2018-2019学年苏教版必修一3.2.1第1课时对数的概念学案
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第23课时 对 数(三)教学目标:使学生掌握对数的换底公式,并能解决有关的化简、求值、证明问题;培养培养观察分析、抽象概括能力、归纳总结能力、逻辑推理能力.教学重点:换底公式及推论.教学难点:换底公式的证明和灵活应用.教学过程:教学过程:Ⅰ.复习回顾对数的运算法则若a >0,a ≠1,M >0,N >0,则(1)log a (MN )=log a M +log a N ;(2)log a M N =log a M -log a N ;(3)log a M n =n log a M (n ∈R )Ⅱ.讲授新课1.对数换底公式:log a N =log m N log m a(a >0,a ≠1,m >0 ,m ≠1,N >0) 证明:设log a N =x , 则 a x =N两边取以m 为底的对数:log m a x =log m N ⇒x log m a =log m N从而得:x =log m N log m a ∴ log a N =log m N log m a2.两个常用的推论:① log a b ·log b a =1② log m a b n =n mlog a b ( a 、b >0且均不为1) 证:①log a b ·log b a =lg b lg a lg a lg b=1 ②log m a b n=lg b n lg a m =n lg b m lg a =n m log a b Ⅲ.例题分析例1 已知 log 23=a , log 37=b , 用 a , b 表示log 4256解:因为log 23=a ,则1a=log 32 , 又∵log 37=b , ∴log 4256=log 356log 342 =log 37+3log 32log 37+log 32+1 =ab +3ab +b +1例2计算:① 53log 12.0- ② log 43·log 92-log 21432解:①原式=15315555531log 3log 52.0===②原式=12 log 23·12 log 32+54 log 22=14 +54 =32例3设 x 、y 、z ∈(0,+∞)且3x =4y =6z1︒ 求证 1x +12y =1z ; 2︒ 比较3x ,4y ,6z 的大小证明1︒:设3x =4y =6z =k ∵x 、y 、z ∈(0,+∞) ∴k >1取对数得:x =lg k lg 3 , y =lg k lg4 , z =lg k lg 6 ∴1x +12y =lg 3lg k +lg 42lg k =2lg 3+lg42lg k =2lg 3+2lg22lg k =lg 6lg k =1z 2︒ 3x -4y =(3lg 3 -4lg 4 )lg k =lg64-lg81lg 3lg4 lg k =lg k ·lg 6481 lg 3lg4 <0∴3x <4y又:4y -6z =(4lg 4 -6lg 6 )lg k =lg36-lg64lg 2lg6 lg k =lg k ·lg 916 lg 2lg6 <0 ∴4y <6z ∴3x <4y <6z例4已知log a x =log a c +b ,求x分析:由于x 作为真数,故可直接利用对数定义求解;另外,由于等式右端为两实数和的形式,b 的存在使变形产生困难,故可考虑将log a c 移到等式左端,或者将b 变为对数形式 解法一:由对数定义可知:b c a a x+=log b c a a a⋅=log b a c ⋅= 解法二:由已知移项可得log a x -log a c =b , 即log a x c =b由对数定义知:x c =a b ∴x =c ·a b解法三:∵b =log a a b ∴log a x =log a c +log a a b =log a c ·a b ∴x =c ·a bⅣ.课堂练习①已知 log 189=a , 18b =5 , 用 a , b 表示log 3645解:∵log 189=a ∴log 18182 =1-log 182=a ∴log 182=1-a ∵18b =5 ∴ log 185=b∴log 3645=log 1845log 1836 =log 189+log 1851+log 182 =a +b 2-a②若log 83=p ,log 35=q , 求 lg 5解:∵log 83=p ∴3log 32 =p ⇒log 23=3p ⇒log 32=13p又∵log 35=q ∴ lg5=log 35log 310 =log 35log 32+log 35 =3pq 1+3pq Ⅴ.课时小结本节课学习了以下内容:换底公式及其推论Ⅵ.课后作业1.证明:b xx a ab a log 1log log += 证法1: 设 p x a =log ,q x ab =log ,r b a =log 则:p a x = q q q b a ab x ==)( r a b = ∴)1()(r q q p aab a +== 从而 )1(r q p += ∵ 0≠q ∴r qp +=1 即:b x x a ab a log 1log log +=(获证) 证法2: 由换底公式 左边=b ab a ab x x a a x x ab a log 1log log log log log +====右边 2.已知λ====n a a a b b b n log log log 2121求证:λ=)(log 2121n a a a b b b n证明:由换底公式 λ====nn a b a b a b lg lg lg lg lg lg 2211 由等比定理得: λ=++++++n n a a a b b b lg lg lg lg lg lg 2121 ∴λ=)lg()lg(2121n n a a a b b b ∴λ==)lg()lg()(log 21212121n n n a a a a a a b b b b b b n。
苏教版高中数学必修一《对数》教学设计教材:【教学目标】l.知识与技能:(1)理解对数的概念和意义;(2)能熟练地进行指数式与对数式的互化,理解两个对数恒等式;(3)了解常用对数与自然对数以及这两种对数的记法。
2. 过程与方法:(1) 通过探究使学生感受化归的数学思想;(2) 通过探究、思考、反思、完善,培养学生理性思维能力。
3. 情感、态度与价值观:(1)通过学习使学生体会知识之间的有机联系,感受数学的整体性,激发学生的学习兴趣;(2)通过阅读对数发展史,增强学生的数学素养。
【教学重、难点】(1)对数的概念;(2)对数式与指数式的互化。
【教学方法与手段】情境导学、启发引导、质疑讨论、迁移创新。
【教学过程】一、做好伏笔,温故知新:1.在指数式N a b =中,a 称为 ,b 称为 ,N 称为 ;2.若0>a 且1≠a ,则=0a ,=1a 。
二、问题情境,引出课题:求下列各式的x 值(1)273=x (2)2515=x (3)32=x 探析:1.3个问题的共性都是已知 和 的值,求 的值。
即指数式N a b =中,已知 和 的值,求 的值。
(这里0>a 且1≠a )。
2.32=x 的解引发我们对=x ?的思考:①在R x ∈内,这样的方程有解吗?②既然有解,x 的值是多少呢?3.对数产生背景介绍。
4.介绍对数的文化意义。
三、概念理解,新知建构:1.对数的定义——一般地,如果a (0,1)a a >≠的b 次幂等于N ,即N a b =,那么就称b 是以a 为底 N 的对数(logarithm ),记作N b a log =,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数。
2.对数概念的理解:①利用对数形式表示32=x 中x 的值。
②将指数式932=化为对数式为29log 3=;将对数式212log 4=化为指数式 为2421=。
总结:由对数的定义可知,N a b =与N b a log =两个等式所表示的是a ,b ,N 这 三个量之间的同一关系,并且说明了指数式和对数式是可以互化的。
