新人教版高中数学第三章基本初等函数Ⅰ3.2对数与对数函数2同步练习新人教B版必修1
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对数及其运算第2课时积、商、幂对数课堂导学三点剖析一、利用对数运算法那么计算问题85+lg 21; (2)log a n a +log a n a 1+log a n a1(a>0且a≠1); (3)2log 510+log 50.25;(4)2log 525+3log 264;(5)log 2(log 216).思路分析:要注意灵活运用对数运算法那么,要会正用法那么,也要会逆用法那么,更要会变形用法那么. 解:85+lg 21 =(lg12.5+lg 21)-lg 85 =lg(12.5×21)+lg 58 =lg(12.5×21×58) =lg10=1.(2)log a n a +log a n a 1+log a n a1 =n 1log a a-nlog a a n1-log a a =-n 1n n 1-=-n. (3)2log 510+log 50.25=log 5102+log 50.25=log 5(102×0.25)=log 552=2.(4)2log 525+3log 264=2log 552+3log 226=4log 55+18log 22=4+18=22.(5)log 2(log 216)=log 2(log 224)=log 24=log 222=2.温馨提示计算时要将式子中真数积、商、幂、方根运用对数运算法那么将它们化为对数和、差、积、商,然后化简求值;另一方面就是将式子中对数和、差、积、商运用对数运算法那么将它们化为真数积、商、幂、方根,然后化简求值.总之,要根据解题具体需要正用及逆用法那么,灵活地运用法那么.二、对数式条件求值问题【例2】lg2=0.3010,lg3=0.4771,求lg 45.思路分析:运用对数运算法那么变形lg 45,最后变为仅含lg2和lg3式子.解:lg 45=21lg45=21lg5×9 =21(lg5+lg9)=21lg 210+21lg32 =21(lg10-lg2)+lg3 =21(1-0.3010)+0.4771=0.8266. 温馨提示条件求值问题,关键是如何利用条件,条件直接用不上时,要变形后再用,或条件与所求值式子同时变形,找到共同点.三、对数运算法那么综合应用问题【例3】(1)化简27lg 81lg 3lg 27lg 539lg 523lg -+++; (2)lgx+lgy=2lg(x-2y),求证:logyx 2=4. (1)解法一:先采用“分〞方法. 原式=3lg 33lg 43lg 213lg 1093lg 543lg --++ ==511. 解法二:采用“合〞方法. 原式=2781lg )32793lg(21532152-⨯⨯⨯⨯==511. (2)证明:∵lgx+lgy=2lg(x -2y),∴lgxy=lg(x -2y)2.∴xy=(x -2y)2,即x 2-5xy+4y 2=0.∴x=4y 或x=y(舍去). ∴yx =4. ∴log 2y x =log 24=log 2(2)4=4.对数式化简两种方法.一是把真数分解质数,然后把对数分成假设干个对数代数和,最后进展化简;二是把同底对数之和合并成一个对数,对真数进展化简.这两种解题思路,便是我们解决对数式化简问题重要方法,在碰到这类问题时,要善于灵活地选用上面所讲方法. 各个击破类题演练1计算:(1); (2)21lg 493243-lg 8+lg 245. 解析:(1)= ==12lg 12lg =1. (2)21lg 493243-lg 8+lg 245 =21(5lg2-2lg7)43-×23lg2+21(2lg7+lg5) =25lg2-lg7-2lg2+lg7+21lg5 =21lg2+21lg5=21(lg2+lg5) =21lg10=21. 变式提升1计算:(1)lg52+32lg8+lg5lg20+(lg2)2; (2)解析:(1)lg52+32lg8+lg5lg20+(lg2)2 =2lg5+2lg2+lg5(2lg2+lg5)+(lg2)2=2lg10+(lg5+lg2)2=2+(lg10)2=3.(2)= ==21. 类题演练2lgx=m,lgy=n,求lg x -lg(10y )2值. 解析:lg x -lg(10y )2=21lgx-2lg 10y =21lgx-2(lgy-lg10)=21m-2n+2.3n =2,求log 38-log 336(用n 表示).解析:由3n =2,得n=log 32.∴log 38-log 336=log 323-log 362=3log 32-2log 36=3log 32-2log 32×3=3log 32-2(log 32+log 33)=log 32-2=n-2.类题演练3化简log 2487+log 21221-log 242. 