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沪教版·必修第一册 3.2 对数
3.2 对数 课时作业
沪教版·必修第一册 第3章 幂、指数与对数 班级__________ 姓名__________ 得分________
一、知识梳理
1. 对数的定义
(1)定义: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。
图 3-1 指数式与对数式的互化
(2)互化关系:(,,)。指数式与对数式是同一关系的两种不同写法,底数不变,指数与对数互换位置。
(3)两个重要限制:
①底数 且 ; ②真数 ,即零和负数没有对数。
(4)常用对数与自然对数:
名称
底数
记法
举例
常用对数
(即 )
自然对数
(即 )
(5)基本性质(,):
①; ②; ③();
④对数恒等式:()。
易错提醒:写对数式之前一定要先检查真数是否为正、底数是否符合要求。例如 有意义的条件是 。
2. 对数的运算性质
设 ,,,,则
名称
公式
文字叙述
积的对数
积的对数等于对数的和
商的对数
商的对数等于对数的差
幂的对数
()
幂的对数等于指数乘以对数
方根的对数
由幂的对数直接得到
推导(积的对数):设 ,,则 ,,
于是 ,由定义得 。
易错提醒:
①; ②;
③ 要求 ;而 ()才是恒等式。
常用结论:,这是常用对数计算中最常用的一条。
3. 对数的换底公式
(1)换底公式:(,;;,)。
推导:设 ,则 。两边取以 为底的对数得 ,
因为 ,故 ,所以 。
(2)常用推论:
①,即 (、 均为正数且不等于 );
②();
③(链式相乘,"首尾相接")。
(3)作用:把不同底的对数化为同底(常换成以 或以 为底),便于计算与化简;也便于用计算器求值。
4. 典型例题
例1 求下列各式的值:(1);(2);(3)。
解:(1)设 ,则 ,故 。
(2)设 ,则 ,即 ,故 。
(3)。
例2 计算 。
解:;由对数恒等式得 。
所以原式 。
例3 已知 ,用 表示 与 。
解:由推论①得 ;
。
5. 对数运算的常用技巧
(1)"凑 ":常用对数计算中,看到 与 就想到 ;看到 与 、 与 也要立刻联想到它们的乘积是 的整数次幂。
(2)化幂为积:把真数中的 、、、、 等先写成 、 的幂或分数指数幂,再用幂的对数公式把指数提到前面。
(3)统一底数:题中出现多个不同底的对数时,一律用换底公式换成以 (或以题中出现最多的那个数)为底。
(4)整体代换:已知 、 一类条件时,把待求式的真数分解成 、、 的乘积或商。例如
。
(5)先定义域,后变形,再检验:这是处理一切含对数的方程与化简问题的基本程序。
二、课时作业
(一)选择题(每小题 5 分,共 40 分)
1.若 ,则 用对数式表示为( )
A. B. C. D.
2. 的值是( )
A. B. C. D.
3.使 有意义的 的取值范围是( )
A. B. C. D.
4. 的值是( )
A. B. C. D.
5. 的值是( )
A. B. C. D.
6. 的值是( )
A. B. C. D.
7.已知 ,,则 等于( )
A. B. C. D.
8.若 ,(,),则 等于( )
A. B. C. D.
(二)填空题(每小题 5 分,共 30 分)
9.把指数式 化为对数式是 ;把对数式 化为指数式是 .
10. .
11. .
12. .
13.若 ,则 .
14. .
(三)解答题(共 50 分)
15.(8 分)求下列各式的值:
(1); (2); (3)(,)。
16.(8 分)计算:
(1); (2); (3)。
17.(10 分)用 、、 表示下列各式(式中字母均为正数, 且 ):
(1); (2)。
18.(12 分)已知 ,,求下列各式的近似值(结果保留四位小数):
(1); (2); (3)。
19.(12 分)解下列关于 的方程:
(1); (2)。
三、参考答案与解析
(一)选择题
1.A 由定义 ,底数 不变,指数 成为对数值,真数为 ,故 。选 A。
2.B 设 ,则 ,故 。选 B。
3.C 真数必须大于零,故 ,解得 。选 C。
4.B ,故原式 。选 B。
5.B 由对数恒等式 得 。选 B。
6.B 由换底公式(链式相乘)得 。选 B。
(也可这样算:。)
7.B 。选 B。
8.C 。由 得 ;由 得 。
所以 。选 C。
(二)填空题
9.;
解析:互化时底数不变,指数与对数值互换。 中底数为 、指数为 、幂为 ,故对数式为 。
10.
解析:。也可用推论②:。
11.
解析:。
12.
解析:提取公因式 :
原式 。
13.
解析:由定义得 ,故 。检验: 时真数 ,符合。
14.
解析:连续使用链式换底:,再乘 得 ,再乘 得 。
(三)解答题
15.解:(1)设 ,则 ,故 。
(2)设 ,则 ,即 ,故 ,。
(3),,故原式 。
16.解:(1)。
(2)。
(3);又 。
所以原式 。
17.解:(1)
。
(2)。
注意:先用商的对数拆开分子分母,再用积的对数拆开各因式,最后用幂的对数把指数提到前面,顺序不能乱。
18.解:(1)。
(2)。
(3)
。
19.解:(1)由真数为正得 且 ,故 。
原方程化为 ,即 ,
所以 , 或 。因 ,故 舍去,得 。
(2)由真数为正得 且 ,故 。
原方程化为 ,即 ,
所以 ,,。检验 ,符合要求。
警示:解对数方程必须先确定定义域(真数大于零),最后代回检验,否则极易产生增根。
四、变式训练(选做)
20.已知 ,,试用 、 表示 ,并求 。
21.计算:。
22.已知 ,,且 ,求 的值。
23.计算:。
24.已知 ,,且 ,求 的值。
变式训练参考答案
20.解:由换底公式的链式推论得 。
又 。
21.解:由推论 得
。
22.解:由 ,故已知条件即 。
因为常用对数的真数相等时两数相等,所以 。
又 ,,故 。
23.解:注意到 ,故 。于是
原式
。
24.解:由对数有意义得 ,,。
原式化为 ,故 。
展开得 ,即 ,
因式分解得 ,所以 或 。
若 ,则 ,与 矛盾,舍去;
若 ,则 ,符合要求。
所以 。
本节易错点小结
(1)忽视真数大于零、底数大于零且不等于 的限制条件;
(2)误认为 或 ;
(3) 与 混为一谈(前者是换底公式的形式,后者是商的对数);
(4)解对数方程时不验根,把增根当作方程的解;
(5) 中把 可能为负的情形忽略。
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