3.1.2 指数函数第1课时 指数函数及其图象学习目标 1.理解指数函数的概念和意义(难点);2.能画出指数函数的简图(重点);3.初步掌握指数函数的有关性质(重点).预习教材P64-67,完成下面问题: 知识点一 指数函数的概念一般地,函数y =a x (a >0,且a ≠1)叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是R . 【预习评价】下列函数中一定是指数函数的有________(填序号).(1)y =(-4)x; (2)y =(13)x ; (3)y =2×3x;(4)y =x 3;解析 y =(-4)x 的底数-4<0,不是指数函数;y =2×3x 中3x 的系数等于2,不是指数函数;y =x 3中自变量x 在底数的位置上,不是指数函数;由指数函数的定义知,只有y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x是指数函数.答案 (2)知识点二 指数函数的图象和性质续表指数函数f (x )=(a +1)x 是(-∞,+∞)上的减函数,则a 的取值范围是________. 解析 ∵函数f (x )=(a +1)x 是指数函数,且f (x )为减函数,∴0<a +1<1,∴-1<a <0.答案 (-1,0)知识点三 比较幂的大小 一般地,比较幂大小的方法有:(1)对于同底数不同指数的两个幂的大小,利用指数函数的单调性来判断; (2)对于底数不同指数相同的两个幂的大小,利用指数函数的图象的变化规律来判断;(3)对于底数不同指数也不同的两个幂的大小,则通过中间值来判断. 【预习评价】思考 若x 1<x 2,则a x 1与a x 2(a >0且a ≠1)大小关系如何? 提示 当a >1时,y =a x 在R 上为单调增函数.所以a x 1<a x 2,当0<a <1时,y =a x 在R 上为单调减函数,所以a x 1>a x 2.题型一 指数函数的概念 【例1】 给出下列函数:①y =2·3x ;②y =3x +1;③y =3x ;④y =x 3;⑤y =(-2)x .其中,指数函数的个数是________.解析 ①中,3x 的系数是2,故①不是指数函数;②中,y =3x +1的指数是x +1,不是自变量x ,故②不是指数函数;③中,3x 的系数是1,幂的指数是自变量x ,且只有3x 一项,故③是指数函数;④中,y =x 3的底为自变量,指数为常数,故④不是指数函数;⑤中,底数-2<0,不是指数函数. 答案 1规律方法 (1)指数函数的解析式必须具有三个特征:①底数a 为大于0且不等于1的常数;②指数位置是自变量x ;③a x 的系数是1. (2)求指数函数的关键是求底数a ,并注意a 的限制条件. 【训练1】 函数y =(2a 2-3a +2)·a x 是指数函数,求a 的值.解由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2a 2-3a +2=1,a >0,a ≠1,解得a =12.∴a 的值为12.题型二 指数型函数的定义域、值域 【例2】 求下列函数的定义域和值域:(1)y =21x -4;(2)y =1-2x ;(3)y =;(4)y =4x +2x +1+1.解 (1)由x -4≠0,得x ≠4,故y =21x -4的定义域为{x |x ∈R ,且x ≠4}. 又1x -4≠0,即≠1,故y =的值域为{y |y >0,且y ≠1}.(2)由1-2x ≥0,得2x ≤1,∴x ≤0, ∴y =1-2x 的定义域为(-∞,0].由0<2x ≤1,得-1≤-2x <0,∴0≤1-2x <1, ∴y =1-2x 的值域为[0,1).(3)y =的定义域为R .∵x 2-2x -3=(x -1)2-4≥-4, ∴≤⎝ ⎛⎭⎪⎫12-4=16. 又∵>0,故函数y =的值域为(0,16].(4)定义域为R .∵y =4x +2x +1+1=(2x )2+2·2x +1=(2x +1)2, 又2x >0,∴y >1,故函数的值域为{y |y >1}. 规律方法 对于y =a f (x )(a >0,且a ≠1)这类函数, (1)定义域是使f (x )有意义的x 的取值范围; (2)求值域问题,有以下三种方法: ①由定义域求出u =f (x )的值域;②利用指数函数y =a u 的单调性求得此函数的值域.③求形如y =A ·a 2x +B ·a x +C 类函数的值域一般用换元法,设a x =t (t >0)再转化为二次函数求值域.【训练2】 (1)函数f (x )=1-2x +1x +3的定义域为________.(2)函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x-1,x ∈[-1,2]的值域为________.解析 (1)由题意,自变量x 应满足⎩⎪⎨⎪⎧1-2x ≥0,x +3>0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,x >-3,∴-3<x ≤0,∴定义域为(-3,0].(2)∵-1≤x ≤2,∴19≤⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ≤3,∴-89≤⎝ ⎛⎭⎪⎫13x -1≤2,∴值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-89,2.答案 (1)(-3,0] (2)[-89,2]【探究a ,b ,c ,d 与1的大小关系是________.解析 方法一 在y 轴的右侧,指数函数的图象由下到上,底数依次增大. 由指数函数图象的升降,知c >d >1,b <a <1. ∴b <a <1<d <c .方法二 如图,作直线x =1,与四个图象分别交于A ,B ,C ,D 四点,由于x =1代入各个函数可得函数值等于底数的大小,所以四个交点的纵坐标越大,则底数越大,由图可知b <a <1<d <c .答案 b <a <1<d <c【探究2】 已知f (x )=2x 的图象,指出下列函数的图象是由y =f (x )的图象通过怎样的变化得到:(1)y =2x +1;(2)y =2x -1;(3)y =2x +1; (4)y =2-x ;(5)y =2|x |.解 (1)y =2x +1的图象是由y =2x 的图象向左平移一个单位得到. (2)y =2x -1的图象是由y =2x 的图象向右平移1个单位得到. (3)y =2x +1的图象是由y =2x 的图象向上平移1个单位得到.(4)∵y =2-x 与y =2x 的图象关于y 轴对称,∴作y =2x 的图象关于y 轴的对称图形便可得到y =2-x 的图象.(5)∵y =2|x |为偶函数,故其图象关于y 轴对称,故先作出当x ≥0时,y =2x 的图象,再作关于y 轴的对称图形,即可得到y =2|x |的图象. 【探究3】 试画出y =2|x -1|的图象.解 y =2|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x ≥1,21-x ,x <1=⎩⎨⎧2x -1,x ≥1,⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1,x <1.而y =2x -1可由y =2x向右平移1个单位得到,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1可由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 向右平移一个单位得到. 图象如下:【探究4】 直线y =2a 与函数y =|2x -1|图象有两个公共点,求实数a 的取值范围.解 y =|2x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧1-2x ,x <0,2x -1,x ≥0图象如下:由图可知,要使直线y =2a 与函数y =|2x -1|图象有两个公共点. 需0<2a <1,即0<a <12,故a ∈(0,12).规律方法 指数函数y =a x (a >0且a ≠1)的图象变换:(1)平移变换:把函数y =a x 的图象向左平移φ(φ>0)个单位,则得到函数y =a x +φ的图象;若向右平移φ(φ>0)个单位,则得到函数y =a x -φ的图象;若向上平移φ(φ>0)个单位,则得到y =a x +φ的图象;若向下平移φ(φ>0)个单位,则得到y =a x -φ的图象.即“左加右减,上加下减”.(2)对称变换:函数y =a -x 的图象与函数y =a x 的图象关于y 轴对称;函数y = -a x 的图象与函数y =a x 的图象关于x 轴对称;函数y =-a -x 的图象与函数y =a x 的图象关于原点对称;函数y =a |x |的图象关于y 轴对称;函数y =|a x -b |的图象就是y =a x -b 在x 轴上方的图象不动,把x 轴下方的图象翻折到x 轴上方. (3)一般的情形:①函数y =|f (x )|的图象由y =f (x )在x 轴上方图象与x 轴下方的部分沿x 轴翻折到上方合并而成,简记为“下翻上,擦去下”;②函数y =f (|x |)的图象由函数y =f (x )在y 轴右方图象与其关于y 轴对称的图象合并而成,简记为“右翻左,擦去左”.课堂达标1.若函数y =(a 2-5a +7)(a -1)x 是指数函数,则a 的值为________.解析 由指数函数的定义可得a 2-5a +7=1, 解得a =3或a =2, 又因为a -1>0且a -1≠1, 故a =3. 答案 32.已知函数f (x )=4+a x +1的图象经过定点P ,则点P 的坐标是________. 解析 当x +1=0,即x =-1时,a x +1=a 0=1,为常数,此时f (x )=4+1=5, 即点P 的坐标为(-1,5). 答案 (-1,5)3.函数y =的值域是________.解析 ∵x 2-1≥-1,∴y =≤⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=2, 又y >0,∴函数值域为(0,2]. 答案 (0,2]4.已知0<a <1,b <-1,则函数y =a x +b 的图象必定不经过第________象限. 