人教A版高一数学上学期期中期末必考题型归纳及过关测试专题11指数运算与对数运算(原卷版+解析)
展开1、n次方根与分数指数幂
(1)方根
如果,那么叫做的次方根,其中,且.
= 1 \* GB3 ①当是奇数时,正数的次方根是正数,负数的方根是负数.这时,的方根用符号表示.
= 2 \* GB3 ②当是偶数时,正数的次方根有两个,这两个数互为相反数.这时,正数的正的次方根用符号表示,负的次方根用符号表示.正的次方根与负的次方根可以合并写成().
负数没有偶次方根.
0的任何次方根都是0,记作.
式子叫做根式,这里叫做根指数,叫做被开方数.
关于根式有下面两个等式:
;
.
2、分数指数幂
(1)正分数指数幂
(,,,).
0的正分数指数幂等于0.
(2)负分数指数幂
(,,,).
0的负分数指数幂没有意义.
(3)有理数指数幂的运算性质
= 1 \* GB3 ①(,,);
= 2 \* GB3 ②(,,);
= 3 \* GB3 ③(,,).
3、无理数指数幂及其运算性质
(1)无理数指数幂的概念
当是无理数时,是无理数指数幂.我们可以通过有理数指数幂来认识无理数指数幂.当的不足近似值和过剩近似值逐渐逼近时,和都趋向于同一个数,这个数就是.所以无理数指数幂(,是无理数)是一个确定的数.
(2)实数指数幂的运算性质
整数指数幂的运算性质也适用于实数指数幂,即对于任意实数,,均有下面的运算性质.
= 1 \* GB3 ①(,,);
= 2 \* GB3 ②(,,);
= 3 \* GB3 ③(,,).
4、对数的概念
一般地,如果,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.
当,且时,.
5、两个重要的对数
(1)常用对数:以10为底的对数叫做常用对数,并把记为.
(2)自然对数:以(是无理数,…)为底的对数叫做自然对数,并把记作.
6、关于对数的几个结论
(1)负数和0没有对数;
(2);
(3).
7、对数的运算
如果,且,,,那么
(1);
(2);
(3)().
8、换底公式
(,且,,,).
【典型例题】
例1.(2023·上海·高一期中)已知lg189=a,18b=5,则lg3645=_____(用a,b表示).
例2.(2023·上海大学附属南翔高级中学高一期中)已知,,则___________.
例3.(2023·内蒙古·阿拉善右旗第一中学高一期中)(1)计算
(2)化简:.
(3)已知,求的值.
例4.(2023·江西省莲花中学高一期中)计算下列各式
(1);
(2)已知,求下列各式的值:
①;
②.
例5.(2023·黑龙江·哈师大附中高一期中)计算:
(1);
(2).
例6.(2023·江苏省洪泽中学高一期中)求下列各式的值.
(1);
(2).
例7.(2023·上海·曹杨二中高一期中)已知、、均为正实数.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值.
【过关测试】
一、单选题
1.(2023·江苏盐城·高一期中)若,则( )
A.1B.2C.3D.4
2.(2023·陕西·永寿县中学高一期中)设,则下列运算正确的是( )
A.B.
C.D.
3.(2023·江苏·常州市第三中学高一期中)一个39位整数的64次方根仍是整数,这个64次方根是( )(参考数据:,)
A.B.C.D.
4.(2023·安徽·安庆市教育教学研究室高一期末)已知,,则( )
A.B.
C.D.
5.(2023·山西·长治市第四中学校高一期末)计算:( )
A.0B.1C.2D.3
6.(2023·江苏省江阴市第一中学高一期中)已知,,则( )
A.B.C.D.
7.(2023·重庆九龙坡·高一期末)若,则的最小值是( )
A.B.C.D.
8.(2023·江苏常州·高一期中)若,且,则的值为( )
A.B.C.D.
二、多选题
9.(2023·浙江·高一期中)下列等式不成立的是( )
A.(,且)B.(,且)
C.D.
10.(2023·河南·濮阳一高高一期中)已知,则下列选项中正确的有( )
A.B.C.D.
11.(2023·广东惠州·高一期末)若,,则( )
A.B.
C.D.
12.(2023·福建泉州·高一期末)若,则( )
A.B.
C.D.
三、填空题
13.(2023·上海市新川中学高一期中)若,则___________.
14.(2023·广东·深圳市龙岗区龙城高级中学高一期中)______.
15.(2023·湖北黄石·高一期中)已知,若,则___________.
16.(2023·河南·三门峡市外国语高级中学高一期中)已知,则=_____.
四、解答题
17.(2023·四川·广安二中高一期中)计算:
(1) ;
(2).
18.(2023·浙江·慈溪市浒山中学高一期中)化简下列各式:
(1);;
(2)若.求.
19.(2023·天津河北·高一期末)计算求解
(1)
(2)已知,,求的值.
20.(2023·云南·昆明一中高一期末)已知a>0且a≠1,M>0,N>0.
(1)举出一个反例说明不成立;
(2)证明:.
