指数幂、对数运算

幂函数、指数函数和对数函数·对数及其运算法则·教案如果a（a＞0，a≠1）的b次幂等于N，就是ab=N，那么数b就叫做以a为底N的对数，记作logaN=b，其中a叫做底数，N叫做真数，式子logaN叫做对数式．练习1 把下列指数式写成对数形式：练习2 把下列对数形式写成指数形式：练习3 求下列各式的值：因为22=4，所以以2为底4的对数等于2．因为53=125，所以以5为底125的对数等于3．师：由定义，我们还应注意到对数式logaN=b中字母的取值范围是什么？生：a＞0且a≠1；b∈R；N∈R．师：N∈R？（这是学生最易出错的地方，应一开始让学生牢牢记住真数大于零．）生：由于在实数范围内，正数的任何次幂都是正数，因而ab=N中N总是正数．师：要特别强调的是：零和负数没有对数．师：定义中为什么规定a＞0，a≠1？生：因为若a＜0，则N取某些值时，b可能不存在，如b=log（-2）8不存在；若a=0，则当N不为0时，b不存在，如log02不存在；当N为0时，b可以为任何正数，是不唯一的，即log00有无数个值；若a=1，N 不为1时，b不存在，如log13不存在，N为1时，b可以为任何数，是不唯一的，即log11有无数多个值．因此，我们规定：a＞0，a≠1．师：（板书）对数logaN（a＞0且a≠1）在底数a=10时，叫做常用对数，简记lgN；底数a=e时，叫做自然对数，记作lnN，其中e是个无理数，即e≈2.718 28……．练习4 计算下列对数：lg10000，lg0.01，2log24，3log327，10lg105，5log51125．师：请同学说出结果，并发现规律，大胆猜想．生：2log24=4．这是因为log24=2，而22=4．生：3log327=27．这是因为log327=3，而33=27．生：10lg105=105．生：我猜想alogaN=N，所以5log51125=1125．alogaN=N（a＞0，a≠1，N＞0）．（用红笔在字母取值范围下画上曲线）证明：设指数等式ab=N，则相应的对数等式为logaN=b，所以ab=alogaN=N．师：你是根据什么证明对数恒等式的？生：根据对数定义．师：（分析小结）证明的关键是设指数等式ab=N．因为要证明这个对数恒等式，而现在我们有关对数的知识只有定义，所以显然要利用定义加以证明．而对数定义是建立在指数基础之上的，所以必须先设出指数等式，从而转化成对数等式，再进行证明．师：掌握了对数恒等式的推导之后，我们要特别注意此等式的适用条件．生：a＞0，a≠1，N＞0．师：（板书）2log28=？2log42=？生：2log28=8；2log42=2．师：第2题对吗？错在哪儿？师：（继续追问）在运用对数恒等式时应注意什么？生：当幂的底数和对数的底数相同时，才可以用公式alogaN=N．师：负数和零有没有对数？并说明理由．生：负数和零没有对数．因为定义中规定a＞0，所以不论b是什么数，都有ab＞0，这就是说，不论b是什么数，N=ab永远是正数．因此，由等式b=logaN可以看到，负数和零没有对数．师：（板书）性质1：负数和零没有对数．师：1的对数是多少？生：因为a0=1（a＞0，a≠1），所以根据对数定义可得1的对数是零．师：（板书）1的对数是零．师；底数的对数等于多少？生：因为a1=a，所以根据对数的定义可得底数的对数等于1．师：（板书）底数的对数等于1．生：同底数幂相乘，底数不变，指数相加，即am·an=am+n．同底数幂相除，底数不变，指数相减，即am ÷an=am-n．还有（am）n=amn；师：下面我们利用指数的运算法则，证明对数的运算法则．（板书）（1）正因数积的对数等于同一底数各个因数的对数的和．即loga（MN）=logaM+logaN．（请两个同学读法则（1），并给时间让学生讨论证明．）师：（分析）我们要证明这个运算法则，用眼睛一瞪无从下手，这时我们该想到，关于对数我们只学了定义和性质，显然性质不能证明此式，所以只有用定义证明．而对数是由指数加以定义的，显然要利用指数的运算法则加以证明，因此，我们首先要把对数等式转化为指数等式．师：（板书）设logaM=p，logaN=q，由对数的定义可以写成M=ap，N=aq．所以M·N=ap·aq=ap+q，所以loga（M·N）=p+q=logaM+logaN．即loga（MN）=logaM+logaN．师：这个法则的适用条件是什么？生：每个对数都有意义，即M＞0，N＞0；a＞0且a≠1．师：观察法则（1）的结构特点并加以记忆．生：等号左端是乘积的对数，右端是对数的和，从左往右看是一个降级运算．师：非常好．例如，（板书）log2（32×64）=？生：log2（32×64）=log232+log264=5+6=11．师：通过此例，同学应体会到此法则的重要作用——降级运算．它使计算简化．师：（板书）log62+log63=？生：log62+log63=log6（2×3）=1．师：正确．由此例我们又得到什么启示？生：这是法则从右往左的使用．是升级运算．师：对．对于运算法则（公式），我们不仅要会从左往右使用，还要会从右往左使用．真正领会法则的作用！师：（板书）（2）两个正数的商的对数等于被除数的对数减去除数的对数．师：仿照研究法则（1）的四个步骤，自己学习．（给学生三分钟讨论时间．）生：（板书）设logaM=p，logaN=q．根据对数的定义可以写成M=ap，N=aq．所以师：非常好．他是利用指数的运算法则和对数的定义加以证明的．大家再想一想，在证明法则（2）时，我们不仅有对数的定义和性质，还有法则（1）这个结论．那么，我们是否还有其它证明方法？生：（板书）师：非常漂亮．他是运用转化归结的思想，借助于刚刚证明的法则（1）去证明法则（2）．他的证法要比书上的更简单．这说明，转化归结的思想，在化难为易、化复杂为简单上的重要作用．事实上，这种思想不但在学习新概念、新公式时常常用到，而且在解题中的应用更加广泛．师：法则（2）的适用条件是什么？生：M＞0，N＞0；a＞0且a≠1．师：观察法则（2）的结构特点并加以记忆．生：等号左端是商的对数，右端是对数的差，从左往右是一个降级运算，从右往左是一个升级运算．师：（板书）lg20-lg2=？师：可见法则（2）的作用仍然是加快计算速度，也简化了计算的方法．例1 计算：生：（板书）解（1）log93+log927=log93×27=log981=2；（3）log2（4+4）=log24+log24=4；（由学生判对错，并说明理由．）生：第（2）题错！在同底的情况下才能运用对数运算法则．（板书）生：第（3）题错！法则（1）的内容是：生：第（4）题错！法则（2）的内容是：生：首先，在同底的情况下才能从右往左运用法则（1）、（2）；其次，只有在正因数的积或两个正数的商的对数的情况下，才能从左往右运用运算法则（1）、（2）．师：（板书）（3）正数的幂的对数等于幂的底数的对数乘以幂指数．即loga（N）n=n·logaN．师：（分析）欲证loga（N）n=n·logaN，只需证Nn=an·logaN=（a·logaN）n，只需证N=alogaN．由对数恒等式，这是显然成立的．师：（板书）设N＞0，根据对数恒等式有N=alogaN．所以Nn=（alogaN）n=an·logaN．根据对数的定义有loga（N）n=n·logaN．师：法则（3）的适用条件是什么？生：a＞0，a≠1；N＞0．生：从左往右仍然是降级运算．师：例如，（板书）log332=log525=5log52．练习计算（log232）3．错解：（log232）3=log2（25）3=log2215=15．正确解：（log232）3=（log225）3=（5log22）3=53=125．师：（板书）（4）正数的正的方根的对数等于被开方数的对数除以根指数．即师：法则（4）的适用条件是什么？生：a＞0，a≠1；N＞0．师：法则（3）和法则（4）可以合在一起加以记忆．即logaNα=αlogaN（α∈R）．（师板书）例2 用logax，logay，logaz表示下列各式：解（注意（3）的第二步不要丢掉小括号．）例3 计算：解（1）log2（47×25）=log247+log225=7log24+5log22=7×2+5×1=19．。