解析 取a =12,b =-2,所以得函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2,由图象平移的知识知,函数y=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2的图象是由函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图象向下平移两个单位得到的,故其图象一定不过第一象限. 答案 一5.若函数f (x )=(a 2-7a +7)a x 是指数函数,求实数a 的值. 解 ∵函数f (x )=(a 2-7a +7)a x 是指数函数,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-7a +7=1,a >0,a ≠1.∴⎩⎪⎨⎪⎧a =1或a =6,a >0,a ≠1.∴a=6,即实数a的值为6.课堂小结1.判断一个函数是不是指数函数,关键是看解析式是否符合y=a x(a>0且a≠1)这一结构形式,即a x的系数是1,指数是x且系数为1.2.指数函数y=a x(a>0且a≠1)的性质分底数a>1,0<a<1两种情况,但不论哪种情况,指数函数都是单调的.3.指数函数的定义域为(-∞,+∞),值域为(0,+∞),且f(0)=1.4.当a>1时,a的值越大,图象越靠近y轴,递增速度越快.当0<a<1时,a的值越小,图象越靠近y轴,递减的速度越快.。
3. 2对数函数3. 2.1对数的概念第1课时对数的概念学习目标1•理解对数的概念,掌握对数的基本性质(重、难点);2•掌握指数式与对数式的互化,能应用对数的定义和性质解方程(重、难点).I课前預习I 靈聽ill靈疑戢首主奎积淀基囲』预习教材P72—74,完成下面问题:知识点一对数的概念一般地,如果a(a>0, a^ 1)的b次幕等于N,即a b= N,那么就称b是以a为底N的对数,记作log a N = b,其中,a叫做对数的底数,N叫做真数.【预习评价】丄1思考解指数方程3x= 3时,可化为3x= ,所以x=g请思考怎样解3―2?提示因为2难以化为以3为底的指数式,因而需要引入对数概念.知识点二对数的基本性质(1) 负数和零没有对数.(2) log a1= Q(a>0,且a^ 1).(3) log a a=1(a>0,且a^ 1).知识点三对数与指数的关系当a>0,且a^ 1 时,a x= N? x= log a N.知识点四常用对数和自然对数通常将以10为底的对数称为常用对数,以e为底的对数叫做自然对数,log1o N 可简记为lg N, log e N简记为ln_N.【预习评价】1. ___________________________________________ 下列指数式与对数式互化不正确的一组是____________________________________ .(填序号)(1)e°= 1 与ln 1 = 0;1 1_ 1.⑵=2与log82_ —3;(3) log39= 2 与=3;1(4) log77= 1 与7 = 7.i_ r\解析根据a= N? b= log a N可知,(1), (2), (4)均正确,(3)不正确应是3= 9.答案(3)2. __________________________ 若lg(ln x) = 0,则x= .解析In x= 1,x= e.答案 e3. 若lg(log3x)= 1,则x 的值为_________ .1 10解析'-lg(log3x) = 1 ,.°.log3x= 10 = 10,.°x= 3 .答案310in堂互动题型剖析.耳动棵究题型一对数式与指数式的互化【例1】(1)将下列指数式写成对数式:①54= 625;②2-6=右;③ 3a= 27;④ 3m= 5.73.(2)求下列各式中的x的值:2 2①log64X= —3;② log x8= 6;③ lg 100= x;④—ln e = x.解(1)① log5625= 4;1②log264= —6;③log327= a;5.73= m.-4-2—丄—4= 16.②『—8,所以③ 10x—100—102,于是x— 2.④由一In e2= x,得一x= In e2,即e_x= e.所以x= — 2.规律方法要求对数的值,设对数为某一未知数,将对数式化为指数式,再利用指数幕的运算性质求解.【训练1】计算:(1)log927; (2);⑶'.3解⑴设x= Iog927,则9x= 27,3^= 33,「x=⑵设T= log^81,则(疽尸=81,3^ =3SAx=16.(3)令/.(疔尸=625,5^ = 0,戈=3.题型二应用对数的基本性质求值【例2】求下列各式中x的值:⑴Iog2(log5x)= 0; (2)log3(lg x)= 1;<3)log(^--i)1=^;(1)33+|%'^2.V3 + 2 J2解(1)°.log2(log5x) = 0.o i• log5X= 2 = 1 ,• x= 5 = 5.1 3⑵・.log3(lg x)= 1,/lg x= 3= 3,「x= 10 = 1 000.1⑶现心1)「=x,p3+ 2\!2w—1)x=^+zr 观抚=右皿—1,•x= 1.33十]叫丁= 3乜1叫丁 2(4) v = 27x= 2,.°x = 27.规律方法(1)对数式与指数式关系图:对数式log a N = b是由指数式a b= N变换而来的,两式底数相同,对数式中的真数N就是指数式中的幕的值N,而对数值b是指数式中的幕指数.(2)并非所有指数式都可以直接化为对数式. 如(—3)2= 9就不能直接写成log(- 3)9 =2,只有a>0 且a^ 1, N>0 时,才有a x= N? x= log a N.【训练2] (1)若Iog2(log3x)= Iog3(log4y)= Iog4(log2z) = 0,则x+ y+ z 的值为解析・.log2(log3x)= 0 ,.°log3x= 1,•°x= 3, 同理y= 4, z= 2,.°x+ y+ z= 9.答案9⑵求;一’ 的值(a, b, c€ R+且不等于1, N>0).解•】吟• I叭N =()lg计-吨IV =(g o&b c)log r N =帆N = N.考查题型三利用对数基本性质解方程方向方向1:同底对数方程转化为有理方程【例3—1] 解方程lg(—2x—1) = lg(x2—9).解由已知得一2x—1= x2—9,即x2+ 2x—8= 0,解得x= —4或x = 2.经检验,x= 2 时,—2x—1<0, x2—9<0,与对数真数大于0矛盾,故x = 2舍去.所以原方程的根为x= — 4.方向2:同底对数方程转化为无理方程【例 3 —2] 解方程log3(x—1)= log3 .x+ 5.解由题意得x— 1 = - x+ 5,2 2••(X—1) = x+ 5,即卩x —3x—4= 0.解得x= —1或x = 4.经检验,x=—1不合题意,故舍去;x= 4是原方程的解.•原方程的解是x=4.方向3:整体代换转化为有理方程【例3 —3】 _________________________________ 方程9x—6 3x—7 = 0的解是.解析设3x= t(t>0),则原方程可化为t2—6t —7= 0,解得t = 7或t=—1(舍去),•= 7,即3 = 7.•'x= log37.答案Iog37方向4:指、对数互化转化为有理方程【例 3 —4】_________________________________ 若log(1 —x)(1 + x)2= 1,则x= .解析由题意知1 —x= (1+ x)2,解得x= 0,或x= — 3.2验证知,当x= 0时,log(1-x)(1 + x)2无意义,当x= 0不合题意,应舍去,所以x= — 3.答案—3规律方法应熟练进行指数与对数间的相互转化,在解题过程中,看到对数就应想到它的指数形式,看到指数就应想到它的对数形式.(1) 对数运算时的常用性质:log a a= 1, Iog a1= 0.对于多重(2) 使用对数的性质时,有时需要将底数或真数进行变形后才能运用; 对数符号的,可以先把内层视为整体,逐层使用对数的性质.课堂达标1. 2x = 3化为对数式是 ________ .解析 °公=3,.°x = Iog 23.答案 x = Iog 232. 若 log 3X = 3,贝U x= _______ .解析 ・.log 3X = 3,「x = 33 = 27.答案 273. In 1 + log (..;2—1)( 2— 1) = ________ .解析 In 1 + log (&°(返—1) = 0+ 1 = 1.答案14. 设10Ig x = 100,则x 的值为 _________ .答案 1005. 求下列各式的值:(1)Iog (2—..;3)(2 + ,3)—1;⑵Iog 327; (3)32+ Iog 35. 解 ⑴设 x = log-3)(2+ ,3)-1,1则(2— 3)x =(2+ .3)-」+—3 = 2— 3, •'x =1•即 lo g (2 — .;3) (2+ 3)—1=1.(2厂33 = 37,/Iog 327= 3.令 3A log3 5 = logs JC 即工=5.二原式=9X 5 = 45.课堂小结1.对数概念与指数概念有关,指数式和对数式是互逆的,即 a b = N? Iog a N = b(a >0,且a ^ 1, N >0),据此可得两个常用恒等式: 2 .在关系式a x = N 中,已知a 和x 求N (3)3?+1%5 = 32〔1) 1。