21.(2023·重庆巴蜀中学高一期末)我们知道,声音通过空气传播时会引起区域性的压强值改变.物理学中称为“声压”.用P表示(单位:Pa(帕)):“声压级”S(单位:dB(分贝))表示声压的相对大小.已知它与“某声音的声压P与基准声压的比值的常用对数(以10为底的对数)值成正比”,即(k是比例系数).当声压级S提高60dB时,声压P会变为原来的1000倍.
(1)求声压级S关于声压P的函数解析式;
(2)已知两个不同的声源产生的声压P1,P2叠加后得到的总声压,而一般当声压级S<45dB时人类是可以正常的学习和休息的.现窗外同时有两个声压级为40dB的声源,在不考虑其他因素的情况下,请问这两个声源叠加后是否会干扰我们正常的学习?并说明理由.(参考数据:lg2≈0.3)
22.(2023·江苏·高一期中)解方程:
(1).
(2)
专题11 指数运算与对数运算
【考点预测】
1、n次方根与分数指数幂
(1)方根
如果,那么叫做的次方根,其中,且.
= 1 \* GB3 ①当是奇数时,正数的次方根是正数,负数的方根是负数.这时,的方根用符号表示.
= 2 \* GB3 ②当是偶数时,正数的次方根有两个,这两个数互为相反数.这时,正数的正的次方根用符号表示,负的次方根用符号表示.正的次方根与负的次方根可以合并写成().
负数没有偶次方根.
0的任何次方根都是0,记作.
式子叫做根式,这里叫做根指数,叫做被开方数.
关于根式有下面两个等式:
;
.
2、分数指数幂
(1)正分数指数幂
(,,,).
0的正分数指数幂等于0.
(2)负分数指数幂
(,,,).
0的负分数指数幂没有意义.
(3)有理数指数幂的运算性质
= 1 \* GB3 ①(,,);
= 2 \* GB3 ②(,,);
= 3 \* GB3 ③(,,).
3、无理数指数幂及其运算性质
(1)无理数指数幂的概念
当是无理数时,是无理数指数幂.我们可以通过有理数指数幂来认识无理数指数幂.当的不足近似值和过剩近似值逐渐逼近时,和都趋向于同一个数,这个数就是.所以无理数指数幂(,是无理数)是一个确定的数.
(2)实数指数幂的运算性质
整数指数幂的运算性质也适用于实数指数幂,即对于任意实数,,均有下面的运算性质.
= 1 \* GB3 ①(,,);
= 2 \* GB3 ②(,,);
= 3 \* GB3 ③(,,).
4、对数的概念
一般地,如果,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.
当,且时,.
5、两个重要的对数
(1)常用对数:以10为底的对数叫做常用对数,并把记为.
(2)自然对数:以(是无理数,…)为底的对数叫做自然对数,并把记作.
6、关于对数的几个结论
(1)负数和0没有对数;
(2);
(3).
7、对数的运算
如果,且,,,那么
(1);
(2);
(3)().
8、换底公式
(,且,,,).
【典型例题】
例1.(2023·上海·高一期中)已知lg189=a,18b=5,则lg3645=_____(用a,b表示).
答案:
【解析】∵lg189=a,b=lg185,∴a+b=lg189+lg185=lg18(9×5)=lg1845,
lg1836=lg18(2×18)=1+lg182==2﹣lg189=2﹣a;
∴lg3645==.
故答案为:.
例2.(2023·上海大学附属南翔高级中学高一期中)已知,,则___________.
答案:2
【解析】因为,,所以,,
所以.
故答案为:2.
例3.(2023·内蒙古·阿拉善右旗第一中学高一期中)(1)计算
(2)化简:.
(3)已知,求的值.
【解析】(1)
(2)
(3)因为,两边同时平方可得:,
再将两边同时平方可得:,
所以.
例4.(2023·江西省莲花中学高一期中)计算下列各式
(1);
(2)已知,求下列各式的值:
①;
②.
【解析】(1)原式;
(2)①∵,
∴,
又由得,
∴,
所以;
②(法一)
,
(法二)
,
而
,
∴,
又由得,
∴,
所以.
例5.(2023·黑龙江·哈师大附中高一期中)计算:
(1);
(2).
【解析】(1)原式;
(2)原式.
例6.(2023·江苏省洪泽中学高一期中)求下列各式的值.
(1);
(2).
【解析】(1)原式;
(2)原式.
例7.(2023·上海·曹杨二中高一期中)已知、、均为正实数.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值.
【解析】(1)因为,所以,即,
再平方得,故;
(2)对同取的底数可得,
即,
,所以.
【过关测试】
一、单选题
1.(2023·江苏盐城·高一期中)若,则( )
A.1B.2C.3D.4
答案:B
【解析】因为,则,
由于,,可解得,
所以
故选:B.
2.(2023·陕西·永寿县中学高一期中)设,则下列运算正确的是( )
A.B.
C.D.
答案:D
【解析】对于A,令,则,,显然A错误;
对于B,,故B错误;
对于C,,故C错误;
对于D,,故D正确.
