高中数学苏教版 (2019)必修 第一册4.2 对数导学案及答案
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知识精讲
一、对数的概念
1.对数的概念
一般地,如果ax=N(a>0,且a≠1),那么数x叫做 ,记作x= ,其中a叫做 ,
N叫做 .
2.常用对数与自然对数
3.对数的基本性质
(1)负数和0 对数.
(2)lga1= (a>0,且a≠1).
(3)lgaa= (a>0,且a≠1).
4.式子lgmN中,底数m的范围是什么?
5.对数式lgaN是不是lga与N的乘积?
eq \a\vs4\al([名师点津])
1.对数概念中为什么规定a>0,且a≠1呢?
(1)若a<0,则当N为某些值时,x的值不存在.如:x=lg(-2)8不存在.
(2)若a=0,则
①当N≠0时,x的值不存在.如:lg03(可理解为0的多少次幂是3)不存在;
②当N=0时,x可以是任意实数,是不唯一的,即lg00有无数个值.
(3)若a=1,则
①当N≠1时,x的值不存在.如:lg13不存在;
②当N=1时,x可以为任意实数,是不唯一的,即lg11有无数个值.
因此规定a>0,且a≠1.
2.对数与指数的关系
指数式与对数式的互化(其中a>0,且a≠1):
(1)开方运算和对数运算都是乘方运算的逆运算;
(2)弄清对数式与指数式的互化是掌握对数运算的关键.
二、对数的运算性质
1.若a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:
(1)lga(MN)= ;
(2)lga= ;
(3)lgaMn= (n∈R).
2.在积的对数运算性质中,三项的乘积式lga(MNQ)是否适用?你可以得到一个什么样的结论?
三、换底公式
1.lgab= (a>0,且a≠1;c>0,且c≠1;b>0).
2.对数的换底公式用常用对数、自然对数表示是什么形式?
3.你能用换底公式和对数的运算性质推导出结论lgeq \a\vs4\al(Nn)Mm=lgNM吗?
一、1. 以a为底N的对数 lgaN 底数 真数
3.没有 0 1
4. m>0且m≠1.
5. 不是,lgaN是一个整体,是求幂指数的一种运算,其运算结果是一个实数.
二、1. lgaM+lgaN lgaM-lgaN nlgaM
2. 适用,lga(MNQ)=lgaM+lgaN+lgaQ,积的对数运算性质可以推广到真数是n个正数的乘积.
三、1.
2. lgab=,lgab=.
3. lgeq \a\vs4\al(Nn)Mm===·=lgNM.
能力拓展
考法01 指数式对数式互化的方法
(1)指数式化为对数式:
将指数式的幂作为真数,指数作为对数,底数不变,写出对数式.
(2)对数式化为指数式:
将对数式的真数作为幂,对数作为指数,底数不变,写出指数式.
例 1
(链接教材P122例1)将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:
(1)3-2=; (2)-2=16;
(3)lg27=-3; (4)lg64=-6.
【解析】(1)∵3-2=,∴lg3=-2.
(2)∵-2=16,∴lg16=-2.
(3)∵lg27=-3,∴-3=27.
(4)∵lg64=-6,∴()-6=64.
【跟踪训练】将下列指数式与对数式互化:
(1)lg216=4; (2)lgx=6;
(3)43=64; (4)3-3=.
【解析】(1)因为lg216=4,所以24=16.
(2)因为lgx=6,所以()6=x.
(3)因为43=64,所以lg464=3.
(4)因为3-3=,所以lg3=-3.
考法02 对数的计算
利用指数式与对数式的互化求变量值的策略
(1)已知底数与指数,用指数式求幂.
(2)已知指数与幂,用指数式求底数.
(3)已知底数与幂,利用对数式表示指数.
例 2
(链接教材P123例2)求下列各式中的x的值:
(1)lg64x=-; (2)lgx8=6;
(3)lg 100=x; (4)-ln e2=x.