方根、指数、幂、对数基本运算公式及全部推导公式1.根式运算法则：(1) ， ，；(2) ，，(ma =≥0)a =≥0,P ≠0)(5) ,0),,a m n N =≥∈其中2.指数运算法则：， ， ，，，，（7）1(0)mm a aa-=≠， （8）1n a = （9）mn a =（10） d bdba c a c =⇔=3.对数运算法则：i 性质：若a ＞0且a≠1，则，， （3）零与负数没有对数，（4）log log 1a b b a ⨯= ⑥,（7）log log log 1a b c b c a ⨯⨯=ii 运算法则： 若a ＞0且a≠1，M ＞0，N ＞0，b ＞0且b≠1，n ∈R 则， ，， log log (,01)m n a a nb b a b m=>≠且 （4）, log log n naa m m =， 1log log na a m m n=（5）换底公式 ， a>0 a ≠1, b>0 b ≠1, N>0,（6）倒数公式 1log ,0,1log a b b a a a=>≠, b>0 b ≠1 (7) 十进制对数 10log lg N N = ， l g 10xN x N =⇔=（8）自然对数 log e N InN = ， x InN x e N =⇔= ， 1lim(1) 2.71828...n n e n→∞=+≈4.指数与对数式的恒等变形：；。

5、指数方程和对数方程解题：()(1)()log ,log ()()(f x b a a a b f x b f x b f x a =⇔==⇔=定义法）()()(2)()(),log ()log ()()()0(f x g x a a a a f x g x f x g x f x g x =⇔==⇔=>转化法） ()()(3)b ()log ()log ,f x g x m m a f x a g x b =⇔=（取对数法）()(4)log log ()log ()log ()/log ,f x a b a a a g x f x g x b =⇔=（换底法）6、理解对数①两种log a b 理解方法1、表示a 的“指数”，这个指数能让a 变成b 。

知识点一：根式、指数幂的运算1、根式的概念：若a x n=，则x 叫做a 的次方根， ()*∈>Nn n ,1（1）当n 为奇数时，正数的n 次方根为正，负数的n 次方根为负，记作n a ； （2）当n 为偶数时，正数的n次方根有两个（互为相反数），记作 （3）负数没有偶次方根，0的任何次方根都是0. 2、n 次方根的性质： （1）na =； （2||a n a n ⎧=⎨⎩为奇数为偶数．3、分数指数幂的意义： （1）m na= （2）)10,,,1m nm naa m n N n a-*==>∈>．注意：0的正指数幂等于0，负指数幂没有意义. 4、指数幂的运算性质：()0,0,,a b r s R >>∈ (1)rsr sa a a+=； ()(2)srrs aa =； ()(3)rr r ab a b =知识点二：对数与对数运算1、指数式与对数式的互化：ba N =⇔log a Nb =(0,1,0)a a N >≠>2、几个重要的对数恒等式（1）负数和0没有对数； （2）log 10a =（01a =） （3）log 1a a =（1a a =）； （4）对数恒等式：log a Na N =3、对数的运算性质（1）log ()log log a a a MN M N =+； （2）log log -log aa a MM N N=； （3）log log ()na a M n M n R =∈； （4）换底公式：log log log m a m NN a=；（5）log log 1a b b a ⋅= ； （6）log log log a b a b c c ⋅= ；（7）log log log log a b c a b c d d ⋅⋅= ； （8）log log m na a nb b m=； 知识点三：指数函数及其性质定义函数xy a =（0a >且1a ≠）叫做指数函数图象1a >01a <<定义域 R值域 (0,)+∞过定点 过点(0,1)，即0x =时1y =奇偶性 非奇非偶单调性在R 上是增函数在R 上是减函数函数值的变化情况0x >时，1y >；0x =时，1y =； 0x <时，01y <<；0x >时，01y <<； 0x =时，1y =； 0x <时，1y >；a 对图象的影响 1a >时，a 越大图象越靠近坐标轴； 01a <<时，a 越小图象越靠近坐标轴；知识点四：对数函数及其性质定义函数x y a log =)10(≠>a a 且叫做对数函数图象定义域 (0,)+∞值域 R过定点 过点(1,0)，即当1=x 时，0=y奇偶性 非奇非偶单调性在(0,)+∞上是增函数在(0,)+∞上是减函数函数值的 变化情况1x >时，0y >；1x =时，0y =； 01x <<时，0y <；01x <<时，0y >； 1x =时，0y =； 1x >时，0y <；a 对图象的影响1a >时，a 越大图象越靠近坐标轴； 01a <<时，a 越小图象越靠近坐标轴；注：指数函数xy a =与对数函数x y a log =互为反函数 （1）互为反函数的两函数图象关于y x =对称，即(,)a b 在原函数图象上，则(,)b a 在其反函数图象上； （2）互为反函数的两函数在各自的定义域上单调性相同。