解法一:把48、12、42分解质因数,再利用对数运算法那么,把log 2487,log 212,log 242拆成假设干个对数代数和,然后再化简.原式=21log 2+log 2(3×22)21-log 2(7×2×3) =21log 27-21log 23-2log 22+log 23+2log 2221-log 2721-log 2221-log 23 =21-log 22=21-. 解法二:由于所给对数底数一样,可以把各对数合并成一个对数,然后再化简计算. 原式=log 2=log 221=21-. 变式提升3证明(lg2)3+(lg5)3+3lg2·lg5=1.证明:(lg2)3+(lg5)3+3lg2·lg5=(lg2+lg5)[(lg2)2-lg2·lg5+(lg5)2]+3lg2·lg5=(lg2)2+2lg2lg5+(lg5)2=(lg2+lg5)2=(lg10)2=1.。
3.2.2 对数函数5分钟训练1.函数y=2log 2-x 的定义域是( )A.(3,+∞)B.[3,+∞)C.(4,+∞)D.[4,+∞)答案:D解析:由log 2x-2≥0,得x≥4.2.函数f(x)=|log 2x|的图象是( )答案:A解析:f(x)=⎩⎨⎧<<-≥.10,log ,1,log 22x x x x 3.设a=0.3-2,b=log 0.34,c=log 43,则a 、b 、c 的大小关系是( )A.a <b <cB.a <c <bC.c <b <aD.b <c <a答案:D解析:利用它们与0、1的大小关系进行比较.4.函数f (x )=log (a-1)x 是减函数,则a 的取值范围是______________.答案:1<a <2解析:由题意知0<a-1<1,∴1<a <2.10分钟训练1.函数y=lg|x|是( )A.偶函数,在区间(-∞,0)上单调递增B.偶函数,在区间(-∞,0)上单调递减C.奇函数,在区间(0,+∞)上单调递增D.奇函数,在区间(0,+∞)上单调递减 答案:B解析:画出函数y=lg|x|的草图即见答案.在画函数y=lg|x|的草图时,注意应用函数y=lg|x|是个偶函数,其图象关于y 轴对称.比如列表时,要先确定对称轴,然后在对称轴的两侧取值列表.2.函数f(x)=xln|x|的图象是( )答案:A解析:因为函数f(x)是奇函数,所以C 、D 不成立.当x >1时,f(x)>0,所以B 不成立.3.设f(x)=⎪⎩⎪⎨⎧≥-<-.2),1(log ,2,2231x x x e x 则f(f(2))的值为( ) A.0 B.1 C.2 D.3答案:C解析:f [f(2)]=f(1)=2.4.若定义在(-1,0)上的函数f (x )=log 2a (x+1)满足f (x )>0,则a 的取值范围是( )A.(0,21) B.(0,21] C.(21,+∞) D.(0,+∞) 答案:A解析:当x ∈(-1,0)时,有x+1∈(0,1),此时要满足f(x)>0,只要0<2a<1即可.由此解得0<a<21. 5.方程log 3x+x=3的解所在的区间为( )A.(0,2)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)答案:C解法一:在同一坐标系中作出函数y=log 3x 与y=3-x 的图象,易知x ∈(2,3).解法二:设f(x)=log 3x+x-3.因为f(2)·f(3)<0,可知函数的零点在(2,3)之间.6.设a≠0,对于函数f (x )=log 3(ax 2-x+a ),(1)若x∈R ,求实数a 的取值范围;(2)若f (x )∈R ,求实数a 的取值范围.解:(1)f(x)的定义域为R ,则ax 2-x+a >0对一切实数x 恒成立,其等价条件是 ⎩⎨⎧<-=∆>,041,02a a 解得a >21.(2)f(x)的值域为R ,则真数ax 2-x+a 能取遍大于0的所有实数,其等价条件是 ⎩⎨⎧≥-=∆>,041,02a a 解得0<a≤21.30分钟训练1.(2006天津高考,文4)设P=log 23,Q=log 32,R=log 2(log 32),则( )A.R <Q <PB.P <R <QC.Q <R <PD.R <P <Q答案:A解析:∵P>1,0<Q <1,R <0,∴R<Q <P.2.函数y=|x 21log |的定义域为[a,b ],值域为[0,2],则b-a 的最小值是( )A.41B.3C.43D.2答案:C解析:如图,令|x 21log |=2,得x=41或x=4.∵y∈[0,2],∴(b -a)min =141-=43.3.下列四个函数中,图象如图所示的只能是( )A.y=x+lgxB.y=x-lgxC.y=-x+lgxD.y=-x-lgx答案:B解析:因为A 、D 是单调函数,所以它们不正确.不妨取x=10,∵C 中的y=-10+lg10=-9<0,∴C 不正确.4.