对数与对数运算教案 三课时
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2.2.1 对数与对数运算(三课时)教学目标:1.理解并记忆对数的定义,对数与指数的互化,对数恒等式及对数的性质.2.理解并掌握对数运算法则的内容及推导过程. 3.熟练运用对数的性质和对数运算法则解题. 4.对数的初步应用.教学重点:对数定义、对数的性质和运算法则教学难点:对数定义中涉及较多的难以记忆的名称,以及运算法则的推导第一课时 对数的概念教学过程:(一)、自学引导让学生自学课本62、63页,并完成以下练习① 一般地,若(0,1)x a N a a =>≠且,那么数x 叫做以a 为底N 的______ 记作log a x N =,a 叫做对数的_____,N 叫做______.称xa N =为_______,称log a x N =为________.②<=>N ax=________________________________.③指数式化为对数式:114433==0010141==41010000=(二)、教师精讲(1)(说一说)对数的文化意义对数发明是17世纪数学史上的重大事件,为什么呢?大家一起来看一下 投影:恩格斯说,对数的发明与解析几何的创立、微积分的建立是17世 纪数学史上的3大成就。
伽利略说,给我空间、时间及对数,我可以创造一个宇宙。
布里格斯(常用对数表的发明者)说,对数的发明,延长了天文学家的寿命。
对数的发明让天文学家欣喜若狂,这是为什么? 我们将会发现,对数可以将乘除法变为加减法,把天文数字变为较小的数,简化数的运算。
这些都非常有趣。
那么,什么是对数?对数真的有用吗?对数如何发现?我们带着这些问题,一起来探究对数。
(对数的导入)为了研究对数,我们先来研究下面这个问题: (P62思考)根据上一节的例8我们能从13 1.01x y =⨯中,算出任意一个年头x 的人口总数,那么哪一年的人口达到18亿,20亿,30亿?(停顿让学生思考) 即:1820301.01, 1.01, 1.01,131313x x x ===在个式子中,x 分别等于多少?(2)(讲一讲)对数概念在这三个式子中,都是已知(停顿)底数和幂,求指数x 。
如何求指数x ?这是本节课要解决的问题。
这一问题也就是:xx 01a N a N a a =>≠若,已知和如何求指数(其中,且) 数学家欧拉用对数来表示x ,如何表示?一般地,若(0,1)x a N a a =>≠且,那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作log a x N =,a 叫做对数的底数,N 叫做真数.称xa N =为指数式,称log a x N =为对数式我们可以由指数式得到对数式,也可以由对数式得到指数式:log xa a N N x =⇔=不难得到,181.0113x=的x 用对数表示就是 1.0118log 13x = 我们要注意到,xa N =中的01a a >≠且。
因此,log a N x =也要求01a a >≠且;还有log a N x =中的真数N 能取什么样的数呢?这是为什么?这是因为01a a >≠且,所以0xa N =>。
因此,log a N x =中真数N 也要求大于零,即负数与零一定没有对数。
(3)(做一做)指数式与对数式间的关系例1 指数式化为对数式:114433==0010141== 41010000= 让学生大胆猜测,由43log 41log 31==,可以发现什么结果?由104log 10log 10==呢?log 10,log 1(01a a a a a ==>≠其中,且).为什么?10,1(01a a a a a ==>≠把其中,且)化为对数式.立 即得到上式结论。
我们还会注意到,41010000=,10log 100004=,利用对数可以将很大很大 的数变为较小的数,减少计算量,以后还会发现,乘除运算便会加减运算,简化运算.(4)(讲一讲)例题讲解例2 将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式: (1)54=625 (2)61264-=(3)1() 5.733m =(4) 3log 92= (5)5log 1253= (6) 12log 164=-(做一做)练习:1. 把下列指数式写成对数式: 3(1)28= 5(2)232=11(3)22-= 131(4)273-= 2. 把下列对数式写成指数式:3(1)l o g 92= 5(2)l o g 1253= 21(3)l o g 24=- 31(4)log 481=-(5)(讲一讲)两种特殊的对数:常用对数10log lg N N 记为; 自然对数 e log ln N N 记为;教师:对数log a N 的底a 有何限制?(停顿)01a a >≠且10a =,我们得到对数10log N 。
称10log N 为常用对数。
通常写成lg N .当e=2.71828a =…时,得到对数e log N ,称e log N 为自然对数。