幂函数、指数函数与对数函数知识方法扫描一、指数函数及其性质形如y =a x (a >0,a ≠1)的函数叫作指数函数，其定义域为R ，值域为(0,+∞)．当0<a <1时，y =a x 是减函数，当a >1时，y =a x 为增函数，它的图像恒过定点(0,1)．二、分数指数幂a 1n=na ,a m n=n a m ,a -n=1an ,a -mn =1na m三、对数函数及其性质对数函数y =log a x (a >0,a ≠1)的定义域为(0,+∞)，值域为R ，图像过定点(1,0)．它是指数函数y =a x (a >0,a ≠1)的反函数，所有性质均可由指数函数的性质导出．当0<a <1时，y =log a x 为减函数，当a >1时，y =log a x 为增函数．四、对数的运算性质(M >0,N >0)(1)a log M a =M (这是定义)；(2)log a (MN )=log M a +log a N ；(3)log a MN=log a M -log a N ；(4)log a M n =n log a M ；(5)log a b =log c blog c a (a ,b ,c >0,a ,c ≠1)(换底公式)．由以上性质(4)、(5)容易得到以下两条推论：1)log a mb n =n m log a b ；2)log a b =1log b a．典型例题剖析1已知x 1是方程x +lg x =10的根，x 2是方程x +10x =10的根，求x 1+x 2的值．【解法1】由题意得lg x 1=10-x 110x 2=10-x 2，表明x 1是函数y =lg x 与y =10-x 的交点的横坐标，x 2是函数y =10x 与y =10-x 的交点的横坐标．因为y =lg x 与y =10x 互为反函数，其图像关于y =x 对称，由y =10-x y =x 得，x =5y =5 ，所以x 1+x 22=5，所以x 1+x 2=10．【解法2】构造函数f (x )=x +lg x ，由x 1+lg x 1=10知f x 1 =10，x 2+10x 2=10即10x 2+lg10x 2=10，则f 10x 2 =10，于是f x 1 =f 10x 2 ，又f (x )为(0,+∞)上的增函数，故x 1=10x 2，x 1+x 2=10x 2+x 2=10．【解法3】由题意得x 1=1010-x 110-x 2=10x 2，两式相减有x 1+x 2-10=1010-x 1-10x 2．若x 1+x 2-10>0，则1010-x 1-10x 2>0，得10-x 1>x 2，矛盾；若x 1+x 2-10<0，则1010-x 1-10x 2<0，得10-x 1<x 2，矛盾；而当x 1+x 2=10时，满足题意．【评注】解法1巧妙地利用了数形结合的方法，解法2巧妙地利用了函数的单调性，解法3巧妙地利用了反证法的技巧．2已知a >0，b >0，log9a =log 12b =log 16(a +b )，求ba的值．【解法1】设log 9a =log 12b =log 16(a +b )=k ，则a =9k ，b =12k ，a +b =16k ．由于9k ×16k =12k 2故(a +b )a =b 2，解得：b a =1+52(负根舍去)．【解法2】设log 9a =log 12b =log 16(a +b )=k ，则a =9k ，b =12k ，a +b =16k ．b a =12k 9k =43 k ，而9k +12k =16k，故1+12k 9k =16k 9k ，即43 k 2-43 k -1=0，故b a =43 k =1+52(负根舍去)．【评注】对数运算和指数运算互为逆运算，有关对数的运算和处理，往往可以转化为指数的运算和处理．3已知函数f (x )=1x +1+log 13x 2-x，试解不等式f x x -12 >12．【分析】本题为分式不等式与对数不等式混合．初看不易解决，但可以发现该函数在其定义域内单调递减，这是本题的解题关键．【解】易证函数y =f (x )在其定义域(0,2)内是单调减函数．并且f (1)=12，所以原不等式即为f x x -12 >f (1)等价于x x -12 <10<x x -12 <2⇒ x 12<x <1+174或1-174<x <0 ．【评注】利用函数单调性解决不易入手的不等式是一种常用方法．4设方程lg (kx )=2lg (x +1)仅有一个实根，求k 的取值范围．【分析】本题要注意函数的定义域．【解法1】当且仅当kx >0①x +1>0②x 2+(2-k )x +1=0③时原方程仅有一个实根，对方程③使用求根公式，得x 1,x 2=12k -2±k 2-4k ④Δ=k 2-4k ≥0⇒k <0或k ≥4．当k <0时，由方程③，得x 1+x 2=k -2<0,x 1x 2=1>0,所以x 1，x 2同为负根．又由方程程④知x 1+1>0,x 2+1<0,所以原方程有一个解x 1．当k =4时，原方程有一个解x =k2-1=1．当k >4时，由方程③，得x 1+x 2=k -2>0,x 1x 2=1>0. 所以x 1，x 2同为正根，且x 1≠x 2，不合题意，舍去．综上所述可得k <0或k =4为所求．【解法2】由题意，方程kx =(x +1)2，也即方程k =x +1x+2在满足关于x 的不等式kx >0x +1>0 的范围内有唯一实数根，以下分两种情况讨论：(1)当k >0时，k =x +1x +2在x >0范围内有唯一实数根，则有k =4；(2)当k <0时，k =x +1x+2在-1<x <0范围内有唯一实数根，则有k <0．综上可得k <0或k =4为所求．【评注】本题实质上是一道一元二次方程问题．5解不等式：log 12(x +3x )>log 64x ．【分析】若考虑到去根号，可设x =y 6(y >0)，原不等式变为log 12y 3+ y 2 >log 6446=log 2y ，即2log 12y +log 2(y +1)>log 2y ，陷入困境．原不等式即6log 12(x +3x )>log 2x ⇒2log 12x +log 121+x166>log 2x ，设t =log 2x ，则log 12x =1log x12=12log x 2+log x 3，同样陷入困境．下面用整体代换y =log 64x ．【解】设y =log 64x ，则x =64y，代人原不等式，有log 128y +4y >y ，8y +4y >12y，23 y +13 y >1，由指数函数的单调性知y =log 64x <1，则0<x <64．故原不等式的解集为(0,64)．6已知1<a ≤b ≤c 证明：log a b +log b c +log c a ≤log b a +log c b +log a c ．【证法1】注意到log a b +log b c +log c a -log b a +log c b +log a c=ln b ln a +ln c ln b +ln a ln c -ln a ln b+ln b ln c +ln c ln a =ln 2b ln c +ln 2c ln a +ln 2a ln b -ln 2b ln a +ln 2c ln b +ln 2a ln c ln a lnb ln c=-(ln a -ln b )(ln b -ln c )(ln c -ln a )ln a ln b ln c．【证法2】设log b a =x ，log c b =y ，则log a c =1xy ，于是原不等式等价于x +y +1xy ≤1x +1y+xy ，即x 2y +xy 2+1≤y +x +x 2y 2，即xy (x +y )-(x +y )+1-x 2y 2 ≤0，也即(x +y -1-xy )(xy -1)≤0也即(x -1)(y -1)(xy -1)≥0，由1<a ≤b ≤c 知x ≥1,y ≥1，所以(x -1)(y -1)(xy -1)≥0，得证．因为1<a ≤b ≤c ，所以ln a ln b ln c >0，(ln a -ln b )(ln b -ln c )(ln c -ln a )≥0所以log a b +log b c +log c a -log b a +log c b +log a c ≤0即log a b +log b c +log c a ≤log b a +log c b +log a c °【评注】若令x =ln a ，y =ln b ，z =ln c 则原不等式等价于：设0<x ≤y ≤z ，求证：x 2y +y 2z +z 2x ≤xy 2+yz 2+zx 2．7设函数f (x )=|lg (x +1)|，实数a ，b (a <b )满足f (a )=f -b +1b +2，f (10a +6b +21)=4lg2，求a 、b 的值．【分析】利用已知条件构建关于a 、b 的二元方程组进行求解．【解】因为f (a )=f -b +1b +2 ，所以|lg (a +1)|=lg -b +1b +2+1 =lg 1b +2=|lg (b +2)|所以，a +1=b +2或(a +1)(b +2)=1，又因为a <b ，所以a +1≠b +2，所以(a +1)(b +2)=1又由于0<a +1<b +1<b +2，于是0<a +1<1<b +2，所以(10a +6b +21)+1=10(a +1)+6(b +2)=6(b +2)+10b +2>1，从而f (10a +6b +21)=lg 6(b +2)+10b +2=lg 6(b +2)+10b +2，又f (10a +6b +21)=4lg2，所以lg 6(b +2)+10b +2 =4lg2，故6(b +2)+10b +2=16．解得b =-13或b =-1(舍去)．把b =-13代故(a +1)(b +2)=1，解得a =-25．所以，a =-25,b =-13．同步训练一、选择题1已知a 、b 是方程log 3x 3+log 27(3x )=-43的两个根，则a +b =()．A.1027B.481C.1081D.2881【答案】C ．【解析】原方程变形为log 33log 3(3x )+log 3(3x )log 327=-43，即11+log 3x +1+log 3x 3=-43．令1+log 3x =t ，则1t +t 3=-43，解得t 1=-1,t 2=-3．所以1+log 3x =-1或1+log 3x =-3，方程的两根分别为19和181，所以a +b =1081．故选C ．2已知函数f (x )=1a x -1+12x 2+bx +6(a ,b 为常数，a >1)，且f lglog 81000 =8，则f (lglg2)的值是()．A.8 B.4 C.-4 D.-8【答案】B ．【解析】由已知可得f lglog 81000 =f lg33lg2=f (-lglg2)=8，又1a -x -1+12=a x 1-a x +12=-1+11-a x +12=-1a x -1-12，令F (x )=f (x )-6，则有F (-x )=-F (x )．