4.3 对数(9大培优题型)-2026-2027 学年高一上学期数学新教材同步培优讲义(人教A版必修第一册)
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内容正文:
4.3 对数
目录
01 思维导图 2
02 知识回顾 3
知识点一、对数概念 3
知识点二、对数的运算法则 3
知识点三、对数公式 4
03 题型精讲 5
题型一:对数的概念与定义辨析 5
题型二:指数式与对数式的互化 5
题型三:对数恒等式的应用 6
题型四:积、商、幂形式的对数运算 7
题型五:对数方程的求解 7
题型六:换底公式的灵活应用 8
题型七:利用已知对数表示未知对数式 8
题型八:常见对数恒等式的证明 8
题型九:对数运算的综合应用 10
04 课后精练 13
05 培优拓展 16
知识点一、对数概念
1、对数的概念
如果,那么数b叫做以a为底N的对数,记作:.其中叫做对数的底数,叫做真数.
知识点诠释:
对数式中各字母的取值范围是:且,,.
2、对数(且)具有下列性质:
(1)0和负数没有对数,即;
(2)1的对数为0,即;
(3)底的对数等于1,即.
3、两种特殊的对数
通常将以10为底的对数叫做常用对数,.以e(e是一个无理数,)为底的对数叫做自然对数,简记为.
4、对数式与指数式的关系
由定义可知:对数就是指数变换而来的,因此对数式与指数式联系密切,且可以互相转化.它们的关系可由下图表示.
由此可见a,b,N三个字母在不同的式子中名称可能发生变化.
知识点二、对数的运算法则
已知,(且,、)
(1)正数的积的对数等于同一底数各个正数的对数的和;
推广:
(2)两个正数的商的对数等于被除数的对数减去除数的对数;
(3)正数的幂的对数等于幂的底数的对数乘以幂指数;
知识点诠释:
(1)利用对数的运算法则时,要注意各个字母的取值范围,即等式左右两边的对数都存在时等式才能成立.
(2)不能将和、差、积、商、幂的对数与对数的和、差、积、商、幂混淆起来,即下面的等式是错误的:
,
,
.
知识点三、对数公式
1、对数恒等式:
2、换底公式
同底对数才能运算,底数不同时可考虑进行换底,在a>0,a≠1,M>0的前提下有:
(1)
令,则有,,即,即,即:.
(2),令,则有,则有
即,即,即
当然,细心一些的同学会发现(1)可由(2)推出,但在解决某些问题(1)又有它的灵活性.而且由(2)还可以得到一个重要的结论:.
题型一:对数的概念与定义辨析
【典例1-1】给出下列说法:
①零和负数没有对数;
②任何一个指数式都可以化成对数式;
③以10为底的对数叫作常用对数;
④以为底的对数叫作自然对数.
其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【典例1-2】下列说法:①只有正数有对数;②任何一个指数式都可以化成对数式;③以5为底25的对数等于;④成立.其中正确的个数为
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式1-1】下列命题中:①;②一个数如果不是正数,它就没有对数;③指数式和对数式一定能互相转化;④.其中真命题的个数是
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式1-2】(2026·高一·江苏南京·阶段检测)下列说法中错误的是( )
A.零和负数没有对数 B.任何一个指数式都可化为对数式
C.以10为底的对数叫做常用对数 D.以e为底的对数叫做自然对数
【变式1-3】(2026·高一·全国·周测)若对数式有意义,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【方法技巧与总结】
对数式中各字母的取值范围是:且,,.
题型二:指数式与对数式的互化
【典例2-1】(2026·高一·四川甘孜·阶段检测)下列指数式与对数式互化不正确的一组是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【典例2-2】下列指数式与对数式互化不正确的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【变式2-1】(2026·高一·全国·单元测试)将(且)转化为对数形式,其中错误的是( )
A.; B.;
C.; D..
【变式2-2】(2026·高一·江西南昌·阶段检测)将转化为对数形式,正确的是( )
A.; B.;
C.; D..