故选:D.
3.(2023·江苏·常州市第三中学高一期中)一个39位整数的64次方根仍是整数,这个64次方根是( )(参考数据:,)
A.B.C.D.
答案:C
【解析】设设这个39位数为,这个数的64次方根为,
所以,两边同时取以10为底的对数可得:,
所以,因为,
所以,
也即,
因为,,所以,
所以,
故选:C.
4.(2023·安徽·安庆市教育教学研究室高一期末)已知,,则( )
A.B.
C.D.
答案:D
【解析】因为,,所以
.
故选:D.
5.(2023·山西·长治市第四中学校高一期末)计算:( )
A.0B.1C.2D.3
答案:B
【解析】
;
故选:B
6.(2023·江苏省江阴市第一中学高一期中)已知,,则( )
A.B.C.D.
答案:C
【解析】由换底公式得:,,其中,,故
故选:C
7.(2023·重庆九龙坡·高一期末)若,则的最小值是( )
A.B.C.D.
答案:A
【解析】因为,所以且,
所以且,即,
所以
当且仅当时,即时等号成立.
故选:A
8.(2023·江苏常州·高一期中)若,且,则的值为( )
A.B.C.D.
答案:A
【解析】由题设,,即,
又,且,
所以.
故选:A.
二、多选题
9.(2023·浙江·高一期中)下列等式不成立的是( )
A.(,且)B.(,且)
C.D.
答案:AD
【解析】对A:∵(,且),A不成立;
对B:(,且),B成立;
对C:可得,则,
∴,C成立;
对D:∵,D不成立;
故选:AD.
10.(2023·河南·濮阳一高高一期中)已知,则下列选项中正确的有( )
A.B.C.D.
答案:AC
【解析】,
;
,
;
故A正确,B错误;
;
,
,
故C正确,D错误.
故选:AC.
11.(2023·广东惠州·高一期末)若,,则( )
A.B.
C.D.
答案:ACD
【解析】由题设,,即,A正确;
,即,B错误,D正确;
由,则,C正确;
故选:ACD
12.(2023·福建泉州·高一期末)若,则( )
A.B.
C.D.
答案:BCD
【解析】依题意,
所以,
所以,A选项错误.
,B选项正确.
,C选项正确.
,D选项正确.
故选:BCD
三、填空题
13.(2023·上海市新川中学高一期中)若,则___________.
答案:
【解析】由对数运算的定义,有
∵,
∴,
∴,
∴.
故答案为:.
14.(2023·广东·深圳市龙岗区龙城高级中学高一期中)______.
答案:10
【解析】
.
故答案为:.
15.(2023·湖北黄石·高一期中)已知,若,则___________.
答案:8
【解析】由,且
所以是方程的两根,
解得或,
又,所以,即,又
从而,且,则,.
所以.
故答案为:8.
16.(2023·河南·三门峡市外国语高级中学高一期中)已知,则=_____.
答案:
【解析】∵,
∴,
∴,
∴.
故答案为:.
四、解答题
17.(2023·四川·广安二中高一期中)计算:
(1) ;
(2).
【解析】(1)
(2).
18.(2023·浙江·慈溪市浒山中学高一期中)化简下列各式:
(1);;
(2)若.求.
【解析】(1)
.
(2),则,
所以.
19.(2023·天津河北·高一期末)计算求解
(1)
(2)已知,,求的值.
【解析】(1).
(2)因,,所以.
20.(2023·云南·昆明一中高一期末)已知a>0且a≠1,M>0,N>0.
(1)举出一个反例说明不成立;
(2)证明:.
【解析】(1)假设,
则,,
.
因为,
所以当时不成立.(反例不唯一,计算正确即可)
(2)令,则
,,
所以.
21.(2023·重庆巴蜀中学高一期末)我们知道,声音通过空气传播时会引起区域性的压强值改变.物理学中称为“声压”.用P表示(单位:Pa(帕)):“声压级”S(单位:dB(分贝))表示声压的相对大小.已知它与“某声音的声压P与基准声压的比值的常用对数(以10为底的对数)值成正比”,即(k是比例系数).当声压级S提高60dB时,声压P会变为原来的1000倍.
(1)求声压级S关于声压P的函数解析式;
(2)已知两个不同的声源产生的声压P1,P2叠加后得到的总声压,而一般当声压级S<45dB时人类是可以正常的学习和休息的.现窗外同时有两个声压级为40dB的声源,在不考虑其他因素的情况下,请问这两个声源叠加后是否会干扰我们正常的学习?并说明理由.(参考数据:lg2≈0.3)
【解析】(1)由题意得: ,,所以,所以声压级S关于声压P的函数解析式为
(2)不会干扰我们正常的学习,理由如下:
将代入得:,所以,解得:,即所以,代入得:,所以不会干扰我们正常的学习.
22.(2023·江苏·高一期中)解方程:
(1).
(2)
【解析】(1)因为,所以原方程可化为,
即,,
所以或,解得或1或.
(2),
,
,
,
令,化为解得或,
所以或,
解得或.
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