2015年高考数学总复习教案:2.7指数函数、对数函数及幂函数(1)

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第二章 函数与导数第7课时 指数函数、对数函数及幂函数(1) (对应学生用书(文)、(理)20~21页),1. (必修1P63习题2改编)用分数指数幂表示下列各式(a>0,b>0): (1)3a2=________;(2)a a a =________;(3) ⎝⎛⎭⎫3a 2·ab3=________. 答案:(1) a 23 (2) a 78 (3) a 76b 322. (必修1P80习题6改编)计算:(lg5)2+lg2×lg50=________. 答案:1解析:原式=(lg5)2+lg2×(1+lg5)=lg5(lg2+lg5)+lg2=1.3. (必修1P80习题12改编)已知lg6=a ,lg12=b ,则用a 、b 表示lg24=________. 答案:2b -a解析:lg24=lg 1446=2lg12-lg6=2b -a.4. (必修1P63习题6改编)若a +a -1=3,则a 32-a -32=______. 答案:±4解析:a 32-a -32=(a 12-a -12)(a +a -1+1).∵ (a 12-a -12)2=a +a -1-2=1,∴ (a 12-a -12)=±1,∴ 原式=(±1)×(3+1)=±4.5. 已知实数a 、b 满足等式⎝⎛⎭⎫12a =⎝⎛⎭⎫13b ,下列五个关系式:① 0<b <a ;② a <b <0;③ 0<a <b ;④ b <a <0;⑤ a =b. 其中所有不可能成立的关系式为________.(填序号) 答案:③④解析:条件中的等式⇔2a=3b ⇔alg2=blg3.若a ≠0,则lg 2lg3b a =∈(0,1).(1)当a >0时,有a >b >0,即关系式①成立,而③不可能成立; (2)当a <0时,则b <0,b >a ,即关系式②成立,而④不可能成立; 若a=0,则b=0,故关系式⑤可能成立.1. 根式(1) 根式的概念① n an =⎩⎪⎨⎪⎧a (n 为奇数),|a|=⎩⎪⎨⎪⎧a (a≥0),-a (a<0)(n 为偶数); ② (n a)n =a(注意a 必须使na 有意义). 2. 有理指数幂(1) 分数指数幂的表示① 正数的正分数指数幂是a mn =nam(a>0,m 、n ∈N*,n>1); ② 正数的负分数指数幂是a -m n =1a m n=1n am (a>0,m 、n ∈N*,n>1);③ 0的正分数指数幂是0,0的负分数指数幂无意义.(2) 有理指数幂的运算性质 ① asat =as +t(a>0,t 、s ∈Q); ② (as)t =ast(a>0,t 、s ∈Q); ③ (ab)t =atbt(a>0,b >0,t ∈Q). 3. 对数的概念 (1) 对数的定义如果ab =N ,那么就称b 是以a 为底N 的对数,记作logaN =b ,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.(2) 几种常见对数4. 对数的性质与运算法则 (1) 对数的性质 ① alogaN =N ;② logaaN =N(a>0且a≠1). (2) 对数的重要公式① 换底公式:logbN =logaN logab (a 、b 均大于零且不等于1);② logab =1logba . (3) 对数的运算法则如果a>0且a≠1,M>0,N>0,那么 ① loga(MN)=logaM +logaN ; ② loga MN =logaM -logaN ; ③ logaMn =nlogaM(n ∈R); ④ logamMn =nm logaM. [备课札记]题型1 指数幂的运算例1 化简下列各式(其中各字母均为正数): (1) 1.5-13×⎝⎛⎭⎫-760+80.25×42+(32×3)6-⎝⎛⎭⎫2323; (2) (a 23·b -1)-12·a -12·b 136a ·b5;(3) a 43-8a 13b 4b 23+23ab +a 23÷⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23b a ×3a. 解:(1) 原式=⎝⎛⎭⎫2313+234×214+22×33-⎝⎛⎭⎫2313=2+108=110. (2) 原式=a -13·b 12·a -12·b 13a 16·b 56=a -13-12-16·b 12+13-56=1a .(3) 原式=a 13(a -8b )(2b 13)2+2b 13a 13+(a 13)2×a 13a 13-2b 13×a 13=a 13(a -8b )a -8b ×a 13×a 13=a.备选变式(教师专享) 化简下列各式:(1) 12523+⎝⎛⎭⎫12-2+34313-⎝⎛⎭⎫127-13;(2) 56a 13·b -2·(-3a -12b -1)÷(4a 23·b -3)12. 解:(1)33;(2)-5ab4ab2. 题型2 对数的运算 例2 求下列各式的值. (1) log535+2log 122-log5150-log514;(2) log2125×log318×log519.解:(1) 原式=log535×5014+2log 12212=log553-1=2.(2) 原式=lg 125lg2×lg 18lg3×lg 19lg5=-2lg5lg2×-3lg2lg3×-2lg3lg5=-12. 变式训练(1) 计算:lg 12-lg 58+lg12.5-log89·log278; (2) 已知log189=a ,18b =5,用a 、b 表示log3645.