【变式2-3】(2026·高一·福建三明·期末)已知,则的值为( )
A.45 B. C. D.
【方法技巧与总结】
对数的定义是对数形式和指数形式互化的依据,而对数形式和指数形式的互化又是解决问题的重要手段.
题型三:对数恒等式的应用
【典例3-1】(2026·高三·四川绵阳·阶段检测)化简的结果为( )
A. B. C. D.
【典例3-2】(2026·高一·江苏南通·阶段检测)计算( )
A.7 B.9 C.10 D.20
【变式3-1】(2026·高一·全国·单元测试)( )
A. B.3 C. D.
【变式3-2】(2026·高一·江苏扬州·阶段检测)( )
A. B. C. D.2
【变式3-3】(2026·湖南·模拟预测)化简( )
A. B. C.5 D.3
【方法技巧与总结】
对数恒等式中要注意格式:①它们是同底的;②指数中含有对数形式;③其值为真数.
题型四:积、商、幂形式的对数运算
【典例4-1】(2026·高一·云南红河·期中)( )
A. B. C.0 D.1
【典例4-2】(2026·高三·浙江杭州·阶段检测)已知,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式4-1】(2026·高一·安徽阜阳·阶段检测)计算 的值为( )
A.
B.
C.
D.
【变式4-2】的值为( )
A.4 B.1 C.6 D.3
【变式4-3】(2026·湖南·模拟预测)若,则( )
A.2 B. C. D.
【方法技巧与总结】
利用对数恒等式、对数性质及其运算性质进行化简是化简对数式的重要途径,因此我们必须准确地把握它们.在运用对数的运算性质时,一要注意真数必须大于零;二要注意积、商、幂的对数运算对应着对数的和、差、积得运算.
题型五:对数方程的求解
【典例5-1】(2026·高一·河北张家口·阶段检测)已知方程的两个根分别为,,则的值是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【典例5-2】(2026·高一·江苏镇江·期中)如果关于的方程的两根分别是,,则的值是( )
A. B. C. D.15
【变式5-1】已知、是方程的两个实根,则
A. B. C. D.
【变式5-2】(2026·高一·重庆·阶段检测)关于的方程的解为___________.
【变式5-3】(2026·高一·上海虹口·期中)设、是关于x的方程的两个实数根,则_______.
【方法技巧与总结】
直接利用定义法或者换元法
题型六:换底公式的灵活应用
【典例6-1】(2026·四川南充·一模)已知,则______.
【典例6-2】 ________ .
【变式6-1】(2026·高一·辽宁盘锦·开学考试)已知,则______.
【变式6-2】(2026·高一·河北唐山·阶段检测)已知,且,则的值为______.
【变式6-3】(2026·高一·河南南阳·期末)若,则______.
【方法技巧与总结】
(1)利用换底公式可以把题目中不同底的对数化成同底的对数,进一步应用对数运算的性质.
(2)题目中有指数式和对数式时,要注意指数式与对数式的互化,将它们统一成一种形式.
(3)解决这类问题要注意隐含条件“”的灵活运用.
题型七:利用已知对数表示未知对数式
【典例7-1】(2026·高一·上海·阶段检测)已知,,用a,b表示______.
【典例7-2】(2026·高一·四川成都·期中)已知,,则用,表示________.
【变式7-1】(2026·高一·天津·阶段检测),则用和表示的结果为_____
【变式7-2】(2026·高一·海南海口·阶段检测)已知,,则________.(用,表示).
【变式7-3】(2026·高一·上海浦东新·期中)设,,则可用含有,的代数式表示为__________.
【方法技巧与总结】
利用对数运算法则的应用进行转换.
题型八:常见对数恒等式的证明
【典例8-1】(2026·高一·上海·单元测试)已知a、b、c为正实数,且a、b、c均不等于1,
(1)求证:;
(2)设,,,为正实数且(且),请把(1)中结论进行推广,并证明.