【解析】(1)x=(64)=(43)=4-2=.
(2)x6=8,所以x=(x6)=8=(23)=2=
(3)10x=100=102,于是x=2.
(4)由-ln e2=x,得-x=ln e2,即e-x=e2.所以x=-2.
【跟踪训练】1.若lg5x=2,lgy8=3,则x+y=________.
【答案】27
【解析】∵lg5x=2,∴x=52=25.
∵lgy8=3,∴y3=8,
∴y=2,∴x+y=27.
考法03 对数的性质
利用对数性质求解的2类问题的解法
(1)求多重对数式的值解题方法是由内到外,如求lga(lgbc)的值,先求lgbc的值,再求lga(lgbc)的值.
(2)已知多重对数式的值,求变量值,应从外到内求,逐步脱去“lg”后再求解.
例 3
求下列各式中x的值:
(1)lg2(lg5x)=0;
(2)lg3(lg x)=1;
(3)lg3(lg4(lg5x))=0.
【解析】(1)∵lg2(lg5x)=0,
∴lg5x=20=1,∴x=51=5.
(2)∵lg3(lg x)=1,∴lg x=31=3,
∴x=103=1 000.
(3)由lg3(lg4(lg5x))=0可得lg4(lg5x)=1,故lg5x=4,所以x=54=625.
[母题探究]
1.(变条件)本例(3)中若将“lg3(lg4(lg5x))=0”改为“lg3(lg4(lg5x))=1”,又如何求解x呢?
【解析】由lg3(lg4(lg5x))=1可得,lg4(lg5x)=3,则lg5x=43=64,所以x=564.
【跟踪训练】
若6lg6(5x+1)=36.则x=________.
【答案】7
【解析】由6lg6(5x+1)=36得lg6(5x+1)=2,
∴5x+1=62=36,解得x=7.
考法04 对数式的运算
对数式化简与求值的基本原则和方法
(1)基本原则:
对数的化简求值一般是正用或逆用公式,对真数进行处理,选哪种策略化简,取决于问题的实际情况,一般本着便于真数化简的原则进行.
(2)两种常用的方法:
①“收”,将同底的两对数的和(差)收成积(商)的对数;
②“拆”,将积(商)的对数拆成同底的两对数的和(差).
例 4
(链接教材P124例3)求下列各式的值:
(1)lg2(47×25);
(2)lgeq \r(5,100);
(3)lg 14-2lgeq \f(7,3)+lg 7-lg 18;
(4)lg 52+eq \f(2,3)lg 8+lg 5·lg 20+(lg 2)2.
【解析】(1)lg2(47×25)=lg247+lg225=7lg24+5lg22=7×2+5×1=19.
(2)lg eq \r(5,100)=lg 100=eq \f(1,5)lg 100=eq \f(1,5)×2=eq \f(2,5).
(3)lg 14-2lgeq \f(7,3)+lg 7-lg 18=lg(2×7)-2(lg 7-lg 3)+lg 7-lg(32×2)=lg 2+lg 7-2lg 7+2lg 3+lg 7-2lg 3-lg 2=0.
(4)原式=2lg 5+2lg 2+lg 5(2lg 2+lg 5)+(lg 2)2=2lg 10+(lg 5+lg 2)2=2+(lg 10)2=2+1=3.
【跟踪训练】已知ab>0,有下列四个等式:
①lg(ab)=lg a+lg b;②lgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,b)))=lg a-lg b;③eq \f(1,2)lgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,b)))2=lgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a,b)));④lg(ab)=eq \f(1,lgab10).其中正确的是________(填序号).
【答案】③
【解析】①②式成立的前提条件是a>0,b>0;④式成立的前提条件是ab≠1.只有③式成立.
考法05 对数换底公式的应用
利用换底公式求值的思想与注意点
例 5
(链接教材P126练习T3)计算:
(1)lg29·lg34;
(2)eq \f(lg5\r(2)×lg79,lg5 \f(1,3)×lg7\r(3,4)).