解:(1) 原式=lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1258×12.5-lg9lg8·lg8lg27=1-2lg33lg3=13. (2) 由题意,得b =log185,故log3645=log1845log1836=log189+log185log18324-log189=a +b 2-a .题型3 指数与对数的混合运算例3 已知实数x 、y 、z 满足3x =4y =6z >1. (1) 求证:2x +1y =2z ;(2) 试比较3x 、4y 、6z 的大小.(1) 证明:令k =3x =4y =6z >1,则x =log3k ,y =log4k ,z =log6k ,于是1x =logk3,1y =logk4,1z =logk6,从而2x +1y =2logk3+logk4=logk32+logk4=logk36=2logk6,等式成立.(2) 解:由于k >1,故x 、y 、z >0. 3x 4y =3log3k 4log4k =3lgklg34lgk lg4=3lg44lg3=lg43lg34=lg64lg81<1;4y 6z =2log4k 3log6k =2lgklg43lgk lg6=2lg63lg4=lg62lg43=lg36lg64<1,故3x <4y <6z.备选变式(教师专享)若xlog34=1,求23x -2-3x2x +2-x 的值.解:由xlog34=1,知4x =3, ∴23x -2-3x 2x +2-x=()2x -2-x ()22x +2-2x +12x +2-x=(22x -1)(22x +2-2x +1)22x +1=(3-1)⎝⎛⎭⎫3+13+13+1=136.1. (2013·四川)计算:lg 5+lg 20=________. 答案:1解析:lg 5+lg 20=lg(5×20)=lg10=1.2. (2013·长春调研)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x ,x ≥4,f (x +1),则f(2+log23)=________.答案:124解析:由3<2+log23<4,得3+log23>4,所以f(2+log23)=f(3+log23)=⎝⎛⎭⎫123+log23=⎝⎛⎭⎫12log224=124.3. (2013·新课标)已知a =log36,b =log510,c =log714,则a 、b 、c 的大小关系为________.答案:a>b>c解析:a =log36=1+log32,b =1+log52,c =1+log72,由于log32>log52>log72,所以a>b>c. 4. (2013·温州二模)已知2a =3b =6c ,若a +bc ∈(k ,k +1),则整数k 的值是________.答案:4解析:设2a =3b =6c =t ,则a =log2t ,b =log3t ,c =log6t ,所以a +b c =log2t log6t +log3t log6t =logt6logt2+logt6logt3=log26+log36=2+log23+log32.因为2<log23+log32<3,所以4<a +b c <5,即整数k 的值是4.1. 设a =lge ,b =(lge)2,c =lg e ,则a 、b 、c 的大小关系是________. 答案:a >c >b解析:本题考查对数函数的增减性,由1>lge>0,知a>b.又c =lge ,作商比较知c>b ,故a>c>b. 2. 已知三数x +log272,x +log92,x +log32成等比数列,则公比为________. 答案:3 解析:∵ 三数x +log272,x +log92,x +log32成等比数列,∴ (x +log92)2=(x +log272)(x +log32),即⎝⎛⎭⎫x +12log322=⎝⎛⎭⎫x +13log32(x +log32),解得x =-14log32,∴ 公比q =x +log32x +12log32=3.3. 设a >1,若对任意的x ∈[a ,2a],都有y ∈[a ,a2]满足方程logax +logay =3,则a 的取值范围是________. 答案:a≥2 解析:∵ a >1,x ∈[a ,2a], ∴ logax ∈[1,1+loga2]. 又由y ∈[a ,a2],得 logay ∈[1,2], ∵ logay =3-logax , ∴ 3-logax ∈[1,2], ∴ logax ∈[1,2],∴ 1+loga2≤2,loga2≤1,即a≥2.4. 已知m 、n 为正整数,a >0且a≠1,且logam +loga ⎝⎛⎭⎫1+1m +loga⎝⎛⎭⎫1+1m +1+…+loga ⎝⎛⎭⎫1+1m +n -1=logam +logan ,求m 、n 的值.解:左边=logam +loga⎝⎛⎭⎫m +1m +loga ⎝ ⎛⎭⎪⎫m +2m +1+…+loga ⎝ ⎛⎭⎪⎫m +n m +n -1=loga ⎝ ⎛⎭⎪⎫m·m +1m ·m +2m +1·…·m +n m +n -1 =loga(m +n),∴ 已知等式可化为loga(m +n)=logam +logan =logamn. 比较真数得m +n =mn ,即(m -1)(n -1)=1.∵ m 、n 为正整数,∴ ⎩⎪⎨⎪⎧m -1=1,n -1=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =2,n =2.1. 根式与分数指数幂的实质是相同的,通常利用分数指数幂的意义把根式的运算转化为幂的运算,从而可以简化计算过程.2. 对数运算法则是在化同底的情况下进行的,在对含有字母的对数式化简时必须保证恒等变形.3. 在解决指数、对数问题时,指数式与对数式的互化起着重要作用.请使用课时训练(B)第7课时(见活页).[备课札记]。