从而有f (-lglg2)=F (-lglg2)+6=-F (lglg2)+6=8，即知F (lglg2)=-2，f (lglg2)=F (lglg2)+6=4．3如果f (x )=1-log x 2+log x 29-log x 364，则使f (x )<0的x 的取值范围为()．A.0<x <1 B.1<x <83C.x >1D.x >83【答案】B ．【解析】显然x >0，且x ≠1．f (x )=1-log x 2+log x 29-log x 364=1-log x 2+log x 3-log x 4=log x 38x ．要使f (x )<0．当x >1时，38x <1，即1<x <83；当0<x <1时，38x >1，此时无解．由此可得，使得f (x )<0的x 的取值范围为1<x <83．应选B ．4若f (x )=lg x 2-2ax +a 的值域为R ，则a 的取值范围是()．A.0<a <1 B.0≤a ≤1 C.a <0或a >1 D.a ≤0或a ≥1【答案】D ．【解析】由题目条件可知，(0,+∞)⊆y |y =x 2-2ax +a ，故Δ=(-2a )2-4a ≥0，解得a ≤0或a ≥1．选D ．二、填空题5设f (x )=log 3x -4-x ，则满足f (x )≥0的x 的取值范围是．【答案】[3,4]．【解析】定义域(0,4]．在定义域内f (x )单调递增，且f (3)=0．故f (x )≥0的x 的取值范围为[3,4]．6设0<a <1，0<θ<π4，x =(sin θ)log asin θ，y =(cos θ)log atan θ，则x 与y 的大小关系为．【答案】x <y ．【解析】根据条件知，0<sin θ<cos θ<1，0<sin θ<tan θ<1，因为0<a <1，所以f (x )=log a x 为减函数，所以log a sin θ>log a tan θ>0，于是x =(sin θ)log a sin θ<(sin θ)log a tan θ<(cos θ)log a tan θ=y .7设f (x )=12x +5+lg 1-x 1+x ，则不等式f x x -12<15的解集为．【答案】1-174,0 ∪12,1+174．【解析】原不等式即为f x x -12<f (0)．因为f (x )的定义域为(-1,1)，且f (x )为减函数．所以-1<x x -12 <1x x -12 >0.解得x ∈1-174,0∪12,1+174．8设f (x )=11+2lg x +11+4lg x +11+8lg x ，则f (x )+f 1x =．【答案】3．【解析】f (x )+f 1x =11+2lg x +11+4lg x +11+8lg x +11+2-lg x +11+4-lg x +11+8-lg x =3．三、解答题9已知函数f (x )=a x +3a (a >0,a ≠1)的反函数是y =f -1(x )，而且函数y =g (x )的图像与函数y =f -1(x )的图像关于点(a ,0)对称．(1)求函数y =g (x )的解析式；(2)若函数F (x )=f -1(x )-g (-x )在x ∈[a +2,a +3]上有意义，求a 的取值范围．【解析】(1)由f (x )=a x +3a (a >0,a ≠1)，得f -1(x )=log a (x -3a )．又函数y =g (x )的图像与函数y =f -1(x )的图像关于点(a ,0)对称，则g (a +x )=-f -1(a -x )，于是，g (x )=-f -1(2a -x )=-log a (-x -a )，(x <-a )．(2)由(1)的结论，有F (x )=f -1(x )-g (-x )=log a (x -3a )+log a (x -a )．要使F (x )有意义，必须满足x -3a >0,x -a >0. 又a >0，故x >3a ．由题设F (x )在x ∈[a +2,a +3]上有意义，所以a +2>3a ，即a <1．于是，0<a <1．10设f (x )=log a (x -2a )+log a (x -3a )，其中a >0且a ≠1．若在区间[a +3,a +4]上f (x )≤1恒成立，求a 的取值范围．【解析】f (x )=log a x 2-5ax +6a 2=log a x -5a 2 2-a 24．由x -2a >0x -3a >0, 得x >3a ，由题意知a +3>3a ，故a <32，从而(a +3)-5a 2=-32(2-a )>0，故函数g (x )=x -5a 2 2-a 24在区间[a +3,a +4]上单调递增．若0<a <1，则f (x )在区间[a +3,a +4]上单调递减，所以f (x )在区间[a +3，a +4]上的最大值为f (a +3)=log a 2a 2-9a +9 ．在区间[a +3,a +4]上不等式f (x )≤1恒成立，等价于不等式loglog a 2a 2-9a +9 ≤1恒成立，从而2a 2-9a +9≥a ，解得a ≥5+72或a ≤5-72．结合0<a <1，得0<a <1．若1<a <32，则f (x )在区间[a +3,a +4]上单调递增，所以f (x )在区间[a +3,a +4]，上的最大值为f (a +4)=log a 2a 2-12a +16 ．在区间[a +3,a +4]上不等式f (x )≤1恒成立，等价于不等式log a 2a 2-12a +16 ≤1恒成立，从而2a 2-12a +16≤a ，即2a 2-13a +16≤0，解得13-414≤a ≤13+414．易知13-414>32，所以不符合．综上所述，a 的取值范围为(0,1)．11解方程组x x +y=y 12y x +y =x 3，(其中x ,y ∈R * ．【解析】两边取对数，则原方程组可化为(x +y )lg x =12lg y ①(x +y )lg y =3lg x ②把式①代入式②，得(x +y )2lg x =36lg x ，所以(x +y )2-36 lg x =0．由lg x =0，得x =1；代入式①，得y =1．由(x +y )2-36=0x ,y ∈R * 得x +y =6．代入式①得lg x =2lg y ，即x =y 2，所以y 2+y -6=0．又y >0，所以y =2,x =4．所以方程组的解为x 1=1y 1=1 ，x 2=4y 2=2 ．12已知f (x )=lg (x +1)-12log 3x ．(1)解方程f (x )=0；(2)求集合M =n f n 2-214n -1998 ≥0,n ∈Z 的子集个数．【解析】(1)任取0<x 1<x 2，则f x 1 -f x 2 =lg x 1+1 -lg x 2+1 -12log 3x 1-log 3x 2=lgx 1+1x 2+1-12log 3x 1x 2=lg x 1+1x 2+1-log 9x 1x 2，因为x 1+1x 2+1>x 1x 2，所以lg x 1+1x 2+1>lg x 1x 2．故f x 1 -f x 2 =lg x 1+1x 2+1-log 9x 1x 2>lg x 1x 2-lg x1x 2lg9，因为0<lg9<1，lg x 1x 2<0，所以f x 1 -f x 2 >lg x 1x 2-lg x1x 2=0，f (x )为(0,+∞)上的减函数，注意到f (9)=0，当x >9时，f (x )<f (9)=0；当<x <9时，f (x )>f (9)=0，所以f (x )=0有且仅有一个根x =9．(2)由f n 2-214n -1998 ≥0⇒f n 2-214n -1998 ≥f (9)所以n 2-214n -1998≤9n 2-214n -1998>0 ⇔n 2-214n -2007≤0n 2-214n -1998>0⇔(n -223)(n +9)≤0(n -107)2>1998+1072=13447>1152⇔-9≤n ≤223n >222或n <-8 ⇔⇔-9≤n ≤223n ≥223或n ≤-9 ，所以n =223或n =-9,M ={-9,223},M 的子集的个数是4．13已知a >0，a ≠1，试求使得方程log a (x -ak )=log a x 2-a 2 有解的k 的取值范围．【解析】由对数性质知，原方程的解x 应满足(x -ak )2=x 2-a 2x -ak >0x 2-a 2>0(1)(2)(3)若式(1)、式(2)同时成立，则式(3)必成立，故只需要解(x -ak )2=x 2-a 2x -ak >0.由式(1)可得2kx =a 1+k 2(4)当k =0时，式(4)无解；当k ≠0时，式(4)的解是x =a 1+k 2 2k ，代人式(2)，得1+k 22k>k ．若k <0，则k 2>1，所以k <-1；若k >0，则k 2<1，所以0<k <1．综上所述，当k ∈(-∞,-1)∪(0,1)时，原方程有解．14已知0.301029<lg2<0.301030，0.477120<lg3<0.477121，求20001979的首位数字．【解析】lg20001979=1979lg2000=1979(3+lg2)．所以6532.736391<lg20001979<6532.73837．故20001979为6533位数，由lg5=1-lg2,lg6=lg2+lg3，得0.698970<lg5<0.6989710.778149<lg6<0.778151⇒lg5<0.736391<0.73837<lg6,说明20001979的首位数字是5．15已知3a +13b =17a ，5a +7b =11b ，试判断实数a 与b 的大小关系，并证明之．【解析】令a =1，则13b =14,5+7b =11b ，可见b >1．猜想a <b ．下面用反证法证明：若a ≥b ，则13a ≥13b ,5a ≥5b ，所以17a =3a +13b ≤3a +13a ,11b =5a +7b ≥5b +7b ，即317 a +1317 a ≥1,511 b +711 b ≤1，而函数f (x )=317 x +1317 x和g (x )=511 x +711 x在R 上均为减函数，且f (1)=317+1317=1617<1≤f (a ),g (1)=511+711=1211>1≥g (b )．所以a <1,b >1．这与a ≥b 矛盾，故a <b ．16解不等式log 2x 12+3x 10+5x 8+3x 6+1 <1+log 2x 4+1 ．【解析】原不等式等价于log 2x 12+3x 10+5x 8+3x 6+1 <log 22x 4+2 ．由于y =log 2x 为单调递增函数，于是x 12+3x 10+5x 8+3x 6+1<2x 4+2，两端同时除以x 6，并整理得2x2+1x 6>x 6+3x 4+3x 2+1+2x 4+2=x 2+1 3+2x 2+1 构造函数g (t )=t 3+2t ，则上述不等式转化为g1x2>g x 2+1 .显然g (t )=t 3+2t 在R 上为增函数．于是以上不等式等价于1x2>x 2+1，即x 2 2+x 2-1<0，解得x 2<5-12．故原不等式的解集为-5-12,5-12．。

