第四章 §1 对数的概念
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§1对数的概念学习目标 1.了解对数的概念.2.会进行对数式与指数式的互化.3.会求简单的对数值.知识点一对数的概念1.对数的概念:一般地,如果a(a>0,且a≠1)的b次幂等于N,即a b=N,那么数b称为以a为底N的对数,记作log a N=b.其中a叫作对数的底数,N叫作真数.思考log a N中N满足什么条件?答案N>0.因为a b=N>0,所以N>0.2.两种特殊对数名称定义记法常用对数以10为底的对数lg N自然对数以无理数e=2.718 281…为底的对数ln N知识点二对数与指数的关系1.对数与指数的关系:若a>0,且a≠1,则a b=N⇔log a N=b.a=N;log a a x=x(a>0,且a≠1).2.对数恒等式:log a N思考任何一个指数式都可以化为对数式吗?答案不是,如(-3)2=9,不能写成log(-3)9=2.知识点三对数的性质1.log a1=0;2.log a a=1;3.零和负数没有对数.1.log a N是log a与N的乘积.(×)2.(-2)3=-8可化为log (-2)(-8)=3.( × ) 3.若3x =2,则x =log 32.( √ ) 4.对数lg N 没有底数.( × )一、指数式与对数式的互化 例1 将下列指数式与对数式互化: (1)2-2=14;(2)102=100;(3)e a=16;131(4)64;4- (5)log 39=2;(6)log x y =z (x >0且x ≠1,y >0). 解 (1)log 214=-2.(2)log 10100=2,即lg 100=2. (3)log e 16=a ,即ln 16=a . (4)log 6414=-13.(5)32=9. (6)x z =y .(学生)反思感悟 指数式与对数式互化的思路跟踪训练 1 (多选)下列指数式与对数式互化正确的有( ) A .e 0=1与ln 1=0 B .138-=12与log 812=-13C .log 416=2与1216=4 D .log 77=1与71=7 答案 ABD解析 C 选项中,由log 416=2,得42=16,故C 错误,ABD 均正确. 二、利用对数式与指数式的关系求值 例2 求下列各式中x 的值:(1)log 64x =-23;(2)log x 8=6;(3)lg 1 000=x ;(4)log 5125=x .解 (1)()2232331644=4=16x ==.--- (2)因为x 6=8,且x >0,()()1111636266=82=2x x===所以(3)10x =1 000=103,所以x =3. (4)5x =125=5-2,所以x =-2.反思感悟 求对数式log a N 的值的步骤 (1)设元:设log a N =m ;(2)互化:将log a N =m 写成指数式a m =N ;(3)求值:将N 写成以a 为底的指数幂N =a b ,则m =b ,即log a N =b . 跟踪训练2 求下列各式的值. (1)log 981= ; (2)log 0.41= ; (3)ln e 2= . 答案 (1)2 (2)0 (3)2解析 (1)设log 981=x ,所以9x =81=92,故x =2,即log 981=2; (2)设log 0.41=x ,所以0.4x =1=0.40,故x =0, 即log 0.41=0;(3)设ln e 2=x ,所以e x =e 2,故x =2,即ln e 2=2. 三、利用对数性质及对数恒等式求值 例3 求下列各式中x 的值: (1)ln (log 5x )=0; (2)log 3(lg x )=1;71log 5()37.x -=解 (1)∵ln (log 5x )=0, ∴log 5x =1,∴x =51=5. (2)∵log 3(lg x )=1, ∴lg x =3,∴x =103=1 000.771log 5log 57(3)7=77=75=5x ÷÷=.-反思感悟 利用对数性质及对数恒等式求值(1)对于多重对数符号的,可以先把内层视为整体,逐层使用对数的性质:log a 1=0和log a a =1(a >0且a ≠1),进行变形求解.(2)对于指数中含有对数值的式子进行化简,应充分考虑对数恒等式:log a NaN =的应用.跟踪训练3 (1)若log 2(log 3x )=log 3(log 4y )=log 4(log 2z )=0,则x +y +z 的值为( ) A .9 B .8 C .7 D .6 答案 A解析 ∵log 2(log 3x )=0, ∴log 3x =1,∴x =3,同理y =4,z =2, ∴x +y +z =9.31log 42(2)9= .答案 4 解析 ()33311log 4log 4log 42229=3=3=4.51log 2(5)3+= .答案 10 解析 551log 2log 25555210.⨯⨯+===1.log a b =1成立的条件是( ) A .a =b B .a =b 且b >0 C .a >0,a ≠1D .a >0,a =b ≠1答案 D解析 由log a b =1得a >0,且a =b ≠1. 2.将⎝⎛⎭⎫13-2=9写成对数式,正确的是( ) A .log 913=-2B .13log 9=2-C .()13log 2=9-D .log 9(-2)=13答案 B解析 根据对数的定义,得13log 9= 2.-3.若log 3x =3,则x 等于( ) A .1 B .3 C .9 D .27 答案 D解析 ∵log 3x =3,∴x =33=27. 4.