已知0<a <1,log a m <log a n <0,则( )A.1<n <mB.1<m <nC.m <n <1D.n <m <1答案:A解析:由0<a <1知函数f(x)=log a x 为减函数,由log a m <log a n <0,得m>n>1.5.已知函数y=lg(2x -b)(b 为常数),若x∈[1,+∞)时,f(x)≥0恒成立,则( )A.b≤1B.b <1C.b≥1D.b=1答案:A解析:由题意得,2x -b≥1,b≤2x -1,x ∈[1,+∞).此时(2x -1)min =1,从而b≤1.6.(创新题)设函数f(x)=log a x(a >0,且a≠1),若f(x 1·x 2·…·x 2 007)=8,则f(x 12)+f(x 22)+…+f(x 2 0072)的值等于( )A.4B.8C.16D.2log a 8答案:C解析:∵f(x)=log a x,f(x 1·x 2·…·x 2 007)=8,∴由函数的运算性质,得f(x 12)+f(x 22)+…+f(x 2 0072)=f(x 12·x 22·…·x 2 0072)=f[(x 1·x 2·…·x 2 007)2]=log a (x 1·x 2·…·x 2 007)2=2log a (x 1·x 2·…·x 2007)=2×8=16. 7.若f(x)=⎪⎩⎪⎨⎧>≤,1,log ,1,4181x x x x 则满足f(x)=41的x 的值为_______________. 答案:1或3 解析:当4141=x 时,x=1; 当log 81x=41时,x=41441381⨯==3. 所以x 的值为1或3.8.(探究题)对于函数f(x)定义域中任意的x 1,x 2(x 1≠x 2),有如下结论:①f(x 1+x 2)=f(x 1)·f(x 2);②f(x 1·x 2)=f(x 1)+f(x 2);③2121)()(x x x f x f -->0; ④f(221x x +)<21[f(x 1)+f(x 2)].当f(x)=lgx 时,上述结论成立的是_________________.(填序号)答案:②③ 提示:根据对数的运算性质及函数的性质进行判断.9.已知集合A={x|62)21(--x x <1},B={x|log 4(x+a)<1},若A∩B=∅,求实数a 的取值范围.解:由62)21(--x x <1,得x 2-x-6>0,解得x <-2或x >3,即A={x|x <-2或x >3}.由log 4(x+a)<1,得0<x+a <4,解得-a <x <4-a,即B={x|-a <x <4-a}.∵A∩B=∅,∴⎩⎨⎧≤--≥-,34,2a a 解得1≤a≤2.即实数a 的取值范围是[1,2].10.已知函数f(x)=log a 11--x mx(a >0,且a≠1)的图象关于原点对称.(1)求m 的值;(2)判断f(x)在(1,+∞)上的单调性,并根据定义证明.解:(1)根据已知条件对于定义域内的一切x 都有f(-x)=-f(x),即f(-x)+f(x)=0, ∴11log 11log --+--+x mxx mx a a =0. 整理得11log 222--x x m a =0, ∴11222--x x m =1,即(m 2-1)x 2=0.∴m 2-1=0.∴m=1或m=-1.若m=1,11--x mx=-1,f(x)无意义,则舍去m=1,∴m=-1.(2)设1<x 1<x 2,而f(x)=log a 11-+x x , ∵0)1)(1()(2111121122211>---=-+--+x x x x x x x x , ∴11112211-+>-+x x x x >0.当a >1时,11log 11log 2211-+>-+x xx x a a ,即f(x)在(1,+∞)上递减; 当0<a <1时,11log 11log 2211-+>-+x x x x a a , 即f(x)在(1,+∞)上递增.。
3.2.3 指数函数与对数函数的关系课时过关·能力提升1函数f(x)=4-5x的反函数是()A.y=4+5xB.y=5-4xC.y=15−45x D.y=45−15xy=4-5x,得5x=4-y,即x=45−15y.故它的反函数为y=45−15x.2若函数y=f(x)是函数y=a x(a>0,且a≠1)的反函数,且f(2)=1,则f(x)等于()A.log2xB.12x C.lo g12x D.2x-2y=a x(a>0,且a≠1)的反函数f(x)=log a x.因为f(2)=1,所以log a2=1,即a=2,故f(x)=log2x.3若函数f(x)=a x(a>0,且a≠1)的反函数是g(x),且g(14)=-1,则f(-12)等于()A.√2B.2C.12D.√22g(x)=log a x.因为g(14)=log a14=-1,所以a=4,所以f(x)=4x,故f(-12)=4-12=12.4若函数y=e x的图象与函数y=f(x)的图象关于直线y=x对称,则有()A.f(2x)=e2x(x∈R)B.f(2x)=ln 2·ln x(x>0)C.f(2x)=2e x(x∈R)D.f(2x)=ln x+ln 2(x>0),知f(x)=ln x.