教案：幂函数、指数函数和对数函数·对数及其运算法则第一章：幂函数1.1 幂函数的定义与性质定义：幂函数是一种形式的函数，可以表示为f(x) = x^a，其中a 是实数。

性质：幂函数的图像是一条曲线，随着a 的不同取值，曲线的形状也会发生变化。

当a > 1 时，函数在x > 0 的区间上是增函数；当0 < a < 1 时，函数在x > 0 的区间上是减函数；当a = 0 时，函数是常数函数；当a < 0 时，函数在x >0 的区间上是增函数。

1.2 幂函数的图像与性质图像：通过绘制不同a 值的幂函数图像，观察曲线的形状和变化趋势。

性质：当a > 0 时，函数在x = 0 时无定义，但在x > 0 的区间上有定义；当a < 0 时，函数在x = 0 时无定义，但在x < 0 的区间上有定义；当a 为正整数时，函数在x > 0 的区间上是增函数；当a 为负整数时，函数在x < 0 的区间上是增函数。

第二章：指数函数2.1 指数函数的定义与性质定义：指数函数是一种形式的函数，可以表示为f(x) = a^x，其中a 是正实数。

性质：指数函数的图像是一条曲线，随着x 的增大，曲线的值也会增大。

指数函数的图像经过点(0, 1)，并且随着a 的增大，曲线的斜率也会增大。

2.2 指数函数的图像与性质图像：通过绘制不同a 值的指数函数图像，观察曲线的形状和变化趋势。

性质：当a > 1 时，函数在整个实数域上是增函数；当0 < a < 1 时，函数在整个实数域上是减函数；指数函数的图像具有反射性，即f(x) = a^x 和f(x) = a^(-x) 的图像关于y 轴对称。