若log 2(log x 9)=1,则x = . 答案 3解析 由log 2(log x 9)=1可知log x 9=2,即x 2=9, ∴x =3(x =-3舍去). 5.求值:51log 42(1)25= ;31log 2(2)3+= .答案 (1)4 (2)6 解析 (1)()5511log 4log 422225=5=4.(2)331log 2log 233332 6.⨯⨯+===1.知识清单: (1)对数的概念.(2)两种特殊对数:自然对数、常用对数. (3)指数式与对数式的互化.(4)对数恒等式及对数的性质. 2.方法归纳:转化化归.3.常见误区:易忽视对数式中底数与真数的范围.1.(多选)下列选项中,可以求对数的是( ) A .0 B .-5 C .π D .x 2+1 答案 CD解析 根据对数的定义,得0和负数没有对数,所以选项A ,B 没有对数,π>0,选项C 有对数.又x 2+1≥1,所以选项D 有对数. 2.已知ln x =2,则x 等于( ) A .±2 B .e 2 C .2e D .2e答案 B解析 由ln x =2得,e 2=x ,所以x =e 2.3.使对数log a (5-a )有意义的a 的取值范围为( ) A .(0,1)∪(1,+∞) B .(0,5) C .(0,1)∪(1,5) D .(-∞,5)答案 C解析 由对数的概念可知a 需满足a >0且a ≠1且5-a >0,解得0<a <5且a ≠1. 4.已知log 7[log 3(log 2x )]=0,那么x 等于( ) A .9 B .8 C .7 D .6 答案 B解析 由条件知,log 3(log 2x )=1,所以log 2x =3,所以x =8. 5.设()5log 21525x -=,则x 的值等于( )A .10B .13C .100D .±100 答案 B 解析 由()5log 21525x -=得2x -1=25,所以x =13.6.若log 3181=x ,则x = .答案 -4解析 ∵log 3181=log 33-4,∴3x =3-4,∴x =-4.7.计算:2log 32-3ln e +2lg 1= .答案 0解析 原式=3-3×1+2×0=0.8.若a =log 92,则9a = ,3a +3-a = . 答案 2322解析 a =log 92,则9a =2, 所以3a =2,3a +3-a =2+12=322.9.将下列指数式与对数式进行互化.12(1)55=.-2(2)log 4=4.(3)lg 0.001=-3. 解 (1)由125-=15,可得log 515=-12.(2)由2log4=4,可得(2)4=4. (3)由lg 0.001=-3,可得10-3=0.001. 10.求下列各式的值:5log 4(1)5; 3log 4(2)32-; 24log 5(3)2.+解 (1)5log 45 4.=(2)3log 434=,∵33log 42log 42333⨯--=∴=4×19=49.222log 54log 5log 54(3)2522216580.⨯⨯+=,===∵∴11.已知x2+y2-4x-2y+5=0,则log x(y x)的值是() A.1 B.0 C.x D.y答案 B解析由x2+y2-4x-2y+5=0,则(x-2)2+(y-1)2=0,∴x=2,y=1,∴log x(y x)=log2(12)=0.12.方程lg(x2-1)=lg(2x+2)的根为()A.-3 B.3C.-1或3 D.1或-3答案 B解析由lg(x2-1)=lg(2x+2),得x2-1=2x+2,即x2-2x-3=0,解得x=-1或x=3.经检验x=-1是增根,所以原方程的根为x=3.13.0.51log412⎛⎫⎪⎝⎭+-的值为()A.6 B.72C.8 D.37答案 C解析0.12511log4log411·2122248.⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎭⨯⎝+==--14.若a>0,a2=49,则23log a= .答案 1解析由a>0,a2=49=⎝⎛⎭⎫232,可知a=23,22332log=log=1.3a∴15.已知二次函数f(x)=(lg a)x2+2x+4lg a的最大值是3,则a的值为.答案1410-解析 因为二次函数f (x )有最大值,所以lg a <0. 又[f (x )]max =16lg 2a -44lg a =4lg 2a -1lg a =3,所以4lg 2a -3lg a -1=0. 所以lg a =1或lg a =-14.因为lg a <0, 所以lg a =-14,14=10a .-所以16.若()()21231323log log log =log log log x y ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦()5155=log log log =0,z ⎡⎤⎢⎥⎣⎦试比较x ,y ,z 的大小关系.解 由5155log log log =0,z ⎡⎤()⎢⎥⎣⎦得()5551log log 115log z z =,=,()116530=5=5z ,()3133log log log =0,y ⎡⎤⎢⎥⎣⎦由得()133log log =1y ,log 3y =13,()001113333.y ==()2122log log log =0x ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,又由得()122log log =1x ,()111523021log ==2=22x x .,因为310>215>56,所以y>x>z.。