时经过的时间约为( )(参考数据:,)
A.0.2小时 B.0.5小时 C.0.8小时 D.2小时
【答案】B
【分析】根据记忆率为50%列方程,通过两边取常用对数,代入参考数据计算可得t的值.
【详解】由题意,记忆率,
代入函数得,,移项整理得,
两边取以10为底的对数,根据对数运算性质可得,,
将、代入,
结合参考数据,得,
,
因此,
则小时.
▌例2(2025高三上·全国·竞赛)在某个外星世界中,生物的最大奔跑速度取决于它的脚趾数量和眼睛数量.在速度以厘米每小时为单位时,两者的关系可表示为,其中均为整数常数.所有生物都有5根脚趾的种群满足;所有生物都有25只眼睛的种群满足,这里的对数均以10为底.问的值是多少?( )
A.20 B.21 C.22 D.23 E.24
【答案】C
【详解】对两边同时取以为底的对数,可得.
∵ 当种群脚趾数量为定值时,,
对比上式系数可得:,且 ①.
∵ 当种群眼睛数量为定值时,,
对比上式系数可得:,且 ②.
将代入①,得,
∴ ,∴ .
将代入②验证:
左边,符合等式.
∴ .
▌对点练8-1(25-26高一上·广东深圳·阶段检测)我们可以把看作是每天的“进步”率都是1%,一年后是;而把看作是每天的“落后”率都是1%,一年后是;这样,一年后“进步”的是“落后”的倍.那么当“进步”的是“落后”的10倍,大约经过( )天.(参考数据:,)
A.110 B.115 C.120 D.125
【答案】B
【分析】根据给定条件,列式并利用对数运算求解.
【详解】设经过天“进步”的值是“落后”的10倍,根据题意,每天进步1%时,天后的进步值为,每天退步1%时,天后的退步值为,则,即,
则,
所以大约经过115天,“进步”的值是“落后”的10倍.
▌对点练8-2(2026·北京·三模)物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却定律来描述:设物体的初始温度是,后的温度是,则,其中表示环境温度,称为半衰期.现有一杯的咖啡放在的房间中,如果咖啡降温到大约需要20min,那么降温到大约需要( )(参考数据;)
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先求出半衰期,再根据指数,对数的运算性质及换底公式计算即可.
【详解】由题意可得,即,解得.
设降温到大约需要,则,即,
所以,
解得,所以大约需要.
▌对点练8-3(2026·安徽·三模)股票是一种有价证券,代表持有者对股份公司的所有权,股票交易是一种重要的金融市场行为.已知某支股票的当前价格为12元每股,交易所规定每个交易日该股票价格的最大涨幅为20%(达到最大涨幅时称为“涨停板”),最大跌幅也为20%(达到最大跌幅时称为“跌停板”),现在不考虑其他限制,设个交易日后该股票价格达到60元每股,则的最小值为( )(参考数据:,)
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】C
【分析】根据每日最大涨幅列出个交易日后股票价格满足的不等式,两边取常用对数后结合给定参考数据计算,得到的最小正整数值.
【详解】要让最小,需要每个交易日都涨停(每天价格变为原来的倍),
因此天后的价格满足不等式化简得,
两边取常用对数,得
因为,
,
所以,
因为是正整数,所以的最小值为.
基础通关
1.(2026高一·全国·专题练习)若与互为相反数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据对数的运算性质即可求得结果.
【详解】与互为相反数,
,则.
2.(25-26高三上·四川广安·阶段检测)设,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,得,
则有,所以.
3.(25-26高二下·天津红桥·期末)已知,,则( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【详解】因为,,
所以.
4.(25-26高一下·四川乐山·期末)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以,所以.
5.(25-26高三下·浙江杭州·阶段检测)已知,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【详解】由,得,而,
则.
6.(25-26高三下·浙江嘉兴·阶段检测)设,下列等式:
①;
②;
③;
④.
其中正确的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【分析】根据给定条件,取特殊值逐一计算判断即可.
【详解】对于①②③,由,令,
,①错误;
,②错误;
,③错误;
对于④,取,,④错误,
因此①②③④都错误.
7.(多选)(25-26高二下·辽宁辽阳·期末)下列结论正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】根据对数运算的相关公式和性质,逐项计算,即可求解.