第三章：对数函数3.1 对数函数的定义与性质定义：对数函数是一种形式的函数，可以表示为f(x) = log_a(x)，其中a 是正实数。

性质：对数函数的图像是一条曲线，随着x 的增大，曲线的值也会增大。

对数的公理化定义真数式子没根号那就只要求真数式大于零,如果有根号,要求真数大于零还要保证根号里的式子大于等于零,底数则要大于0且不为1对数函数的底数为什么要大于0且不为1在一个普通对数式里 a<0,或=1 的时候是会有相应b的值的;但是,根据对数定义: logaa=1；如果a=1或=0那么logaa就可以等于一切实数比如log1 1也可以等于2,3,4,5,等等第二,根据定义运算公式：loga M^n = nloga M 如果a<0,那么这个等式两边就不会成立比如,log-2 4^-2 就不等于-2log-2 4；一个等于4,另一个等于-4通常我们将以10为底的对数叫常用对数common logarithm,并把log10N记为lgN;另外,在科学技术中常使用以无理数e=···为底数的对数,以e为底的对数称为自然对数natural logarithm,并且把loge N 记为In N. 根据对数的定义,可以得到对数与指数间的关系：当a 〉0,a≠ 1时,a^x=N→X=logaN;由指数函数与对数函数的这个关系,可以得到关于对数的如下结论：负数和零没有对数；loga 1=0 loga a=1 a为常数对数的定义和运算性质一般地,如果aa大于0,且a不等于1的b次幂等于N,那么数b叫做以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;底数则要大于0且不为1 真数大于0对数的运算性质：当a>0且a≠1时,M>0,N>0,那么：1logaMN=logaM+logaN;2logaM/N=logaM-logaN;3logaM^n=nlogaM n∈R4换底公式：logAM=logbM/logbA b>0且b≠15 a^logbn=n^logba 证明：设a=n^x 则a^logbn=n^x^logbn=n^x·logbn=n^logbn^x=n^logba 6对数恒等式：a^logaN=N;logaa^b=b对数与指数之间的关系当a>0且a≠1时,a^x=N x=㏒aN右图给出对于不同大小a所表示的函数图形：可以看到对数函数的图形只不过的指数函数的图形的关于直线y=x的对称图形,因为它们互为反函数;1 对数函数的定义域为大于0的实数集合;2 对数函数的为全部实数集合;3 函数图像总是通过1,0点;4 a大于1时,为单调增函数,并且上凸；a小于1大于0时,函数为单调减函数,并且下凹;5 显然对数函数无界;对数函数的常用简略表达方式：1logab=logab2lgb=log10b3lnb=logeb对数函数的运算性质：如果a〉0,且a不等于1,M>0,N>0,那么：1logaMN=logaM+logaN;2logaM/N=logaM-logaN;3logaM^n=nlogaM n属于R4loga^kM^n=n/klogaM n属于R对数与指数之间的关系当a大于0,a不等于1时,a的X次方=N等价于logaNloga^kM^n=n/klogaM n属于R换底公式很重要logaN=logbN/logba= lnN/lna=lgN/lgaln 自然对数以e为底 e为无限不循环小数lg 常用对数以10为底对数函数的常用简略表达方式1常用对数:lgb=log10b2自然对数:lnb=logebe=... 通常情况下只取e= 对数函数的定义对数函数的一般形式为 y=㏒ax,它实际上就是指数函数的图象关于直线y=x对称的两函数互为反函数,可表示为x=a^y;因此里对于a的规定a>0且a≠1,同样适用于对数函数;右图给出对于不同大小a所表示的函数图形：可以看到对数函数的图形只不过的指数函数的图形的关于直线y=x的对称图形,因为它们互为反函数;性质定义域求解：对数函数y=loga x 的定义域是｛x ︳x>0｝,但如果遇到对数型复合函数的定义域的求解,除了要注意真数大于0以外,还应注意底数大于0且不等于1,如求函数y=logx2x-1的定义域,需满足｛x>0且x≠1｝ ;｛2x-1>0 =〉x>1/2且x≠1,即其定义域为｛x ︳x>1/2且x≠1｝值域：实数集R定点：函数图像恒过定点1,0;单调性：a>1时,在定义域上为单调增函数,并且上凸；0<a<1时,在定义域上为单调减函数,并且下凹;奇偶性：非奇非偶函数,或者称没有奇偶性;周期性：不是周期函数零点：x=1注意：负数和0没有对数;两句经典话：底真同对数正底真异对数负数学术语指数函数是中重要的;应用到值e上的这个函数写为exp x;还可以等价的写为e,这里的e是数学常数,就是自然对数的底数,近似等于 ,还称为数;指数函数对于x的负数值非常平坦,对于x的正数值迅速攀升,在x 等于 0 的时候等于 1;在x处的切线的斜率等于此处y的值乘上lna;即由导数知识：da^x/dx=a^xlna;作为变量x的函数,y=e x 的总是正的在x轴之上并递增从左向右看;它永不触及x轴,尽管它可以任意程度的靠近它所以,x轴是这个图像的水平;它的是 ln x,它定义在所有正数x上;有时,尤其是在中,术语指数函数更一般性的用于形如ka x 的指数函数函数,这里的 a 叫做“底数”,是不等于 1 的任何正实数;本文最初集中于带有底数为欧拉数 e 的指数函数;指数函数的一般形式为y=a^xa>0且≠1 x∈R,从上面我们关于的讨论就可以知道,要想使得x能够取整个实数集合为定义域,则只有使得如图所示为a的不同大小影响函数图形的情况;在函数y=a^x中可以看到：1 指数函数的定义域为所有实数的集合,这里的前提是a大于0且不等于1,对于a不大于0的情况,则必然使得函数的定义域不存在连续的区间,因此我们不予考虑,同时a等于０函数无意义一般也不考虑;2 指数函数的值域为大于0的实数集合;3 函数图形都是下凸的;4 a大于1,则指数函数单调递增；a小于1大于0,则为单调递减的;5 可以看到一个显然的规律,就是当a从0趋向于无穷大的过指数函数程中当然不能等于0,函数的曲线从分别接近于Y轴与X轴的正半轴的单调递减函数的位置,趋向分别接近于Y轴的正半轴与X轴的负半轴的单调递增函数的位置;其中水平直线y=1是从递减到递增的一个过渡位置;6 函数总是在某一个方向上无限趋向于X轴,并且永不相交;7 函数总是通过0,1这点,若y=a^x+b,则函数定过点0,1+b8 显然指数函数无界;9 指数函数既不是奇函数也不是偶函数;10当两个指数函数中的a互为倒数时,两个函数关于y轴对称,但这两个函数都不具有奇偶性;11当指数函数中的自变量与因变量一一映射时,指数函数具有反函数; ......底数的平移：对于任何一个有意义的指数函数：在指数上加上一个数,图像会向左平移；减去一个数,图像会向右平移;在fX后加上一个数,图像会向上平移；减去一个数,图像会向下平移;即“上加下减,左加右减”底数与指数函数图像：指数函数1由指数函数y=a^x与直线x=1相交于点1,a可知：在y轴右侧,图像从下到上相应的底数由小变大;2由指数函数y=a^x与直线x=-1相交于点-1,1/a可知：在y轴左侧,图像从下到上相应的底数由大变小;3指数函数的底数与图像间的关系可概括的记忆为：在y轴右边“底大图高”；在y轴左边“底大图低”;如右图;幂的大小比较：比较大小常用方法：1比差商法：2函数单调性法；3中间值法：要比较A与B的大小,先找一个中间值C,再比较A与C、B与C的大小,由不等式的传递性得到A与B之间的大小;比较两个幂的大小时,除了上述一般方法之外,还应注意：1对于底数相同,指数不同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数的单调性来判断;例如：y1=3^4,y2=3^5,因为3大于1所以函数单调递增即x的值越大,对应的y值越大,因为5大于4,所以y2大于y1.2对于底数不同,指数相同的两个幂的大小比较,可指数函数以利用指数函数图像的变化规律来判断;例如：y1=1/2^4,y2=3^4,因为1/2小于1所以函数图像在定义域上单调递减；3大于1,所以函数图像在定义域上单调递增,在x=0是两个函数图像都过0,1然后随着x的增大,y1图像下降,而y2上升,在x等于4时,y2大于y1.3对于底数不同,且指数也不同的幂的大小比较,则可以利用中间值来比较;如：<1> 对于三个或三个以上的数的大小比较,则应该先根据值的大小特别是与0、1的大小进行分组,再比较各组数的大小即可;<2> 在比较两个幂的大小时,如果能充分利用“1”来搭“桥”即比较它们与“1”的大小,就可以快速的得到答案;那么如何判断一个幂与“1”大小呢由指数函数的图像和性质可知“同大异小”;即当底数a和1与指数x与0之间的不等号同向例如： a 〉1且x 〉0,或0〈 a〈 1且 x〈 0时,a^x大于1,异向时a^x小于1.〈3〉例：下列函数在R上是增函数还是减函数说明理由.⑴y=4^x因为4>1,所以y=4^x在R上是增函数；⑵y=1/4^x因为0<1/4<1,所以y=1/4^x在R上是减函数定义域：实数集指代一切实数R 值域：0,+∞分式化简的方法与技巧1把分子、分母分解因式,可约分的先约分2利用公式的基本性质,化繁分式为简分式,化异分母为同分母3把其中适当的几个分式先化简,重点突破.指数函数4可考虑整体思想,用换元法使分式简化指数函数图像与指数函数性质之间的对应关系1曲线沿x轴方向向左无限延展〈=〉函数的定义域为-∞,+∞.2曲线在x轴上方,而且向左或向右随着x值的减小或增大无限靠指数函数近X轴x轴是曲线的渐近线〈=〉函数的值域为0,+∞3曲线过定点0,1〈=〉x=0时,函数值y=a0零次方=1a>0且a≠14a>1时,曲线由左向右逐渐上升即a>1时,函数在-∞,+∞上是增函数；0<a<1是,曲线逐渐下降即0<a<1时,函数在-∞,+∞上是减函数.形如y=x^aa为常数的函数,即以为幂为因变量,指数为常量的函数称为幂函数;当a取非零的时是比较容易理解的,而对于a取时,初学者则不大容易理解了;因此,在里,我们不要求掌握为无理数的问题,只需接受它作为一个已知事实即可,因为这涉及到实数连续统的极为深刻的知识;特性对于a的取值为非零有理数,有必要分成几种情况来讨论各自的特性：首先我们知道如果a=p/q,且p/q为既约分数即p、q互质,q和p都是整数,则x^p/q=q次根号下x的p次方,如果q是奇数,函数的定义域是R,如果q是偶数,函数的是0,＋∞;当指数a是负整数时,设a=-k,则y=1/x^k,显然x≠0,函数的定义域是－∞,0∪0,＋∞;因此可以看到x所受到的限制来源于两点,一是有可能作为分母而不能是0,一是有可能在偶数次的根号下而不能为负数,那么我们就可以知道：排除了为0与负数两种可能,即对于x>0,则a可以是任意实数；排除了为0这种可能,即对于x<0或x>0的所有实数,q不能是偶数；排除了为负数这种可能,即对于x为大于或等于0的所有实数,a就不能是负数;定义域总结起来,就可以得到当a为不同的数值时,幂函数的定义域的不同情况如下：如果a为任意实数,则函数的定义域为大于0的所有实数；如果a为负数,则x肯定不能为0,不过这时函数的定义域还必须根据q 的来确定,即如果同时q为偶数,则x不能小于0,这时函数的定义域为大于0的所有实数；如果同时q为奇数,则函数的定义域为不等于0 的所有实数;在x大于0时,函数的值域总是大于0的实数;在x小于0时,则只有同时q为奇数,函数的值域为非零的实数;而只有a为正数,0才进入函数的;由于x大于0是对a的任意取值都有意义的,因此下面给出幂函数在第一象限的各自情况.第一象限可以看到：1所有的图形都通过1,1这点.a≠0 a＞0时图象过点0,0和1,12当a大于0时,幂函数为单调递增的,而a小于0时,幂函数为单调递减函数;3当a大于1时,幂函数图形下凸；当a小于1大于0时,幂函数图形上凸;4当a小于0时,a越小,图形倾斜程度越大;5显然幂函数无界限;6a=2n,该函数为偶函数｛x|x≠0｝;7 0<a<1时,只在第一象限内有图像,即x≥0.图象幂函数的图象：。