【典例8-2】已知(,且;,且),试探究a与b的关系,并给出证明.
【变式8-1】求解下列问题:
(1)证明:.
(2)已知,且.
求证:.
【变式8-2】已知,,为正数,,.
(1)求;
(2)证明:.
【变式8-3】(2026·高一·江苏·阶段检测)已知正实数x,y满足.
(1)比较x,y,1三个数的大小;
(2)求的值;
(3)证明:.
【方法技巧与总结】
利用换底公式和作差法进行证明.
题型九:对数运算的综合应用
【典例9-1】(2026·高一·江苏连云港·阶段检测)(1)已知,,用,分别表示和;
(2)已知,求的值.
【典例9-2】(2026·高一·江苏连云港·阶段检测)计算:
(1)
(2).
(3)
【变式9-1】计算:
(1);
(2).
【变式9-2】计算下列各式的值.
(1);
(2).
(3);
(4).
(5) .
(6) .
(7);
(8)
(9);
(10)
(11),
(12),
【变式9-3】计算:
(1);
(2);
(3).
【方法技巧与总结】
(1)利用对数的运算法则时,要注意各个字母的取值范围,即等式左右两边的对数都存在时等式才能成立.
(2)不能将和、差、积、商、幂的对数与对数的和、差、积、商、幂混淆起来.
1.(2026·高一·江苏·期中)设,,则( )
A. B.
C. D.
2.(2026·高一·江苏·期中)已知,则的值为( )
A. B.2
C. D.3
3.(2026·高三·重庆江津·阶段检测)碳14的半衰期约为5730年(即碳14大约每过5730年衰减为原来的一半),经过年后,碳14的含量占比(其中为常数,为初始值),从3万年到4万年,碳14的含量占比由变为,则( )
A. B. C. D.
4.(2026·高三·北京石景山·阶段检测)自然对数的底数e的提出与连续复利问题有关.十七世纪数学家伯努利在研究复利时,设本金是1,银行年利率是100%,n是计息次数,则一年后本金与利息之和为,当n趋于无穷大时,本利和将趋于e.当计息次数时,一年后本利和约为(参考数据:,)( )
A. B. C. D.
5.(2026·高三·河南南阳·阶段检测)已知,则的溶液的是的溶液的的( )
A. B.10倍 C.倍 D.
6.(2026·高三·广东深圳·阶段检测)下列运算正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(2026·高三·天津·阶段检测)已知实数满足,则( )
A. B.8 C. D.9
8.(2026·高三·山东潍坊·阶段检测)已知,,则( )
A. B. C. D.
9.(2026·高三·安徽阜阳·阶段检测)( )
A. B. C. D.
10.(多选题)(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
11.(2026·高三·江苏南京·阶段检测)若,则______.
12.(2026·高三·山西太原·阶段检测)___________.
13.(2026·高三·山西·阶段检测)已知,,若,且,则__________.
14.(2026·高三·天津滨海新区·阶段检测)求值:_______________.
15.(2026·高三·上海浦东新·阶段检测)已知,则________(用含的代数式表示).
16.计算:.
17.;
18.(2026·高一·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:
19.(2026·高一·云南曲靖·阶段检测)求下列各式的值.
(1)
(2)已知试用表示
20.(2026·高一·天津·阶段检测)回答下面3个题:
(1)
(2)若,,求 的值;
(3)记,,用 表示对数 .
21.(2026·高一·河南洛阳·期末)(1)若,求的值.
(2)若,求的值.
1.(2026·高一·上海·期中)若,,则不正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2026·江西·模拟预测)已知正数a,b满足,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
3.(2026·高二·河南南阳·期末)若关于x的不等式恒成立,则( )
A. B.0 C.1 D.2
4.(2026·高一·江苏·阶段检测)若,则( )
A.5 B.6 C.7 D.8
5.(多选题)(2026·高一·河南·期中)已知,则( )
A. B.当时,
C.当时, D.当时,
6.(多选题)(2026·高一·江苏·期中)设,,,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(多选题)(2026·高一·江西景德镇·期末)已知,且,则( )
A. B.
C. D.的最大值为2
8.(2026·高一·江苏南京·阶段检测)已知实数,满足:,,则______.
