4.3 对数 知识清单-2026-2027学年高一上学期数学人教A版数学必修第一册

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4.3 对数

知识点梳理 · 人教A版 必修第一册 第四章

一体两译 · 五译定则版式

对应教材 P122—P126 | 4.3.1 对数的概念(P122—P123)、4.3.2 对数的运算(P124—P126)

★ 本课分数集中在三处:一是指数式与对数式的互化——它是全篇的总开关,后面每一道题都要先「翻一次面」才能动手;二是三条运算性质——乘变加、除变减、指数搬前面,什么时候能拆、什么时候不能拆,全看这三条;三是换底公式——计算器上只有 lg 和 ln,别的底不换成这两样就算不出数。

4.2 的末尾留下了一个没做完的题:B 地景区的游客人次满足 y = ,顺着算能求出「x 年后是 2001 年的几倍」;可反过来问「经过多少年是 2001 年的 2 倍」,就卡住了——那要解 = 2,已知底数和幂,求指数。前面学过的一切运算在这里都不够用。这一课要给这件事造一门新写法。

本课地图 · 五译一览

这一译做什么

一句话结论

关键式子

最容易栽在哪里

对应教材

译一  从算不出的方程里认出需求

已知底数和幂、求指数,这是一门新运算

= 2 求 x

把 = 3 当成算得出来的题

4.3 开篇(P122)

译二  把同一个关系写成两种样子

指数式与对数式说的是同一件事

= N ⟺ x =

把幂和真数、指数和对数搬错了位置

4.3.1 定义与例 1(P122)

译三  从两种写法里读出结论

1 的对数是 0,底数的对数是 1

= 0, = 1

把 0 和 1 记反;忘了真数必须大于 0

4.3.1 性质与例 2(P123)

译四  把乘除幂译成加减乘

同底才能拆,同底才能收

= +

给加法套上对数性质,写成

4.3.2 性质与例 3、例 4(P124)

译五  换一种底,再译一次

换底不换数,只为让计算器认得它

=

分不清谁是分子、谁是分母

4.3.2 换底公式与例 5(P125—P126)

 

译一 · 从算不出的方程里认出需求

教材先把 4.2.1 那道游客人次的题拿回来。B 地景区从 2001 年起游客人次的年增长率约为 0.11,所以经过 x 年后的人次是 2001 年的 y 倍,y = 。顺着算没问题:想知道 4 年后是page number 0

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几倍,把 x = 4 代进去就行。可要是反过来问:经过多少年,人次才达到 2001 年的 2 倍?那就要从 2 = 里把 x 解出来。

先看这件事的性质:已知什么、求什么

把前面学过的运算摆在一起看,就能发现缺口在哪里。一个幂 = N 里有三个数:底数 a、指数 x、幂 N。知道其中两个求第三个,用到的运算并不一样。

已知什么

求什么

用什么运算

已知底数与指数

求幂 N

乘方运算,如 = 8

已知指数与幂

求底数 a

开方运算,如 = 8 ⟹ x = 2

已知底数与幂

求指数 x

前面两种都不够用——这正是本节要补上的那种运算

 

第一类问题初中就会做,第二类问题 4.1 学根式时也解决了。第三类问题才是新的:底数已经知道,幂也摆在那里,偏偏指数藏在上面不知道。

方程

用已有运算能不能求出 x

为什么

= 4

能,x = 2

4 正好是 2 的整数次幂,一眼看得出来

= 8

能,x = 3

8 正好是 2 的整数次幂

= 3、 = 2、 = 5

不能

右边的数不是底数的整数次幂,x 只能夹在两个整数之间,没有现成的写法

 

教材把这件事一句话说透:上述问题实际上就是从 2 = 、3 = 、4 = 、… 中分别求出 x,即已知底数和幂的值,求指数。既然前面两种运算都办不到,就得给这个「求出来的数」起个名字、定个记号。

一译一记:指数与对数是一体两面——凡是「已知底数和幂、求指数」的问法,答案就用对数来表示,比如 = 2 的解记作 x = 。

译二 · 把同一个关系写成两种样子

教材给出的定义是一句话,读的时候要盯住两个地方:谁规定、谁被规定。

定义(对数)  一般地,如果 = N(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 叫做对数的底数,N 叫做真数。
「log」是 logarithm(对数)的缩写。

 

定义反过来读一遍就明白了: = N 与 x = 是同一个关系的两种写法。左边那种叫指数式,右边那种叫对数式,两个式子里底数 a 始终不动,只是另外那两个数换了岗位、换了称呼。page number 1

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位置

在指数式 = N 里

在对数式 x = 里

这个数的限制

底下那个数 a

底数

底数

a > 0,且 a ≠ 1

上面那个数 x

指数

对数

x 可以取任意实数

结果那个数 N

幂

真数

N > 0

 

动笔写对数式之前的三条提醒

提醒

为什么要记这一条

是一个整体,不能拆开写

它是一个数,是一种取对数的运算结果,不像除号那样可以拆成两半

读作「以 a 为底 N 的对数」

读的时候底数在前、真数在后,与写的位置一致

底数写在 log 的右下角,真数写在右边

右下角那个小字就是底数,别把它当成系数或乘数

 

两种特殊对数:底数换成 10 和 e

实际计算中,用得最多的是两种底。以 10 为底的对数叫常用对数,记作 lg N;以无理数 e = 2.718 28… 为底的对数叫自然对数,记作 ln N。教材特别设了一个「实践」栏,让同学们上网查一查 e 是怎样一个数。

名字

底数

记法

一个例子

常用对数

10

lg N(省略右下角的 10)

lg 100 = 2

自然对数

无理数 e = 2.718 28…

ln N(省略右下角的 e)

ln e = 1

 

例 1(教材 4.3.1 例 1):指数式与对数式的互化

把下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:

(1) = 625;(2) = ;(3) = 5.73;(4) = −4;(5)lg 0.01 = −2;(6)ln 10 = 2.303。

教材 4.3.1 例 1 的六个小题与其答案(第一列是原题里的小题号)

小题

原来的写法

化成另一种写法

(1)

= 625

= 4

(2)

=

= −6

(3)

= 5.73

= m

(4)

= −4

= 16

(5)

lg 0.01 = −2

= 0.01

(6)

ln 10 = 2.303

= 10

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