幂的运算所有法则和逆运算法则幂的运算法则包括乘法法则、除法法则和幂的指数法则。

逆运算法则包括开平方运算和对数运算。

下面将详细介绍这些法则。

一、幂的乘法法则：对于任意实数a和正整数n，有：a^n*a^m=a^(n+m)这条乘法法则表明，当两个幂具有相同的底数时，可以将底数保持不变，指数相加得到新的指数。

二、幂的除法法则：对于任意实数a和正整数n，有：a^n/a^m=a^(n-m)这条除法法则表明，当两个幂具有相同的底数时，可以将底数保持不变，指数相减得到新的指数。

三、幂的指数法则：1.幂的幂法则：对于任意实数a和正整数n、m，有：(a^n)^m=a^(n*m)这条指数法则表明，当一个幂的指数再次被指数化时，可以将指数相乘得到新的指数。

2.幂的乘法法则的推广：对于任意实数a和正整数n_1，n_2，...，n_k，有：a^(n_1)*a^(n_2)*...*a^(n_k)=a^(n_1+n_2+...+n_k)这条指数法则表示，当一个底数出现多次相乘时，可以将所有指数相加得到新的指数。

3.幂的除法法则的推广：对于任意实数a和正整数n_1，n_2，...，n_k，有：a^(n_1)/a^(n_2)/.../a^(n_k)=a^(n_1-n_2-...-n_k)这条指数法则表示，当一个底数出现多次相除时，可以将所有指数相减得到新的指数。