编号:020 课题:对数的概念 目标要求 理解对数的概念; 重点难点重点:指数式与对数式的互化; 难点:对数恒等式的应用. 教学过程 基础知识点 1.对数的概念(1)定义:一般地,如果(0,1)ba N a a =>≠,那么就称b 是以a 为底N 的对数,记作 ___________,其中,a 叫作对数的底数,N 叫作真数. (2)特殊对数:常用对数:以10为底,记作___________; 自然对数:以e 为底,记作__________. (3)指数与对数的关系:当0,1a a >≠,ba N =⇔_______________. 【思考】对数式log a N 是不是log a 与N 的乘积?2.对数的性质 (1)负数和0没有对数; (2) log 1a = ;(3) log a a = .【思考】你能否推导出对数的性质(2)(3)?3.对数恒等式log a N a N =.【思考】对数恒等式中指数的底数与对数的底数有什么关系?【基础小测】1.辨析记忆(对的打“√”,错的打“×”) (1)因为2(4)16- =,所以(4)log 162-=. ( )(2)因为381x=,所以81log 3x =. ( )(3)23log 3log 2=. ( )2.把对数式2log 32x =改写为指数式________.3.若2ln e x -=-,则x =________.关键能力·合作学习类型一 对数的概念及应用(数学抽象) 【题组训练】 1.若2020(0,1)ab a a =>≠,则 ( )A.log 2020a b =B.log 2020b a =C.2020log a b =D.2020log b a =2.在(3)log (1)x M x -=+中,要使式子有意义,x 的取值范围为 ( ) A.(-∞,3]B.(3,4)∪(4,+∞)C.(4,+∞)D.(3,4)3.(多选题)下列指数式与对数式的互化中,正确的是( )A.0101=与lg101= B.131273=与2711log 33=- C.3log 92=与1293= D.5log 51=与155=【解题策略】 关于指数式的范围利用式子0,log 0,1.a b b a a >⎧⎪⇒>⎨⎪≠⎩求字母的范围.【变式探究】【补偿训练】在5log (5)a -中,实数a 的取值范围是 ( ) A.a >5或a <0B.0<a <1或1<a <5C.0<a <1D.1<a <5类型二 指数式与对数式的互化(数学运算) 角度1 指数与对数的互化及应用 【典例】如表,其中解正确的题号是 ( )题号①②③④方程642log 3x =-log 86x =lg100x =2ln e x -=解16212-2A.①②B.③④C.②④D.②③角度2 对数性质的应用【典例】已知243342log [log (log )]log [log (log )]0x y ==,则x +y =________.【变式探究】将等式变为243342log [log (log )]log [log (log )]1x y ==,试求x +y .【解题策略】1.关于指数式与对数式的互化 指数式与对数式的互化关系:2.对数性质在求值中的应用此类题目一般都有多层,解题方法是利用对数的性质,从外向里逐层求值.【题组训练】1.设log 3,log a a m n π==,则2m na-= ( )A.3πB.3πC.9πD.9π2.计算332log [log (log 8)]等于 ( ) A.1 B.16C.4D.0【补偿训练】若222log [log (log )]0x =,则x =( )A.2B.4C.1D.14类型三 对数恒等式的应用(数学运算)【典例】1.1log 2-+= ( )A.2 C.12+2.若4log 3x =,则244xx-⋅+=________.【解题策略】 关于对数恒等式的应用首先利用指数运算性质变形,变形为log a ba 的形式,再利用对数恒等式计算求值.【跟踪训练】若2log 3a =,则22aa- +=________.课堂检测·素养达标1.221()log 22-+等于( ) A.54B.3C.4D.52.已知log 83x =,则x 的值为( )A.12B.2C.3D.43.若10m=则m =________.4.ln(lg 10)=________.5.若对数2ln(56)x x -+存在,则x 的取值范围为________.编号:020 课题:对数的概念 目标要求 理解对数的概念; 重点难点重点:指数式与对数式的互化; 难点:对数恒等式的应用. 教学过程 基础知识点 1.对数的概念(1)定义:一般地,如果(0,1)ba N a a =>≠,那么就称b 是以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.(2)特殊对数:常用对数:以10为底,记作__lg N ___; 自然对数:以e 为底,记作__ln N ___. (3)指数与对数的关系:当0,1a a >≠,ba N =⇔___log a Nb =____.【思考】对数式log a N 是不是log a 与N 的乘积?提示:不是, log a N 是一个整体,其运算结果是一个实数. 2.对数的性质 (1)负数和0没有对数;(2) log 1a = 0 ;(3) log 1a a = . 【思考】你能否推导出对数的性质(2)(3)? 提示:因为01a =,所以log 10a =;因为1a a =,所以log 1a a =. 3.对数恒等式log a N a N =.【思考】对数恒等式中指数的底数与对数的底数有什么关系? 提示:指数的底数与对数的底数相等.【基础小测】1.辨析记忆(对的打“√”,错的打“×”) (1)因为2(4)16- =,所以(4)log 162-=. ( )(2)因为381x=,所以81log 3x =. ( )(3)23log 3log 2=. ( ) 提示:(1)×.对数的底数不能为负值. (2)×.应为3log 81x =.(3)×.23log 3log 2≠,两个是不同的对数值.2.把对数式2log 32x =改写为指数式________.【解析】对数式2log 32x =改写为指数式为232x=.答案: 232x=3.若2ln ex -=-,则x =________.【解析】因为2ln e x -=-,所以2x e e --= ,所以2x =.答案:2关键能力·合作学习类型一 对数的概念及应用(数学抽象) 【题组训练】 1.若2020(0,1)ab a a =>≠,则 ( )A.log 2020a b =B.log 2020b a =C.2020log a b =D.2020log b a =2.在(3)log (1)x M x -=+中,要使式子有意义,x 的取值范围为 ( ) A.(-∞,3]B.(3,4)∪(4,+∞)C.(4,+∞)D.(3,4)3.(多选题)下列指数式与对数式的互化中,正确的是( )A.0101=与lg101= B.131273=与2711log 33=- C.3log 92=与1293= D.5log 51=与155= 【解析】1.选A.若2020(0,1)ab a a =>≠,则log 2020a b =.2.选B.由函数的解析式可得1030,31x x x +>⎧⎨->-≠⎩且,解得3<x<4或x>4.3.选BD.在A 中,0101lg10=⇔=,故A 错误;在B 中,132711127log 333=⇔=-,故B 正确; 在C 中,23log 9239=⇔=,故C 错误;在D 中,15log 5155=⇔=,故D 正确.【解题策略】 关于指数式的范围利用式子0,log 0,1.a b b a a >⎧⎪⇒>⎨⎪≠⎩求字母的范围.【变式探究】【补偿训练】在5log (5)a -中,实数a 的取值范围是 ( ) A.a >5或a <0B.0<a <1或1<a <5C.0<a <1D.1<a <5【解析】选B.由对数的定义可知50,0,1,a a a ->⎧⎪>⎨⎪≠⎩解得0<a <5且a ≠ 1.类型二 指数式与对数式的互化(数学运算) 角度1 指数与对数的互化及应用 【典例】如表,其中解正确的题号是 ( )题号①②③④方程 642log 3x =- log 86x = lg100x = 2ln e x -=解 1612-2 A.①② B.③④ C.②④ D.②③ 【思路导引】利用指数、对数的互化求解验证.【解析】选C.由642log 3x =-得,2316416x - ==,所以①错误;由log 86x =得,68x =,所以22x =且0x >,所以x =所以②正确;由10lg100log 100x ==得,10100x =.所以2x =,所以③错误;由2ln e x -=得2x e e -=,得2x =-,所以④正确;所以正确的题号是②④.角度2 对数性质的应用【典例】已知243342log [log (log )]log [log (log )]0x y ==,则x +y =________.【思路导引】由外向内求出x ,y 后求和.【解析】由题意可得43log (log )1x =,所以3log 4x =,所以4381x ==;同理可得42log (log )1y =,所以2log 4y =,所以4216y ==,所以x +y =97.