内容正文:
第七节 指数与对数的运算
第二章 函数的概念、性质与基本初等函数
1.通过对有理数指数幂、实数指数幂含义的认识,掌握指数幂的运算性质. 2.理解对数的概念和运算性质,利用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数. 3.能够利用指数与对数运算解决一些简单的实际问题.
学习要求
必备知识 自主梳理
内容索引
关键能力 重点探究
3
必备知识 自主梳理
知识梳理
知识点一 指数与指数的运算
1.根式的性质
(1)()n=a(a使有意义).
(2)当n为奇数时,= ;
当n为偶数时,= =
a
|a|
2.分数指数幂的意义
分数
指数幂 正数的正分
数指数幂 给定正数a和正整数m,n(n>1,且m,n互素),若存在唯一的正数b,使得 ,则称b为a的 次
幂,记作________
正数的负分
数指数幂 规定:==(a>0,m,n∈N+,n>1)
0的分数
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
bn=am
3.指数幂的运算性质
(1)aras= (a>0,r,s∈R).
(2)(ar)s=ars(a>0,r,s∈ R).
(3)(ab)r= (a>0,b>0,r∈ R).
ar+s
arbr
知识点二 对数与对数的运算
1.对数的概念
一般地,如果a(a>0,且a≠1)的b次幂等于N,即 ,那么数b称为以 为底 的对数,记作logaN=b.
其中a叫作对数的底数,N叫作真数.
a
N
ab=N
logaM+logaN
logaM-logaN
blogaM
常用结论
1.lg 2+lg 5=1.
2.换底公式的变形:logab·logbc·logcd=logad,lobn=logab(a>0,且a≠1;b>0,且b≠1;c>0,且c≠1;d>0;m≠0).
3.对数值的符号规律:logab>0⇔(a-1)(b-1)>0,logab<0⇔(a-1)(b-1)<0(a>0,且a≠1;b>0,且b≠1).
自我评价
1.若函数f(x)=(a-3)·ax是指数函数,则f()的值为( )
A.2 B.-2
C.-2 D.2
解析:∵函数f(x)是指数函数,
∴a-3=1,∴a=8,
∴f(x)=8x,故f()==2.
D
2.(北师大必修第一册P107T5改编)设a=lg 2,b=lg 3,则log1210=( )
A. B.
C.2a+b D.2b+a
解析:log1210===.
A
3.+(-27-log32·log49= .
解析:原式=+(-3-·=4+9-1=12.
12
关键能力 重点探究
考点一 根式、指数式的化简与求值
[例1] (多选)下列运算正确的是(式中字母均为正数)( )
A.0.2+()0-2-1=0
B.(-()0.5+(0.008×+(π-1)0=
C.(2·)(-6·)÷(-3·)=1
D.若+=,则=
BD
[解析] 对于A,原式=0.5+1-=1,A错误;
对于B,原式=()-2-+()-2×+1=-+25×+1=-+2=,B正确;
对于C,原式=(2)(-6)÷(-3)=[2×(-6)÷(-3)]· =4ab0=4a,C错误;
对于D,当+=时,(+)2=x+2+x-1=6,得x+x-1=4,由(x+x-1)2= x2+2+x-2=16,得x2+x-2=14,所以==,D正确.
方法总结
指数幂的运算首先将根式、分数的分数指数幂统一为整数的分数指数幂,以便利用法则计算,还应注意:
1.有括号的先算括号里的,无括号的先进行指数运算.
2.先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数.
3.底数是负数的,先确定符号;底数是小数的,先化成分数;底数是带分数的,先化成假分数.
跟踪训练
1.(多选)下列计算正确的是(式中字母均为正数)( )
A.=
B.4÷(-)=-6a
C.=
D.已知x2+x-2=2,则x+x-1=2
BCD
解析:对于A,====≠,所以A错误;
对于B,4÷(-)=-6=-6a,所以B正确;
对于C,====,所以C正确;
对于D,因为(x+)2=x2+2+=4,所以x+=±2,又因为x>0,所以x+x-1 =2,所以D正确.
考点二 对数的运算与化简
[例2] 求值:
(1)lg 14-2lg+lg 7-lg 18;
[解] lg 14-2lg+lg 7-lg 18=lg 14-lg+lg 7+lg=lg(14××7×)=lg 1=0.
(2)log35·log57·log79+(lg 2)2+lg 2·lg 5+lg 5-ln(ln e)+.
[解] log35·log57·log79+(lg 2)2+lg 2·lg 5+lg 5-ln(ln e)+
=··+lg 2(lg 2+lg 5)+lg 5-ln 1+
=+lg 2·lg 10+lg 5-ln 1+8
=2+lg 2+lg 5-0+8=11.
方法总结
1.在对数运算中,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,然后用对数运算法则化简合并.
2.先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
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.
跟踪训练
2.求值:+lg 5-lo2×lg 2×log23= .
解析:+lg 5-lo2×lg 2×log23=4+lg 5-×lg 2×log23=4+lg 5-×lg 2×log23=4+lg 5+lg 2=4+lg 10=5.
5
3.= .
解析:原式===-.
-
考点三 指数与对数的综合运算
[例3] (1)已知log23=a,2b=7,用a,b表示log4256=( )
A. B.
C. D.
[解析] 由题意可得b=log27,所以log4256=====.
B
(2)(2026·山东青岛模拟)若abc≠0,且3a=4b=6c,则( )
A.=+ B.=+
C.=+ D.=+
C
[解析] 设3a=4b=6c=t(t>0),则a=log3t,b=log4t,c=log6t,∴==,==,==.
+=+=≠,A错误.
+=+=≠,B错误.
+=+====,C正确.
+=+==≠=,D错误.
方法总结
指对互化的转化技巧
对于将指数恒等式ax=by=cz作为已知条件,求函数f(x,y,z)的值的问题,通常设ax=by=cz=k(k>0),则x=logak,y=logbk,z=logck,将x,y,z的值代入函数f(x,y,z)求解.
跟踪训练
4.若2x=3y=6,则x+y-xy=( )
A. B.
C. D.0
解析:因为2x=3y=6,所以x=log26,y=log36,则=log62,=log63,
所以+=log62+log63=1,所以=1,则x+y-xy=0.
D
5.已知a=log52,2b=3,则log1210= ( )
A. B.
C. D.
解析:因为2b=3,所以b=log23,a=log52=,
即log25=,所以log1210=====.
C
b=a
2.对数的运算性质
若a>0,且a≠1,M>0,N>0,b∈R,则
(1)loga(M·N)= ;
(2)loga= ;
(3)logaMb= .
3.换底公式
若a>0,b>0,c>0,且a≠1,c≠1,则logab=.
$