四、逆运算法则：1.幂的开平方运算：对于任意非负实数a和正整数n(a^(1/n))^n=a这条逆运算法则表示，当一个数的n次幂再开n次方时，可以得到该数本身。

2.幂的对数运算：对于任意正实数a、b和正整数n，有：log(base a)(a^n) = n这条逆运算法则表示，当一个数的n次幂再以底数a进行对数运算时，可以得到n。

总结：幂的运算法则包括乘法法则、除法法则和幂的指数法则。

乘法法则指出当两个幂具有相同底数时，可以将指数相加；除法法则指出当两个幂具有相同底数时，可以将指数相减；指数法则包括幂的幂法则和幂的乘法法则的推广，指数可以相乘得到新的指数。

幂和对数的联系和区别知识点幂和对数是数学中经常被用到的概念，它们在数学和各个领域中都有广泛的应用。

幂和对数之间存在着密切的联系和明显的区别，下面将详细介绍它们的知识点。

一、幂的概念及特性幂是数学中的一个基本运算符号，用来表示某个数自乘若干次的结果。

其中，底数表示要进行幂运算的数，指数表示幂运算的次数。

幂的基本形式为aⁿ，读作“a的n次幂”或“a的n次方”。

幂的特性有以下几点：1. 相同底数的幂相乘，指数相加：aⁿ × aᵐ= aⁿᵐ2. 幂的幂，指数相乘：(aⁿ)ᵐ= aⁿᵐ3. 幂的倒数，指数取负：a⁻ⁿ = 1/aⁿ4. 幂的零次方等于1：a⁰ = 1 （其中a ≠ 0）5. 幂的一次方等于自身：a¹ = a二、对数的概念及特性对数是幂运算的逆运算，用来描述一个数是以另一个数为底的幂的指数。

对数的基本形式为logₐb，读作“以 a 为底 b 的对数”。

对数的特性有以下几点：1. 对数的底数必须大于0且不等于1。

2. 对数中的真数必须是正数。

3. 对数函数的定义域是正实数集，值域是实数集。

4. 对数函数是一个递增函数，即当 b₁ > b₂时，logₐb₁> logₐb₂。

5. 对数函数满足以下等式：logₐ(m×n) = logₐm + logₐn，logₐ(m/n) =logₐm - logₐn，logₐ(m^p) = p × logₐm。

三、幂与对数的联系幂与对数是数学中的基本运算，它们之间存在以下联系：1. 幂和对数是互为逆运算的，即aⁿ = b 等价于n = logₐb。

2. 指数函数和对数函数是互为反函数的，即aⁿ = b 等价于logₐb = n。

3. 幂函数和对数函数的图像关于直线 y = x 对称。

四、幂与对数的区别幂和对数在数学中有明显的区别，主要体现在以下几个方面：1. 幂的运算结果是一个数，而对数是一个指数。

2. 幂的运算是底数自乘若干次，对数的运算是找到一个数是以特定底数的幂的指数。

对数函数指数函数幂函数 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020真数式子没根号那就只要求真数式大于零,如果有根号,要求真数大于零还要保证根号里的式子大于等于零，底数则要大于0且不为1对数函数的底数为什么要大于0且不为1【在一个普通对数式里 a<0,或=1 的时候是会有相应b的值的。

但是，根据对数定义: logaa=1；如果a=1或=0那么logaa就可以等于一切实数（比如log1 1也可以等于2，3，4，5，等等）第二，根据定义运算公式：loga M^n = nloga M 如果a<0,那么这个等式两边就不会成立（比如，log(-2) 4^(-2) 就不等于(-2)*log(-2) 4；一个等于4，另一个等于-4）】通常我们将以10为底的对数叫常用对数（common logarithm),并把log10N记为lgN。

另外，在科学技术中常使用以无理数e=···为底数的对数，以e为底的对数称为自然对数（natural logarithm),并且把loge N 记为In N. 根据对数的定义，可以得到对数与指数间的关系：当a 〉0，a≠ 1时，a^x=N→X=logaN。

由指数函数与对数函数的这个关系，可以得到关于对数的如下结论：负数和零没有对数；loga 1=0 loga a=1 (a为常数)对数的定义和运算性质一般地，如果a（a大于0，且a不等于1）的b次幂等于N，那么数b 叫做以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。

底数则要大于0且不为1 真数大于0对数的运算性质：当a>0且a≠1时,M>0,N>0，那么：（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)=nlog(a)(M) （n∈R）（4）换底公式：log(A)M=log(b)M/log(b)A (b>0且b≠1）(5) a^(log(b)n)=n^(log(b)a) 证明：设a=n^x 则a^(log(b)n)=（n^x）^log(b)n=n^（x·log(b)n）=n^log(b)（n^x）=n^(log(b)a)(6)对数恒等式：a^log（a)N=N;log（a）a^b=b对数与指数之间的关系当a>0且a≠1时,a^x=N x=㏒(a)N右图给出对于不同大小a所表示的函数图形：可以看到对数函数的图形只不过的指数函数的图形的关于直线y=x的对称图形，因为它们互为反函数。

高中数学公式大全指数与对数的幂运算与对数运算公式数学是一门具有广泛应用的学科，不论是在学术研究还是实际生活中，数学公式都扮演着重要的角色。

在高中数学中，指数与对数是两个重要的概念，它们的公式在解题过程中经常被用到。

本文将为您提供高中数学公式大全，重点介绍指数与对数的幂运算与对数运算公式。

1. 指数与幂运算公式指数与幂运算是指数函数的基本运算法则，它包括以下几个公式：1.1 指数幂运算法则（1）指数相同，底数相乘：a^m × a^n = a^(m+n)。

例子：2^3 × 2^4 = 2^(3+4) = 2^7。

（2）幂相同，底数相乘：a^m × b^m = (a × b)^m。

例子：2^3 × 3^3 = (2 × 3)^3 = 6^3。

（3）指数的乘方：(a^m)^n = a^(m×n)。

例子：(2^3)^4 = 2^(3×4) = 2^12。

（4）幂的乘方：(a × b)^m = a^m × b^m。

例子：(2 × 3)^4 = 2^4 × 3^4 = 16 × 81。

1.2 指数的乘法法则（1）指数相加：a^m × a^n = a^(m+n)。

例子：2^3 × 2^4 = 2^(3+4) = 2^7。

（2）底数相乘：(a × b)^m = a^m × b^m。

例子：(2 × 3)^4 = 2^4 × 3^4 = 16 × 81。

2. 对数运算公式对数是指数的逆运算，它有以下几个重要的运算公式：2.1 对数幂运算法则（1）底数相同，幂相加：loga(x × y) = loga(x) + loga(y)。

例子：log2(4 × 8) = log2(4) + log2(8)。

（2）幂的乘方：loga(x^m) = m × loga(x)。