答案:97【变式探究】将等式变为243342log [log (log )]log [log (log )]1x y ==,试求x +y .【解析】由题意,43log (log )2x =,得3log 16x =,得163x =;42log (log )3y =,得2log 64y =,得642y =.所以166432x y +=+.【解题策略】1.关于指数式与对数式的互化指数式与对数式的互化关系:2.对数性质在求值中的应用此类题目一般都有多层,解题方法是利用对数的性质,从外向里逐层求值.【题组训练】1.设log 3,log a a m n π==,则2m n a -= ( ) A.3π B.3π C.9π D.9π 【解析】选C.因为log 3,log a a m n π==.所以3,m n a a π==.所以229m m n n a a a π-==. 2.计算332log [log (log 8)]等于 ( )A.1B.16C.4D.0【解析】选D.令2log 8x =,则28x =,所以3x =.所以332333log [log (log 8)]log (log 3)log 10===.【补偿训练】若222log [log (log )]0x =,则x = ( )A.2B.4C.1D.14【解析】选B.若222log [log (log )]0x =,则22log (log )1x =,则2log 2x =,解得:x = 4.类型三 对数恒等式的应用(数学运算)【典例】1.1log 2-+= ( )A.2 C.12+2.若4log 3x =,则244x x -⋅+=________.【思路导引】1.先利用指数运算性质拆分,再利用对数恒等式求值.2.直接将x 代入所求式,再利用对数恒等式求值.【解析】1.选A. 1log log 112222-+-=⨯==2.由4log 3x =,则444log 3log 3log 31119244244236433x x --⋅+=⋅+=⨯+=+=. 答案: 193【解题策略】关于对数恒等式的应用首先利用指数运算性质变形,变形为log a b a的形式,再利用对数恒等式计算求值.【跟踪训练】若2log 3a =,则22a a - +=________. 【解析】因为2log 3a =,所以222log 3log 3log 31110222233233a a-- +=+=+=+=.答案: 103课堂检测·素养达标 1.221()log 22-+等于( ) A.54B.3C.4D.5 【解析】选D.原式=4+1=5.2.已知log 83x =,则x 的值为( ) A.12 B.2 C.3 D.4【解析】选B.因为log 83x =,所以38x =,解得2x =.3.若10m =则m =________.【解析】因为10m =则m =.答案: 4.ln(lg 10)=________.【解析】ln(lg 10)=ln 1=0.答案:05.若对数2ln(56)x x -+存在,则x 的取值范围为________.【解析】因为对数2ln(56)x x -+存在,所以2560x x -+>,所以解得3x >或2x <,即x 的取值范围为:(-∞,2)∪(3,+∞).答案:(-∞,2)∪(3,+∞)。
课题:3.2.1对数的概念(第1课时)教材:苏教版高中数学必修 1一. 教材分析对数这节课是苏教版必修1第3章对数函数第1课时.学习对数的概念是对指数概念和指数函数的回顾与深化,是学习对数函数的基础.二. 学情分析高一学生已经学习了函数的概念、函数的表示方法与函数的一般性质,对函数有了初步的认识.学生已经完成了分数指数幂和指数函数的学习,了解了研究函数的一般方法,经历过从特殊到一般,具体到抽象的研究过程.对数的概念对学生来说,是全新的,需要教师引导学生利用指数与指数函数的相关知识理解对数的概念.在教学过程中,力求让学生体会运用从特殊到一般,类比等数学方法来理解对数式与指数式之间的内在联系,将对数这一新知纳入已有的知识结构中.三. 教学目标1. 理解对数的概念,会熟练地进行指数式与对数式的互化.2. 学生在解决具体问题中体会引入对数的必要性,在举例过程中理解对数.3. 学生在学习过程中感受化归与转化、数形结合、特殊到一般的数学思想,学会用相互联系的观点辩证地看问题.四. 重点与难点1. 重点:(1)对数的概念;(2)对数式与指数式的互化.2. 难点:对数概念的理解.五. 教学方法与教学手段问题教学法,启发式教学.六.教学过程1. 创设情境建构概念某种放射性物质不断变化为其他物质,每经过1年,这种物质剩留的质量是原来的84%.(设该物质最初的质量为1)【问题1】你能就此情境提出一个问题吗?[设计意图]通过学生熟悉的问题情境,让学生自主地提出问题,引发思考,体会这些问题之间的关联是指数式a b =N中已知两个量求第三个量.【问题2】2b=3,这样的指数b有没有呢?[设计意图]利用具体的问题引发学生的认知冲突,引导学生运用数形结合的方法探索指数b是存在的,并且只有一个,进而想办法用数学符号表示指数b.思考:根据这些具体的例子,你能得到一般情况下,对数是怎么表示的吗?对数的概念:如果a的b次幂等于N(其中a>0,a≠1),即a b=N,那么就称b 是以a为底N的对数,记作log a N=b.其中,a叫做对数的底数,N叫做真数.2.具体实例理解概念[学生活动]请每位同学写出2—3个对数,与同桌交流.[设计意图]深入理解对数.第一阶段,让学生体会对数可以转化为指数,对数式和指数式是等价的;第二阶段,认识特殊的对数,明确对数式中a,b,N 的范围.3.概念应用方法总结练习求下列各式的值:(1)log264;(2)log101100;(3)log927.[设计意图](1)理解对数是个数,对数问题可以转化为指数问题来解决.(2)反思解题过程,从中得到两个对数式log a a b=b,a log a N=N(a>0且a≠1).(3)激起学生进一步探索对数的相关结论.(4)介绍常用对数和自然对数.【问题3】什么是对数?研究对数的基本方法是什么?[设计意图]回顾反思本节课学习的知识和方法.4. 分层作业因材施教(1)必做题:课本P74 练习第1、3、4、5题.(2)选做题:探究对数的运算性质.[设计意图]分层布置作业,“必做题”面向全体学生,旨在掌握对数的概念,熟练对数式与指数式的互化.“选做题”给学生提供进一步自主研究对数的机会.。
3.2.1对数第1课时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思考解指数方程:3x= 3.可化为3x=123,所以x=12.那么你会解3x=2吗?梳理对数的概念一般地,如果a(a>0,a≠1)的b次幂等于N,即a b=N,那么就称b是____________________,记作____________,其中,a叫做____________,N叫做________.通常将以10为底的对数称为____________,以e为底的对数称为____________.log10N可简记为________,log e N简记为________.知识点二对数与指数的关系思考log a1(a>0,且a≠1)等于?梳理 (1)对数与指数的关系若a >0,且a ≠1,则a x =N ⇔log a N =______.对数恒等式:a log a N =______;log a a x =______(a >0,且a ≠1). (2)对数的性质 ①1的对数为____; ②底的对数为____; ③零和负数____________.类型一 对数的概念例1 在N =log (5-b )(b -2)中,实数b 的取值范围是____________.反思与感悟 由于对数式中的底数a 就是指数式中的底数a ,所以a 的取值范围为a >0,且a ≠1;由于在指数式中a x =N ,而a x >0,所以N >0. 跟踪训练1 求f (x )=log x 1-x1+x 的定义域.类型二 应用对数的基本性质求值 例2 求下列各式中x 的值. (1)log 2(log 5x )=0;(2)log 3(lg x )=1.反思与感悟 本题利用对数的基本性质从整体入手,由外到内逐层深入来解决问题.log a N =0⇒N =1;log a N =1⇒N =a 使用频繁,应在理解的基础上牢记.跟踪训练2 若log 2(log 3x )=log 3(log 4y )=log 4(log 2z )=0,则x +y +z 的值为________. 类型三 对数式与指数式的互化 命题角度1 指数式化为对数式 例3 将下列指数式写成对数式.(1)54=625;(2)2-6=164;(3)3a =27;(4)⎝⎛⎭⎫13m =5.73.反思与感悟 指数式化为对数式,关键是弄清指数式各部位的去向:跟踪训练3 (1)将3-2=19,⎝⎛⎭⎫126=164化为对数式.(2)解方程:⎝⎛⎭⎫13m=5.命题角度2 对数式化为指数式 例4 求下列各式中x 的值.(1)log 64x =-23;(2)log x 8=6;(3)lg100=x ;(4)-lne 2=x ;(5)1)log 13+22=x .反思与感悟 要求对数的值,设对数为某一未知数,将对数式化为指数式,再利用指数幂的运算性质求解.