【详解】对于A选项,因为,所以,故A正确;
对于B选项,,故B正确;
对于C选项,,故C正确;
对于D选项,,故D错误.
8.(多选)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【详解】,所以,所以,故A正确,B错误;,故C错误,D正确.
9.(26-27高一上·全国·课后作业)若a=lg 2,b=lg 3,则10a+2b的值为________,的值为________.
【答案】 18
【分析】首先进行指对互换,即,,再利用指数幂的运算规则计算即可.
【详解】,,则,
.
10.(25-26高二下·天津滨海新区·期末)已知实数,满足:,且,则_______.
【答案】
【分析】化成对数式后根据对数的运算法则计算即可.
【详解】由题,
所以.
素养提升
1.(25-26高一下·湖南邵阳·期末)随着微信的普及,越来越多的人们购物优先选用微信支付.已知市面上最常见的微信付款码是由点阵构成,理论上不同的微信付款码的总数为个,而已知宇宙空间中原子总数约为个,则下列数据中与的值最接近的是(参考数据:)( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】计算出,即可选出答案.
【详解】,
所以
2.(2026·天津南开·二模)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由可得,
则,
所以.
3.(多选)(2026·山东聊城·模拟预测)已知正数满足,则( )
A. B.的最小值为2
C.的最小值为9 D.的最小值为1
【答案】AC
【分析】先根据对数的运算法则对已知等式进行化简,得到的关系,然后根据基本不等式逐一验证.
【详解】,
解得,即,选项A正确;
,即,则,所以的最小值为4,选项B错误;
,则,
,
当且仅当,时等号成立,即,选项C正确;
,当且仅当时成立,
而,则,所以取不到,选项D错误.
4.(25-26高二下·天津津南·期末)已知 ,且 ,则 的最小值为_____.
【答案】
【详解】,
因为,所以,
所以,当且仅当,
即时取得等号,
所以 的最小值为.
5.(25-26高一上·陕西西安·阶段检测)(1)18世纪,瑞士数学家欧拉发现指数与对数的联系,他指出“对数源出于指数”.为了计算对数的方便,常运用换底公式将代数式中不同底的对数化为同底的对数.
①请写出对数的换底公式;
②请依据对数的换底公式证明.
(2)请分别计算下列两小问中x,y的值:
①;
②实数a,b满足.
【答案】(1)①;
②;
(2)①;②
【分析】(1)①直接写出换底公式;②利用对数换底公式证明;
(2)①利用换底公式求值;②由已知得,再利用换底公式和对数运算性质求值.
【详解】(1)①对数的换底公式:;
②略
(2)①;
②因为,则,
所以.
迁移创新
1.(25-26高三下·北京·阶段检测)已知且,则下列结论中不一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】考查对数的运算性质以及基本不等式的应用,解题的关键在于根据对数的运算法则对各选项进行化简,再结合已知条件且进行分析判断.
【详解】对于A:,A正确;
对于B:取,,,,B错误;
对于C:因为,所以,因为,所以,当时,,此时,,选项C正确;
当时,,根据均值不等式,,因为,故,选项C正确;
对于D:因为,所以,因为,所以, ,选项D正确.
2.(25-26高一下·江苏盐城·阶段检测)下列各式:①,②,③,④,其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据指数幂以及对数的运算性质,即可结合选项逐一求解.
【详解】,
,
,
,
故③④正确,①②错误,
其中正确的个数为2.
3.(2026高二下·全国·竞赛)设正实数,,同时满足,,,则的值为__________.
【答案】
【分析】利用对数的换底公式统一底数求解.
【详解】可化为,即,所以①
可化为,同理得②,
可化为,同理得③
将①②③式相加得
得到,即,所以,所以.
4.(25-26高三上·福建厦门·阶段检测)若,且,则______.
【答案】3
【分析】将化为对数式,根据题干得到关于的方程,求解方程即可.
【详解】由可得,,
则,
因为,且,
所以,
即得,解得或(不符合题意舍去),
故答案为:3.
5.(25-26高一上·江苏南通·阶段检测)__________.
【答案】
【分析】利用对数的运算法则求解即可.
【详解】,
故答案为:
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