9.(2026·高一·安徽马鞍山·期末)已知实数、满足,,则___________.
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4.3 对数
目录
01 思维导图 2
02 知识回顾 3
知识点一、对数概念 3
知识点二、对数的运算法则 3
知识点三、对数公式 4
03 题型精讲 5
题型一:对数的概念与定义辨析 5
题型二:指数式与对数式的互化 6
题型三:对数恒等式的应用 8
题型四:积、商、幂形式的对数运算 9
题型五:对数方程的求解 10
题型六:换底公式的灵活应用 12
题型七:利用已知对数表示未知对数式 13
题型八:常见对数恒等式的证明 14
题型九:对数运算的综合应用 16
04 课后精练 22
05 培优拓展 29
知识点一、对数概念
1、对数的概念
如果,那么数b叫做以a为底N的对数,记作:.其中叫做对数的底数,叫做真数.
知识点诠释:
对数式中各字母的取值范围是:且,,.
2、对数(且)具有下列性质:
(1)0和负数没有对数,即;
(2)1的对数为0,即;
(3)底的对数等于1,即.
3、两种特殊的对数
通常将以10为底的对数叫做常用对数,.以e(e是一个无理数,)为底的对数叫做自然对数,简记为.
4、对数式与指数式的关系
由定义可知:对数就是指数变换而来的,因此对数式与指数式联系密切,且可以互相转化.它们的关系可由下图表示.
由此可见a,b,N三个字母在不同的式子中名称可能发生变化.
知识点二、对数的运算法则
已知,(且,、)
(1)正数的积的对数等于同一底数各个正数的对数的和;
推广:
(2)两个正数的商的对数等于被除数的对数减去除数的对数;
(3)正数的幂的对数等于幂的底数的对数乘以幂指数;
知识点诠释:
(1)利用对数的运算法则时,要注意各个字母的取值范围,即等式左右两边的对数都存在时等式才能成立.
(2)不能将和、差、积、商、幂的对数与对数的和、差、积、商、幂混淆起来,即下面的等式是错误的:
,
,
.
知识点三、对数公式
1、对数恒等式:
2、换底公式
同底对数才能运算,底数不同时可考虑进行换底,在a>0,a≠1,M>0的前提下有:
(1)
令,则有,,即,即,即:.
(2),令,则有,则有
即,即,即
当然,细心一些的同学会发现(1)可由(2)推出,但在解决某些问题(1)又有它的灵活性.而且由(2)还可以得到一个重要的结论:.
题型一:对数的概念与定义辨析
【典例1-1】给出下列说法:
①零和负数没有对数;
②任何一个指数式都可以化成对数式;
③以10为底的对数叫作常用对数;
④以为底的对数叫作自然对数.
其中正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】零和负数没有对数,命题①正确;
,不能写成对数式,命题②错误,;
以10为底的对数叫做常用对数,命题③正确;
以为底的对数叫作自然对数,命题④正确;
故正确命题是①③④,
故选:C.
【典例1-2】下列说法:①只有正数有对数;②任何一个指数式都可以化成对数式;③以5为底25的对数等于;④成立.其中正确的个数为
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】对于①,由对数的概念知,负数和0没有对数故①正确;对于②,指数式没有相应的对数式,故②错误;对于③,以5为底25的对数等于2故③错误;对于④,显然不成立,故④错误.
故选:B.
【变式1-1】下列命题中:①;②一个数如果不是正数,它就没有对数;③指数式和对数式一定能互相转化;④.其中真命题的个数是
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【解析】对①,,故①正确;
对②,对数式中的真数恒大于0,所以一个数如果不是正数,它就没有对数,故
②正确;
对③,因为,但它不能化成对数式,故③错误;
对④,由对数式知,所以,故④错误.