跟踪训练4 计算:(1)log 927;(2);(3).命题角度3 对数恒等式log a Na =N 的应用例5 (1)求33log 3x+=2中x 的值;(2)求log log log a b c b c Na ⋅⋅的值(a ,b ,c ∈(0,+∞)且不等于1,N >0).反思与感悟 应用对数恒等式时应注意 (1)底数相同.(2)当N >0时才成立,例如y =x 与y =a log a x 并非相等的函数. 跟踪训练5 设5log (21)25x =9,则x =________.1.log b N =a (b >0,b ≠1,N >0)对应的指数式是________. 2.若log a x =1,则x =________.3.下列指数式与对数式互化不正确的一组的序号是________. ①e 0=1与ln1=0; ②8-13=12与log 812=-13;③log 39=2与912=3;④log 77=1与71=7.4.已知log x 16=2,则x =________. 5.设10lg x =100,则x 的值等于________.1.对数概念与指数概念有关,指数式和对数式是互逆的,即a b =N ⇔log a N =b (a >0,且a ≠1,N >0),据此可得两个常用恒等式:(1)log a a b =b ;(2)a log a N =N .2.在关系式a x =N 中,已知a 和x 求N 的运算称为求幂运算;而如果已知a 和N 求x 的运算就是对数运算,两个式子实质相同而形式不同,互为逆运算.答案精析问题导学 知识点一思考 不会,因为2难以化为以3为底的指数式,因而需要引入对数概念. 梳理 以a 为底N 的对数 log a N =b 对数的底数 真数 常用对数 自然对数 lg N ln N 知识点二思考 设log a 1=t ,化为指数式a t =1,则不难求得t =0,即log a 1=0. 梳理 (1)x N x (2)①零 ②1 ③没有对数 题型探究例1 2<b <5且b ≠4 解析 ∵⎩⎪⎨⎪⎧b -2>0,5-b >0,5-b ≠1,∴2<b <5且b ≠4.跟踪训练1 解 要使函数式有意义, 需⎩⎪⎨⎪⎧x >0,x ≠1,1-x 1+x >0,解得0<x <1.∴f (x )=log x 1-x 1+x 的定义域为(0,1).例2 解 (1)∵log 2(log 5x )=0, ∴log 5x =20=1,∴x =51=5. (2)∵log 3(lg x )=1,∴lg x =31=3, ∴x =103=1000. 跟踪训练2 9解析 ∵log 2(log 3x )=0,∴log 3x =1. ∴x =3.同理y =4,z =2.∴x +y +z =9. 例3 解 (1)log 5625=4.(2)log 2164=-6.(3)log 327=a .(4)13log 5.73=m .跟踪训练3 解 解 (1)3-2=19可化为log 319=-2;⎝⎛⎭⎫126=164可化为12log 164=6.(2)m =13log 5.例4 解 (1)x =2364-=233(4)-=4-2=116. (2)因为x 6=8,所以x =166()x =168=136(2)=122= 2. (3)因为10x =100=102,所以x =2. (4)由-lne 2=x ,得-x =lne 2, 即e -x =e 2.所以x =-2. (5)因为1)log 13+22=x ,所以(2-1)x =13+22=1(2+1)2=12+1=2-1, 所以x =1.跟踪训练4 解 (1)设x =log 927,则9x =27,32x =33,∴x =32.(2)设x =,则⎝⎛⎭⎫43x=81,43x=34,∴x =16.(3)令x =,则⎝⎛⎭⎫354x=625,435x =54,∴x =3. 例5 解 (1)∵33log 3x+=33·3log 3x=27x =2,∴x =227.(2)log log log a b c b c Na⋅⋅=log log log ()a b c b c Na⋅=log c Nc=N .跟踪训练5 2 解析 ∵5log (21)25x -=()5log (21)25x -=5log (21)2(5)x -=(2x -1)2=9.∴2x -1=±3,又∵2x -1>0,∴2x -1=3. ∴x =2. 当堂训练1.b a=N 2.a 3.③4.4 5.100。
2.3.1对数(1)教学目标:1.理解对数的概念;2.能够进行对数式与指数式的互化;3.会根据对数的概念求一些特殊的对数式的值.教学重点:对数的概念,对数式与指数式的相互转化,并求一些特殊的对数式的值;教学难点:对数概念的引入与理解.教学过程:一、情境创设假设2005年我国的国民生产总值为a亿元,如每年平均增长8%,那么经过多少年,国民生产总值是2005年的2倍?根据题目列出方程:______________________.提问:此方程的特征是什么? 已知底数和幂,求指数!情境问题:已知底数和指数求幂,通常用乘方运算;而已知指数和幂,则通常用开方运算或分数指数幂运算,已知底数和幂,如何求指数呢?二、数学建构1.对数的定义.一般地,如果a(a>0,a≠1)的b次幂等于N,即a b=N,那么就称b是以a 为底N的对数,记作log a N,即b=log a N.其中,a叫作对数的底数,N叫做对数的真数.2.对数的性质:(1)真数N>0,零和负数没有对数;(2)log a1=0 (a>0,a≠1);(3)log a a=1(a>0,a≠1);(4)a log a N=N(a>0,a≠1).3.两个重要对数:(1)常用对数(commonlogarithm):以10为底的对数lg N .(2)自然对数(naturallogarithm):以无理数Λ71828.2=e 为底的对数ln N . 三、数学应用例1 将下列指数式改写成对数式. (1)24=16;(2)31273-=;( 3)205a=; (4)()10.452b=.例2 求下列各式的值. (1)log 264; (2)log 832.基础练习:log 10100= ; log 255= ; log 212= ; log 144= ;log 33= ; log a a = ; log 31= ;log a 1= .例3 将下列对数式改写成指数式 (1)log 5125=3; (2)log133=-2; (3)lg a =-1.699.例4 已知log a 2=m ,log a 3=n ,求a 2m +n 的值. 练习:1.(1)lg(lg10)= ; (2)lg(ln e )= ; (3)log 6[log 4(log 381)]= ;(4)log 3129x-=1,则x =________. 2.把log x 7y =z 改写成指数式是 . 3.求222log 5+的值.4.设81,(,1](),(1,)2log xx f x x x -⎧∈-∞⎪=⎨∈+∞⎪⎩,则满足1()4f x =的x 值为_______.5.设x =log 23,求332222x x xx----.四、小结1.对数的定义:b=log a N a b=N.2.对数的运算:用指数运算进行对数运算.3.对数恒等式.4.对数的意义:对数表示一种运算,也表示一种结果.五、作业课本P63习题1,2.。
2.3.1对数(3)教学目标:1.进一步理解对数的运算性质,能推导出对数换底公式;2.能初步利用对数运算求解一些常见问题的近似值;3.通过换底公式的研究,培养学生大胆探索,实事求是的科学精神.教学重点:对数的换底公式及近似计算;教学难点:对数的换底公式的引入及推导.教学过程:一、情境创设1.复习对数的定义与对数运算性质;2.情境问题.已知lg2≈0.3010,lg3≈0.4771,如何求log23的近似值?二、学生探究log23与lg2、lg3之间的关系,并推广到log a N与log b N、log b a的关系.三、数学建构1.对数的换底公式log a N=loglogbbNa(a>0,a≠1,b>0,b≠1,N>0).2.换底公式的推导3.对数型问题的近似求值.四、数学应用例1计算log89×log332的值.练习:若log34×log25×log5m=2,则m=.例2已知x a=y b=z c,且111a b c+=.求证:z=xy.练习:已知正实数a、b、c满足3a=4b=6c.(1)求证:212c b a-=; (2)比较3a 、4b 、6c 的大小.例3 如图,2000年我国国内生产总值(GDP)为89442亿元, 如果我国的GDP 年均增长7.8%左右,按照这个增长速度,在2000年的基础上,经过多少年后,我国GDP 才能实现比2000年翻两番的目标?(lg2≈0.3010,lg1.078≈0.0326,结果保留整数).例4 在本章第2.2.2节的开头问题中,已知测得出土的古莲子中14C 的残余量占原来的87.9%,试推算古莲子的生活年代(lg2≈0.3010,lg0.879≈-0.0560,结果保留整数).练习:课本63页练习1,2,3.化简:(1)235111log log log 2589⋅⋅= ; (2)345212log 30log 30log 30++= . 证明:235321log 19log 19log 19++<1. 四、小结1.对数的换底公式.2.对数的运算性质在解决实际问题中的应用.五、作业课本P 64习题6,7,8.课后阅读课本63~64页内容.。