通常写成ln N(做一做)练习:把下列对(指)数式写成指(对)数式: (1)lg 0.012=- (2)ln10 2.303=(6)(讲一讲,练一练)求值例3 求下列各式中x 的值:642(1)log x 3=- l o g 86x=(2) l g 100x =(3) 2ln e x =(4)-我们可以发现,求对数的值可以将式子化为指数式,求指数时将指数式化为对数,在转化中解决问题 (做一做)练习:1. 求下列各式的值:51log 25()212l o g 16() 3l g 1000() l g 0.001(4) 2. 求下列各式的值15log 15(1) 0.4l o g 1(2) 9l o g 81(3) 2.5log 6.25(4) 7l o g 343(5) 3log 243(6) (7)评价与小结1.对数定义(关键)2.指数式与对数式互换(重点)3.求值(重点)(8)作业:P86题1,2;课外阅读:P79对数的发明(三)、教学反思第二课时 对数的运算 教学目标(1)理解对数的运算性质.(2)通过对数的运算性质的探索及推导过程,培养学生的“推理能力”、“等价转化”和“演绎归纳”的数学思想方法,以及创新意识.教学重点:对数运算性质及其推导过程. 教学难点: 对数的运算性质发现过程及其证明. 教学过程(一)复习巩固,引入新课:(1)对数的定义 b N a =l o g ,掌握其中 a 与 N 的取值范围; (2)指数式与对数式的互化,及两个重要公式;(3)指数运算法则(积、商、幂、方根)。
设计意图:对数的概念和指数的运算性质是学习本节课的基础,学习新知前的简单复习,不仅能唤起学生的记忆,而且为学习新课做好了知识上的准备. 2、请同学判断以下几组数是否相等? (1) 101lg100lg +,)101100lg(⨯; (2)81log 4log 22+,21log 2;提出问题:由(1)(2)结果出发,同学们能看出他们具有一个怎样的共同点?设计意图:让学生观察,学会从特殊到一般,寻求规律。
(二)新课讲解:请同学们交流讨论得出结论,当底数相同的时候,两个正数的对数之和等于两个正数积的对数。
那么这个结论是否正确呢?接下来我们具体的来证明我们的这一结论:设计意图:让学生让学生体会“归纳一猜想一证明”是数学中发现结论,证明结论的完整思维方法,让学生体会回到最原始(定义)的地方是解决数学问题的有效策略. 如果 a > 0 , a ≠ 1, M > 0 ,N > 0,证明:log ()log log a a a MN M N =+ 证明:(性质1)设log a M p =,log a N q =, 由对数的定义可得 pM a =,qN a =, ∴pqp qMN a a a+=⋅=,∴log ()a MN =p q +, 即证得log log log a a a MN M N =+. 结论总结:如果 a > 0 , a ≠ 1, M > 0 ,N > 0,那么log ()log log a a a MN M N =+事实上,除了上面的这个运算性质之外,人们在对数的运算和推理过程中,还发现了两个性质:(2)log log -log aa a MM N N=; 商的对数=对数的差 (3)log log ()na a M n M n R =∈. 一个数n 次方的对数=这个数对数的n 倍 那么,请同学们结合前面的性质(1)的证明以及以前的所学知识,对我们所给出的性质(2)(3)进行证明。
3分钟后同桌交换,看相互之间的证明,交换心得,并进一步讨论,是否能够找到更多的证明方法。
设计意图:引导学生进行转化,把不熟悉的知识向熟悉的知识转化。
利用指数和对数的关系:N a b N b a =⇔=log1、让学生熟悉和掌握对数和指数之间的互化,更深的理解对数的概念;2、寻求多种方法,发散学生思维 性质2. 方法一:(仿照性质(1)同理可证)方法二:由性质(1)的结论出发:M N NM N N M a a a al o g l o g l o g l o g =⋅=+ NMN M aa a l o g l o g l o g =-⇒ 方法三:由性质(1)的结论出发:N M N N NM N M a a a a a alog log log log log log -=-+= 这法二和法三证法使用拆分技巧,化减为加(化除为乘),会常用到。
(性质3)设log a M p =, 由对数的定义可得 pM a =, ∴nnpM a =, ∴log n a M np =,即证得log log n a a M n M =. ∴log n a M np =, 即证得log log n a a M n M =通过上述探讨、研究得到了对数的运算性质如果0>a 且1≠a ,0>M ,0>N 那么(1)log ()log log a a a MN M N =+; 积的对数 = 对数的和 (2)log log -log aa a MM N N=; 商的对数=对数的差 (3)log log ()n a a M n M n R =∈. 一个数n 次方的对数=这个数对数的n 倍说明:(1)语言表达:“积的对数 = 对数的和”……(简易表达以帮助记忆);(2)注意有时必须逆向运算:如 11025101010==+log log log ; (3)注意限制条件:必须是同底的对数,真数必须是正数; 例如:12log 12log 4log 3log 3232≠≠+)5(log )3(log )5)(3(log 222-+-=-- 是不成立的, )(l o g )(l o g 1021010210-=-是不成立的;(4)当心记忆错误:N log M log )MN (log a a a ⋅≠,试举反例, N l o g M l o g )N M (l o g a a a ±≠±,试举反例。