故选B.
【变式1-2】(2026·高一·江苏南京·阶段检测)下列说法中错误的是( )
A.零和负数没有对数 B.任何一个指数式都可化为对数式
C.以10为底的对数叫做常用对数 D.以e为底的对数叫做自然对数
【答案】B
【解析】由对数的概念知,指数式中,只有,且的指数式才可以化为对数式,因此零和负数没有对数,把以10为底的对数叫做常用对数,以e为底的对数叫做自然对数,
故选:B
【变式1-3】(2026·高一·全国·周测)若对数式有意义,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】要使对数式有意义,需,解得且,
所以,实数的取值范围是.
故选:B.
【方法技巧与总结】
对数式中各字母的取值范围是:且,,.
题型二:指数式与对数式的互化
【典例2-1】(2026·高一·四川甘孜·阶段检测)下列指数式与对数式互化不正确的一组是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】C
【解析】由可得 ,C不正确
故选:C
【典例2-2】下列指数式与对数式互化不正确的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】B
【解析】对于A:可化为:,∴A正确;
对于B:化成指数式为,∴B不正确;
对于C:可化为与,∴C正确;
对于D:可化为:,∴D正确.
故选:B.
【变式2-1】(2026·高一·全国·单元测试)将(且)转化为对数形式,其中错误的是( )
A.; B.;
C.; D..
【答案】D
【解析】根据对数式与指数式的关系,
若,则,即,所以A正确;
若,则,即,所以B正确;
若,则,即,所以C正确;
由得,与已知不等,所以D错误.
故选:D.
【变式2-2】(2026·高一·江西南昌·阶段检测)将转化为对数形式,正确的是( )
A.; B.;
C.; D..
【答案】C
【解析】根据对数的定义和.
故选:C.
【变式2-3】(2026·高一·福建三明·期末)已知,则的值为( )
A.45 B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,
又因为,所以,
所以.
故选:B.
【方法技巧与总结】
对数的定义是对数形式和指数形式互化的依据,而对数形式和指数形式的互化又是解决问题的重要手段.
题型三:对数恒等式的应用
【典例3-1】(2026·高三·四川绵阳·阶段检测)化简的结果为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】;
故选:A.
【典例3-2】(2026·高一·江苏南通·阶段检测)计算( )
A.7 B.9 C.10 D.20
【答案】D
【解析】.
故选:D
【变式3-1】(2026·高一·全国·单元测试)( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【解析】.
故选:C.
【变式3-2】(2026·高一·江苏扬州·阶段检测)( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【解析】∵,
∴.
故选:A.
【变式3-3】(2026·湖南·模拟预测)化简( )
A. B. C.5 D.3
【答案】A
【解析】.
【方法技巧与总结】
对数恒等式中要注意格式:①它们是同底的;②指数中含有对数形式;③其值为真数.
题型四:积、商、幂形式的对数运算
【典例4-1】(2026·高一·云南红河·期中)( )
A. B. C.0 D.1
【答案】C
【解析】.
【典例4-2】(2026·高三·浙江杭州·阶段检测)已知,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】由,得,而,
则.
【变式4-1】(2026·高一·安徽阜阳·阶段检测)计算 的值为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】因为,,,所以 .
【变式4-2】的值为( )
A.4 B.1 C.6 D.3
【答案】B
【解析】
.
【变式4-3】(2026·湖南·模拟预测)若,则( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】由,得 ,所以.
【方法技巧与总结】
利用对数恒等式、对数性质及其运算性质进行化简是化简对数式的重要途径,因此我们必须准确地把握它们.在运用对数的运算性质时,一要注意真数必须大于零;二要注意积、商、幂的对数运算对应着对数的和、差、积得运算.