第2课时对数的运算及换底公式学习目标 1.掌握积、商、幂的对数运算性质,理解其推导过程和成立条件(重、难点);2.掌握换底公式及其推论(难点);3.能熟练运用对数的运算性质进行化简求值(重点).预习教材P75-78,完成下面问题:知识点一对数运算性质一般地,如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:(1)log a(M·N)=log a M+log a N;(2)log a MN=log a M-log a N.【预习评价】1.有了乘法口诀,我们就不必把乘法还原成为加法来计算.那么,有没有类似乘法口诀的结论,使我们不必把对数式还原成指数式就能计算?提示有.例如,设log a M=m,log a N=n,则a m=M,a n=N,∴MN=a m·a n=a m+n,∴log a(MN)=m+n=log a M+log a N,得到的结论log a(MN)=log a M+log a N 可以当公式直接进行对数运算.2.log24,log28,log232之间存在什么关系?提示log24+log28=log232=log2(4×8),log2328=log24=log232-log28,log2324=log28=log232-log24.知识点二换底公式一般地,对数换底公式log a b=log c blog c a(a>0,且a≠1,b>0,c>0,且c≠1);特别地:log a b·log b a=1(a>0,且a≠1,b>0,且b≠1).【预习评价】思考假设log25log23=x,则log25=x log23,即log25=log23x,从而有3x=5,再化为对数式可得到什么结论?提示把3x=5化为对数式为:log35=x,又因为x=log25log23,所以得出log35=log25log23的结论.知识点三常用结论由换底公式可以得到以下常用结论:(1)log a b=1log b a;(2)log a b·log b c·log c a=1;(3) =log a b;(4)=mn log a b;(5)=-log a b. 【预习评价】判断log9(x+5)=12log3(x+5).()提示√题型一积商幂的对数运算【例1】化简log a x2y 3z.解∵x2y3z>0且x2>0,y>0,∴y>0,z>0.log a x2y3z=log a(x2y)-log a3z=log a x2+log a y-log a 3 z=2log a|x|+12log a y-13log a z.规律方法使用公式要注意成立条件,log2(-3)(-5)=log2(-3)+log2(-5)是不成立的.log10(-10)2=2log10(-10)是不成立的.要特别注意log a (MN )≠log a M ·log a N ,log a (M ±N )≠log a M ±log a N .【训练1】 已知y >0,化简log a x yz . 解 ∵x yz >0,y >0,∴x >0,z >0.∴log a x yz =log a x -log a (yz )=12log a x -log a y -log a z .题型二 利用换底公式化简、求值【例2】 计算:(1)lg 20+log 10025;(2)(log 2125+log 425+log 85)·(log 1258+log 254+log 52).解 (1)lg 20+log 10025=1+lg 2+lg 25lg 100=1+lg 2+lg 5=2.(2)(log 2125+log 425+log 85)·(log 1258+log 254+log 52)=(log 253+log 2252+log 235)·=(3+1+13)log 25·(1+1+1)log 52=133·3=13.规律方法 (1)在化简带有对数的表达式时,若对数的底不同,需利用换底公式.(2)常用的公式有:log a b ·log b a =1,=m n log a b ,log a b =1log b a 等. 【训练2】 (1)(log 29)·(log 34)=________.(2)log 2125·log 318·log 519=________.解析 (1)(log 29)·(log 34)=(log 232)·(log 322)=2log 23·(2log 32)=4log 23·log 32=4.(2)原式=lg 125lg 2·lg 18lg 3·lg 19lg 5=(-2lg 5)·(-3lg 2)·(-2lg 3)lg 2lg 3lg 5=-12. ★★答案★★ (1)4 (2)-12互动 题型三 换底公式、对数运算性质综合运用【探究1836解 ∵log 189=a,18b =5,∴log 185=b .于是log 3645=log 1845log 1836=log 18(5×9)log 18(18×2)=log 189+log 1851+log 182 =a +b 1+log 18189=a +b 2-a .【探究2】 设3a =4b =36,求2a +1b 的值.解 由3a =4b =36,得a =log 336,b =log 436,由换底公式得1a =log 363,1b =log 364,∴2a +1b =2log 363+log 364=log 3636=1.【探究3】 已知2x =3y =5z,且1x +1y +1z =1,求x ,y ,z . 解 令2x =3y =5z =k (k >0),∴x =log 2k ,y =log 3k ,z =log 5k ,∴1x =log k 2,1y =log k 3,1z =log k 5,由1x +1y +1z =1,得log k 2+log k 3+log k 5=log k 30=1,∴k =30,∴x =log 230=1+log 215,y =log 330=1+log 310,z =log 530=1+log 56.【探究4】 已知lg x +lg y =2lg(x -2y ),求log 2x y 的值.解 由lg x +lg y =2lg(x -2y ),得xy =(x -2y )2,即x 2-5xy +4y 2=0,化为(x y )2-5x y +4=0,解得x y =1或x y =4.又x >0,y >0,x -2y >0,∴x y >2,∴x y =4,∴log 2x y =log 24=log 216=4.规律方法 (1)在对数式、指数式的互化运算中,要注意灵活运用定义、性质和运算法则,尤其要注意条件和结论之间的关系,进行正确的相互转化.(2)对于这类连等式可令其等于k (k >0),然后将指数式用对数式表示,再由换底公式就可将指数的倒数化为同底的对数,从而使问题得解.课堂达标1.lg 8+3lg 5的值为________.解析 lg 8+3lg 5=lg 8+lg 53=lg 8+lg 125=lg (8×125)=lg 1 000=3.★★答案★★ 32.已知lg a ,lg b 是方程2x 2-4x +1=0的两根,则(lg a b )2的值是________.解析 lg a +lg b =2,lg a ·lg b =12,(lg a b )2=(lg a -lg b )2=(lg a +lg b )2-4lg a ·lg b=22-4×12=2.★★答案★★ 23.若log a b ·log 3a =4,则b 的值为________.解析 log a b ·log 3a =lg b lg a ·lg a lg 3=lg b lg 3=4,所以lg b =4lg 3=lg 34,所以b =34=81.★★答案★★ 814.已知2m =5n =10,则1m +1n =________.解析 因为m =log 210,n =log 510,所以1m +1n =log 102+log 105=lg 10=1.★★答案★★ 15.计算:(1)lg 14-2lg 73+lg 7-lg 18;(2)lg 27+lg 8-31g 10lg 1.2.解(1)方法一lg 14-2lg 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.方法二lg 14-2lg73+lg 7-lg 18=lg 14-lg(73)2+lg 7-lg 18=lg14×7(73)2×18=lg 1=0.(2)lg 27+lg 8-3lg 10lg 1.2=32(lg 3+2lg 2-1)lg 3+2lg 2-1=32.课堂小结1.换底公式可完成不同底数的对数式之间的转化,可正用、逆用;使用的关键是恰当选择底数,换底的目的是利用对数的运算性质进行对数式的化简.2.运用对数的运算性质应注意:(1)在各对数有意义的前提下才能应用运算性质.(2)根据不同的问题选择公式的正用或逆用.(3)在运算过程中避免出现以下错误:①log a N n=(log a N)n,②log a(MN)=log a M·log a N,③log a M±log a N=log a(M±N).。
3.2对数函数
3.2.1对数的概念
第1课时对数的概念
学习目标 1.理解对数的概念,掌握对数的基本性质(重、难点);2.掌握指数式与对数式的互化,能应用对数的定义和性质解方程(重、难点).