【解析】(1)由换底公式可得,
lg29·lg34=eq \f(lg 9,lg 2)·eq \f(lg 4,lg 3)=eq \f(2lg 3,lg 2)·eq \f(2lg 2,lg 3)=4.
(2)原式=eq \f(lg5\r(2),lg5\f(1,3))×eq \f(lg79,lg7\r(3,4))=lgeq \f(1,3)eq \r(2)×lg eq \r(3,4)9
=eq \f(lg\r(2),lg\f(1,3))×eq \f(lg 9,lg 4\f(1,3))=eq \f(\f(1,2)lg 2,-lg 3)×eq \f(2lg 3,\f(2,3)lg 2)=-eq \f(3,2).
【跟踪训练】lg23×lg34×lg45×lg52=________.
【答案】1
【解析】lg23×lg34×lg45×lg52
=eq \f(lg 3,lg 2)×eq \f(lg 4,lg 3)×eq \f(lg 5,lg 4)×eq \f(lg 2,lg 5)=1.
考法06 对数的综合应用
求解与对数有关的各种求值问题应注意如下三点
(1)利用对数的定义可以将对数式转化为指数式.
(2)两边同时取对数是将指数式化成对数式的常用方法.
(3)对数的换底公式在解题中起着重要的作用,能够将不同底的问题转化为同底问题,从而使我们能够利用对数的运算性质解题.
例 6
(链接教材P127T5)已知lg189=a,18b=5,求lg3645.(用a,b表示)
【解析】因为18b=5,所以b=lg185.
所以lg3645=eq \f(lg1845,lg1836)=eq \f(lg185×9,lg182×18)
=eq \f(lg185+lg189,lg182+lg1818)=eq \f(a+b,1+lg182)
=eq \f(a+b,1+lg18\f(18,9))=eq \f(a+b,2-lg189)=eq \f(a+b,2-a).
[母题探究]
1.(变设问)若本例条件不变,如何求lg1845(用a,b表示)?
【解析】因为18b=5,所以lg185=b,所以lg1845=lg189+lg185=a+b.
2.(变条件)若将本例条件“lg189=a,18b=5”改为“lg94=a,9b=5”,则又如何求解呢?
【解析】因为9b=5,所以lg95=b.
所以lg3645=eq \f(lg945,lg936)=eq \f(lg95×9,lg94×9)=eq \f(lg95+lg99,lg94+lg99)=eq \f(b+1,a+1).
【跟踪训练】
已知x,y,z都是大于1的正数,m>0,且lgxm=24,lgym=40,lgxyzm=12,求lgzm的值.
【解析】由lgxm=24得lgmx=eq \f(1,24),由lgym=40得lgmy=eq \f(1,40),由lgxyzm=12得lgm(xyz)=eq \f(1,12),则lgmx+lgmy+lgmz=eq \f(1,12).
所以lgmz=eq \f(1,12)-eq \f(1,24)-eq \f(1,40)=eq \f(1,60),所以lgzm=60.
分层提分
题组A 基础过关练
1.已知,则( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】,
,
.故选:B.
2.若,则的最小值是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】由,得且,
∴,当且仅当,即时取等号.
故选:A
3.设,且,则( )
A.B.10C.20D.100
【答案】A
【解析】由,可得,,
由换底公式得,,
所以,
又因为,可得.
故选:A.
4.设,则的值等于( )
A.10B.13C.100D.
【答案】B
【解析】由对数的性质,得,所以,
故选:B.
5.已知,,,则的大小关系是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】因为,,,所以可知故选:C
6.若,则的值是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】,,所以,.故选:A
7.( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】.故选:B.
8.若,则( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】由题意,,所以.故选:B
题组B 能力提升练
1.已知,且,实数的值为( )
A.1B.225C.15D.
【答案】AD
【解析】由,得,.