题型五:对数方程的求解
【典例5-1】(2026·高一·河北张家口·阶段检测)已知方程的两个根分别为,,则的值是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】D
【解析】由题意可知,即是方程的两个根,
则,可得,
所以.
故选:D
【典例5-2】(2026·高一·江苏镇江·期中)如果关于的方程的两根分别是,,则的值是( )
A. B. C. D.15
【答案】C
【解析】原方程等价于
因式分解得:,
所以,,
所以方程的两根分别为,,所以.
故选:.
【变式5-1】已知、是方程的两个实根,则
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由已知,得,即,又,
所以.
故选B.
【变式5-2】(2026·高一·重庆·阶段检测)关于的方程的解为___________.
【答案】
【解析】由题意,
所以.
故答案为:
【变式5-3】(2026·高一·上海虹口·期中)设、是关于x的方程的两个实数根,则_______.
【答案】
【解析】解:由题知的两个实数根是、,
根据韦达定理有,
即,
即,
.
故答案为:
【方法技巧与总结】
直接利用定义法或者换元法
题型六:换底公式的灵活应用
【典例6-1】(2026·四川南充·一模)已知,则______.
【答案】
【解析】由,可得,,
, ,
所以 .
【典例6-2】 ________ .
【答案】3
【解析】
【变式6-1】(2026·高一·辽宁盘锦·开学考试)已知,则______.
【答案】/
【解析】由,可得,,
则.
【变式6-2】(2026·高一·河北唐山·阶段检测)已知,且,则的值为______.
【答案】/
【解析】因为,所以,
由,
所以,解得:,
故答案为:.
【变式6-3】(2026·高一·河南南阳·期末)若,则______.
【答案】
【解析】由换底公式可得,
整理可得,解得,故,符合题意.
故答案为:.
【方法技巧与总结】
(1)利用换底公式可以把题目中不同底的对数化成同底的对数,进一步应用对数运算的性质.
(2)题目中有指数式和对数式时,要注意指数式与对数式的互化,将它们统一成一种形式.
(3)解决这类问题要注意隐含条件“”的灵活运用.
题型七:利用已知对数表示未知对数式
【典例7-1】(2026·高一·上海·阶段检测)已知,,用a,b表示______.
【答案】
【解析】由题意.
故答案为:
【典例7-2】(2026·高一·四川成都·期中)已知,,则用,表示________.
【答案】
【解析】.
故答案为:
【变式7-1】(2026·高一·天津·阶段检测),则用和表示的结果为_____
【答案】
【解析】由,得,而,
所以.
故答案为:
【变式7-2】(2026·高一·海南海口·阶段检测)已知,,则________.(用,表示).
【答案】
【解析】由,得,
则,
因为,
所以.
【变式7-3】(2026·高一·上海浦东新·期中)设,,则可用含有,的代数式表示为__________.
【答案】
【解析】因为,得,
所以,
所以,
故答案为:.
【方法技巧与总结】
利用对数运算法则的应用进行转换.
题型八:常见对数恒等式的证明
【典例8-1】(2026·高一·上海·单元测试)已知a、b、c为正实数,且a、b、c均不等于1,
(1)求证:;
(2)设,,,为正实数且(且),请把(1)中结论进行推广,并证明.
【解析】(1)证明:
,得证;
(2)推广:.
证明:.
【典例8-2】已知(,且;,且),试探究a与b的关系,并给出证明.
【解析】或,
证明如下:
设,则,
所以,因为,且,所以,即.
当时,,所以;
当时,,所以.
所以或.
【变式8-1】求解下列问题:
(1)证明:.
(2)已知,且.
求证:.
【解析】(1)证明:左边右边
(2)证明:令,则,,,
所以,
,
所以.
【变式8-2】已知,,为正数,,.
(1)求;
(2)证明:.
【解析】(1)令,则,,,
,
,
.
(2)证明:,
,
.
【变式8-3】(2026·高一·江苏·阶段检测)已知正实数x,y满足.