预习教材P72-74,完成下面问题:
知识点一对数的概念
一般地,如果a(a>0,a≠1)的b次幂等于N,即a b=N,那么就称b是以a为底N的对数,记作log a N=b,其中,a叫做对数的底数,N叫做真数.
【预习评价】
思考解指数方程3x=3时,可化为3x=,所以x=1
2.请思考怎样解3
x=2?
提示因为2难以化为以3为底的指数式,因而需要引入对数概念.
知识点二对数的基本性质
(1)负数和零没有对数.
(2)log a1=0(a>0,且a≠1).
(3)log a a=1(a>0,且a≠1).
知识点三对数与指数的关系
当a>0,且a≠1时,a x=N⇔x=log a N.
知识点四常用对数和自然对数
通常将以10为底的对数称为常用对数,以e为底的对数叫做自然对数,log10N 可简记为lg_N,log e N简记为ln_N.
【预习评价】
1.下列指数式与对数式互化不正确的一组是________.(填序号)
(1)e0=1与ln 1=0;
(2)=1
2与log8
1
2=-
1
3;
(3)log39=2与=3;
(4)log77=1与71=7.
解析根据a b=N⇔b=log a N可知,(1),(2),(4)均正确,(3)不正确应是32=9. 答案(3)
2.若lg(ln x)=0,则x=________.
解析ln x=1,x=e.
答案 e
3.若lg(log3x)=1,则x的值为________.
解析∵lg(log3x)=1,∴log3x=101=10,∴x=310.
答案310
题型一对数式与指数式的互化
【例1】(1)将下列指数式写成对数式:
①54=625;②2-6=1
64;③3a=27;④
⎝
⎛
⎭
⎪
⎫1
3
m=5.73.
(2)求下列各式中的x的值:
①log64x=-2
3;②log x8=6;③lg 100=x;④-ln e
2=x.
解(1)①log5625=4;
②log21
64=-6;
③log327=a;
④ 5.73=m.
(2)①=4-2=1
16.
②x6=8,所以= 2.
③10x=100=102,于是x=2.
④由-ln e 2=x ,得-x =ln e 2,即e -x =e 2.
所以x =-2.
规律方法 要求对数的值,设对数为某一未知数,将对数式化为指数式,再利用指数幂的运算性质求解.
【训练1】 计算:(1)log 927;(2) ;(3) .
解 (1)设x =log 927,则9x =27,32x =33,∴x =32.
题型二 应用对数的基本性质求值
【例2】 求下列各式中x 的值:
(1)log 2(log 5x )=0;(2)log 3(lg x )=1;
解 (1)∵log 2(log 5x )=0.
∴log 5x =20=1,∴x =51=5.
(2)∵log 3(lg x )=1,∴lg x =31=3,∴x =103=1 000.
(3)∵log (2-1)13+22
=x , ∴(2-1)x =13+22=1(2+1)2=1
2+1=2-1,
∴x =1.
(4)∵=27x =2,∴x =227.
规律方法 (1)对数式与指数式关系图:
对数式log a N=b是由指数式a b=N变换而来的,两式底数相同,对数式中的真数N就是指数式中的幂的值N,而对数值b是指数式中的幂指数.
(2)并非所有指数式都可以直接化为对数式.如(-3)2=9就不能直接写成log(-3)9=2,只有a>0且a≠1,N>0时,才有a x=N⇔x=log a N.
【训练2】(1)若log2(log3x)=log3(log4y)=log4(log2z)=0,则x+y+z的值为________.
解析∵log2(log3x)=0,∴log3x=1,
∴x=3,同理y=4,z=2,∴x+y+z=9.
答案9
(2)求的值(a,b,c∈R+且不等于1,N>0).
解
方向1
【例3-1】解方程lg(-2x-1)=lg(x2-9).
解由已知得-2x-1=x2-9,即x2+2x-8=0,
解得x=-4或x=2.
经检验,x=2时,-2x-1<0,x2-9<0,
与对数真数大于0矛盾,故x=2舍去.
所以原方程的根为x=-4.
方向2:同底对数方程转化为无理方程
【例3-2】解方程log3(x-1)=log3x+5.
解由题意得x-1=x+5,
∴(x-1)2=x+5,即x2-3x-4=0.
解得x=-1或x=4.
经检验,x=-1不合题意,故舍去;x=4是原方程的解.
∴原方程的解是x=4.
方向3:整体代换转化为有理方程
【例3-3】方程9x-6·3x-7=0的解是________.
解析设3x=t(t>0),则原方程可化为t2-6t-7=0,
解得t=7或t=-1(舍去),∴t=7,即3x=7.
∴x=log37.
答案log37
方向4:指、对数互化转化为有理方程
(1+x)2=1,则x=________.
【例3-4】若log(1
-x)
解析由题意知1-x=(1+x)2,
解得x=0,或x=-3.
验证知,当x=0时,log(1-x)(1+x)2无意义,
当x=0不合题意,应舍去,所以x=-3.
答案-3
规律方法应熟练进行指数与对数间的相互转化,在解题过程中,看到对数就应想到它的指数形式,看到指数就应想到它的对数形式.
(1)对数运算时的常用性质:log a a=1,log a1=0.
(2)使用对数的性质时,有时需要将底数或真数进行变形后才能运用;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.
课堂达标1.2x=3化为对数式是________.
解析∵2x=3,∴x=log23.
答案x=log23
2.若log3x=3,则x=________.
解析∵log3x=3,∴x=33=27.
答案27
3.ln 1+log
(2-1)
(2-1)=________.
解析ln 1+log
(2-1)
(2-1)=0+1=1.
答案 1
4.设10lg x=100,则x的值为________.
答案100
5.求下列各式的值:
(1)log
(2-3)
(2+3)-1;(2)log327;(3)32+log35.
解(1)设x=log
(2-3)
(2+3)-1,
则(2-3)x=(2+3)-1=1
2+3
=2-3,
∴x=1.即log
(2-3)
(2+3)-1=1.
(2)∵33=37,∴log327=3.
∴原式=9×5=45.
课堂小结
1.对数概念与指数概念有关,指数式和对数式是互逆的,即a b=N⇔log a N=b(a >0,且a≠1,N>0),据此可得两个常用恒等式:
2.在关系式a x=N中,已知a和x求N的运算称为求幂运算,而如果已知
a和N求x的运算就是对数运算,两个式子实质相同而形式不同,互为逆运算.。