若,则成立;
若,则即,
所以
即,得.故选AD.
2.若,,则下列说法不正确的是( )
A.若,则B.若,则
C.若,则D.若,则
【答案】BCD
【解析】A选项,若,则,说法正确;
B选项,时不满足条件,说法错误;
C选项,若,则,不一定,说法错误;
D选项,时不满足要求,说法错误;故选 :BCD
3.下列四个等式正确的是( )
A.B.
C.若,则D.若,则
【答案】AB
【解析】对于A,因为,所以,故A正确;
对于B,因为,所以,故B正确;
对于C,若,则,故C错误;
对于D,若,则 ,故D错误.故选:AB.
4.计算___________.
【答案】0
【解析】由对数的基本性质、指对数的关系,知:.
故答案为:0.
5.若________;
【答案】12
【解析】.
故答案为:12
6.已知,,且,则______.
【答案】
【解析】因为,,
所以,,,
所以,
所以.故答案为:
7.求下列各式的值:
(1);
(2);
(3);
(4).
【解析】(1)设,则,所以;
(2)设,则,即,所以;
(3);
(4).
8.计算下列各式的值:
(1);(2);
(3);(4).
【解析】(1);
(2);
(3)
(4)
.
题组C 培优拔尖练
1.已知正数、满足,则下列说法中正确的是( )
A.B.
C.D.
【答案】ACD
【解析】由,可得
,,,
,故A正确;
,,所以,,故B不正确;
,故C正确;
=,故D正确;故选:ACD
2.已知实数,满足,,其中为自然对数的底数,则___
【答案】e4
【解析】实数,满足,,,
所以,,
即,,
所以和是方程的根,
由于方程的根唯一,
所以,所以,整理得,
所以.故答案为:
3.若,,且,则的最小值为__________.
【答案】
【解析】因为,
所以
,所以 ,即
所以
当且仅当,即,此时时取等号
所以最小值为
4.设,若用含的形式表示,则________.
【答案】
【解析】因为
所以两边取以5为底的对数,可得,
即,
所以,
,故填.
5.求函数的最大值与最小值.
【答案】,即时,,当,即时,.
【解析】.
∵,∴,
故当,即时,,当,即时,.
6.计算:
(1)(lg33)2+lg0.25+9lg5-lg1;
(2).
【解析】(1)(lg33)2+lg0.25+9lg5-lg1
=+1+9×-0=+1+=.
(2)
=
==
==
==1.
课程标准
重难点
1.理解对数的概念,能进行指数式与对数式的互化,达到逻辑推理水平一的要求.
2.理解常用对数与自然对数,会进行相关的计算,达到数学抽象和数学运算水平一的要求.
1.理解对数的概念和运算性质
2.能够进行计算
1.换底公式的运用
2. 对数的计算
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高中数学苏教版 (2019)必修 第一册1.3 交集、并集学案: 这是一份高中数学苏教版 (2019)必修 第一册<a href="/sx/tb_c4002149_t4/?tag_id=42" target="_blank">1.3 交集、并集学案</a>,文件包含第03讲交集并集教师版-高一数学同步精品讲义苏教版必修第一册doc、第03讲交集并集学生版-高一数学同步精品讲义苏教版必修第一册doc等2份学案配套教学资源,其中学案共22页, 欢迎下载使用。
高中数学苏教版 (2019)必修 第一册第1章 集合1.2 子集、全集、补集导学案及答案: 这是一份高中数学苏教版 (2019)必修 第一册<a href="/sx/tb_c4002148_t4/?tag_id=42" target="_blank">第1章 集合1.2 子集、全集、补集导学案及答案</a>,文件包含第02讲子集全集补集教师版-高一数学同步精品讲义苏教版必修第一册doc、第02讲子集全集补集学生版-高一数学同步精品讲义苏教版必修第一册doc等2份学案配套教学资源,其中学案共22页, 欢迎下载使用。