(1)比较x,y,1三个数的大小;
(2)求的值;
(3)证明:.
【解析】(1)由,且,知,即.
由,且,知,即.
综上可知.
(2)由,可得,,
则,,
因此,.
(3)证明:由(2)知,即,
则.
【方法技巧与总结】
利用换底公式和作差法进行证明.
题型九:对数运算的综合应用
【典例9-1】(2026·高一·江苏连云港·阶段检测)(1)已知,,用,分别表示和;
(2)已知,求的值.
【解析】(1)因为,,
所以;
即.
(2)由分别转化为对数式,
即,
即,
结合换底公式可得:
.
【典例9-2】(2026·高一·江苏连云港·阶段检测)计算:
(1)
(2).
(3)
【解析】(1)原式
(2)原式
(3)原式
【变式9-1】计算:
(1);
(2).
【解析】(1)
.
(2)
.
【变式9-2】计算下列各式的值.
(1);
(2).
(3);
(4).
(5) .
(6) .
(7);
(8)
(9);
(10)
(11),
(12),
【解析】(1)
;
(2)
;
(3)
;
(4);
(5)
;
(6)
;
(7);
(8)
;
(9)
;
(10);
(11)
;
(12)
【变式9-3】计算:
(1);
(2);
(3).
【解析】(1)原式;
(2)解法一:;
解法二: ;
(3)原式.
【方法技巧与总结】
(1)利用对数的运算法则时,要注意各个字母的取值范围,即等式左右两边的对数都存在时等式才能成立.
(2)不能将和、差、积、商、幂的对数与对数的和、差、积、商、幂混淆起来.
1.(2026·高一·江苏·期中)设,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由则,
利用换底公式得到,
因为,
,
所以.
2.(2026·高一·江苏·期中)已知,则的值为( )
A. B.2
C. D.3
【答案】C
【解析】已知,故,
,故.
3.(2026·高三·重庆江津·阶段检测)碳14的半衰期约为5730年(即碳14大约每过5730年衰减为原来的一半),经过年后,碳14的含量占比(其中为常数,为初始值),从3万年到4万年,碳14的含量占比由变为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可得,,
则,,故,
即,即,故.
4.(2026·高三·北京石景山·阶段检测)自然对数的底数e的提出与连续复利问题有关.十七世纪数学家伯努利在研究复利时,设本金是1,银行年利率是100%,n是计息次数,则一年后本金与利息之和为,当n趋于无穷大时,本利和将趋于e.当计息次数时,一年后本利和约为(参考数据:,)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当时,一年后本金与利息之和为.
对取自然对数得.
代入参考数据得,
所以.
5.(2026·高三·河南南阳·阶段检测)已知,则的溶液的是的溶液的的( )
A. B.10倍 C.倍 D.
【答案】B
【解析】当时,由,
得,
当时,由,
得,
所以的溶液的是的溶液的的倍.
6.(2026·高三·广东深圳·阶段检测)下列运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】对于A,,故A错误;
对于B,,故B错误;
对于C,,故C错误;
对于D,,故D正确.
7.(2026·高三·天津·阶段检测)已知实数满足,则( )
A. B.8 C. D.9
【答案】A
【解析】由,得
因为,所以
所以
所以
8.(2026·高三·山东潍坊·阶段检测)已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】,,.
9.(2026·高三·安徽阜阳·阶段检测)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】原式
.
10.(多选题)(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
【解析】,
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.
11.(2026·高三·江苏南京·阶段检测)若,则______.
【答案】1
【解析】.
12.(2026·高三·山西太原·阶段检测)___________.
【答案】/
【解析】.
13.(2026·高三·山西·阶段检测)已知,,若,且,则__________.
【答案】/1.5
【解析】由,,,得,
即,则,即,则,
又,则,
所以.
14.(2026·高三·天津滨海新区·阶段检测)求值:_______________.
【答案】/5.875
【解析】
.
15.(2026·高三·上海浦东新·阶段检测)已知,则________(用含的代数式表示).
