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
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 |
| 把 | 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 |
| 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 |
| 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
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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 |
已知指数与幂 | 求底数 a | 开方运算,如 |
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 |
| 能,x = 2 | 4 正好是 2 的整数次幂,一眼看得出来 |
| 能,x = 3 | 8 正好是 2 的整数次幂 |
| 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 |
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。
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位置 | 在指数式 | 在对数式 x = | 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 |
| 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) |
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(2) |
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(3) |
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(4) |
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(5) | lg 0.01 = −2 |
|
(6) | ln 10 = 2.303 |
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