【答案】
【解析】.
16.计算:.
【解析】
.
17.;
【解析】原式=
=.
18.(2026·高一·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:
【解析】(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)因为,因此.
(3)
.
19.(2026·高一·云南曲靖·阶段检测)求下列各式的值.
(1)
(2)已知试用表示
【解析】(1)
.
(2),
20.(2026·高一·天津·阶段检测)回答下面3个题:
(1)
(2)若,,求 的值;
(3)记,,用 表示对数 .
【解析】(1)原式
;
(2),又,
所以;
(3),
所以.
21.(2026·高一·河南洛阳·期末)(1)若,求的值.
(2)若,求的值.
【解析】(1)因为,所以,,
所以.
(2)若,则,,
所以.
1.(2026·高一·上海·期中)若,,则不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】对于A, ,A 正确;
对于B,由题:,,
所以,
,B正确;
对于C,由选项A可知,所以,
所以,当且仅当时取等号,因为,所以,C错误;
对于D,由选项A可知,由选项B可知,,
由基本不等式得,则,当且仅当时取等号,
因为,所以,D正确.
2.(2026·江西·模拟预测)已知正数a,b满足,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【解析】∵,
∴,且均为正数.
∴,
当且仅当即()时等号成立,故原式最小值为6.
3.(2026·高二·河南南阳·期末)若关于x的不等式恒成立,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】D
【解析】关于x的不等式恒成立.
1、恒成立,
即当时,恒成立,
所以只需,
所以;
2、恒成立恒成立,
即当时,恒成立,而,
当a=0时,不可能对整个区间成立,
故a>0,恒成立,
所以只需,
所以,
联立即,
计算.
4.(2026·高一·江苏·阶段检测)若,则( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】B
【解析】设,根据对数换底公式,得,
已知,代入得:
, 即,
因式分解得:
解得或,
由,得:
若,则;
若,则(与上式对称,取分析即可)。
将代入,得:
化简右边:,因此:
因且,故
解得或(舍去)
则,故:
故选:B
5.(多选题)(2026·高一·河南·期中)已知,则( )
A. B.当时,
C.当时, D.当时,
【答案】ABD
【解析】令,
得,
对于A项,,故A项正确;
对于B项,当时,得,则,
得,故B项正确;
对于C项,当时,得,而,
则,得,但推不出,故C项错误;
对于D项,当时,得,
则
,
而,得,得,得,
得,而,
得,得,得,故D项正确.
6.(多选题)(2026·高一·江苏·期中)设,,,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】因为,,故,且,因此即.
选项A:,故A正确;
选项B:,故B错误;
选项C:,故C正确;
选项D:设,,则 ,, 故.
时,,
所以,等号当且仅当时成立,故D正确.
7.(多选题)(2026·高一·江西景德镇·期末)已知,且,则( )
A. B.
C. D.的最大值为2
【答案】ABD
【解析】∵,
当且仅当,即时取等号.
且,则,
∴,A选项正确;
,当且仅当,即时取等号,
∵,即,∴,
由双勾函数的性质可知函数在上单调递减,在上单调递增,
而,∴,B选项正确;
,
令,则,函数,
∵,当且仅当,即时取等号,
∴函数在上单调递减,∴,
当时,,C选项错误;
令,则由A选项可知,
∴,∴,
∴的最大值为2,即时取最大值,D选项正确.
故选:ABD.
8.(2026·高一·江苏南京·阶段检测)已知实数,满足:,,则______.
【答案】3
【解析】∵,∴,
又,∴,即,
又函数在定义域上单调递增,所以,,
∴.
9.(2026·高一·安徽马鞍山·期末)已知实数、满足,,则___________.
【答案】
【解析】构造函数,其中,
因为函数、均为上的增函数,故函数为上的增函数
由可得,由可得,
即,由函数的单调性可知,则,
于是,则得,
所以.
故答案为:.
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