故f(2x)=ln(2x)=ln x+ln2.5函数y=1+a x(0<a<1)的反函数的图象大致是()y=1+a x的图象,由反函数的图象与原函数的图象关于直线y=x对称可画出反函数的图象.6设函数f(x)=a x,g(x)=x12,h(x)=log a x,正实数a满足a0.5<a0.2,则当x>1时必有()A.h(x)<g(x)<f(x)B.h(x)<f(x)<g(x)C.f(x)<g(x)<h(x)D.f(x)<h(x)<g(x)由a0.5<a0.2,知0<a<1,∴当x>1时,0<a x<1,x12>1,log a x<0.∴h(x)<f(x)<g(x).7已知f(x)=a x,g(x)=log a x(a>0,且a≠1),若f(1)g(2)<0,则f(x)与g(x)在同一坐标系内的图象可能是()f(1)g(2)<0,f(1)=a1>0,得g(2)<0,即log a2<0,故0<a<1.因此,f (x )与g (x )都是减函数,故选C .8若函数f (x )的图象与函数y=(18)x的图象关于直线y=x 对称,则f (x )= .g 18x9若函数y=2+log 3x (x ≥1),则该函数的反函数的定义域是 .x ≥1时,y=2+log 3x ≥2,即该函数的值域为[2,+∞),因此其反函数的定义域为[2,+∞).+∞)10函数f (x )=log a (3x-1)(a>0,且a ≠1)的反函数的图象过定点 .3x-1=1得x=23,f (23)=0,即f (x )图象过定点(23,0),故它的反函数图象过定点(0,23).0,23)11已知f (x )=1-3x1+3x ,则f -1(45)= .解析令1-3x1+3x=45,得3x=19,即x=-2,故f -1(45)=-2.2 ★12已知函数f (x )=(12)x的图象与函数g (x )的图象关于直线y=x 对称,令h (x )=g (1-|x|),则关于h (x )有下列命题:①h (x )的图象关于原点对称; ②h (x )为偶函数; ③h (x )的最小值为0; ④h (x )在(0,1)内为减函数.其中正确命题的序号为 .根据题意,得g (x )=lo g 12x ,∴h (x )=g (1-|x|)=lo g 12(1-|x|)(-1<x<1).∴h (x )是偶函数,h (x )的图象不关于原点对称. ∴①不正确;②正确.∵h(x)=lo g12(1-|x|)≥log121=0,∴③正确.∵u=1-|x|在(0,1)内为减函数,y=lo g12u为减函数, ∴h(x)为增函数.∴④不正确.。
3.2 对数与对数函数(1)第2课时1.对于a>0,a≠1,下列说法中正确的是… ( )①若M =N ,则log a M =log a N ; ②若log a M =log a N ,则M =N ;③若log a M 2=log a N 2,则M =N ;④若M =N ,则log a M 2=log a N 2. A .①与③ B.②与④ C .② D.①②③④2.log 28+log 218等于( )A.103B.83C .0D .6 3.若a>0,a≠1,x>0,y>0,x>y ,下列式子中正确的个数是( ) ①log a x·log a y =log a (x +y); ②log a x -log a y =log a (x -y);③log a xy=log a x÷log a y ;④log a xy =log a x·log a y. A .0 B .1 C .2 D .34.若a =log 32,则用a 表示log 38-2log 36为________. 5.设log 34·log 48·log 8m =log 416,则m =________.1.若a>0,a≠1,x>y>0,n∈N *,则下列各式中:①(log a x)n =n·log a x ;②(log a x)n =log a x n;③log a x =-log a 1x ;④log a x log a y =log a x y ;⑤n log a x =1n ·log a x ;⑥1n log a x =log a n x ;⑦log a x =loga n x n;⑧log a x -y x +y =-log a x +y x -y.其中成立的有( )A .3个B .4个C .5个D .6个2.若y =log 56·log 67·log 78·log 89·log 910,则有( ) A .y∈(0,1) B.y∈(1,2) C .y∈(2,3) D.y =13.已知a 、b 、c 为非零实数,且3a =4b =6c,那么……( )A.1c =1a +1bB.2c =2a +1bC.1c =2a +2bD.2c =1a +2b4.若lg(x -y)+lg(x +2y)=lg2+lgx +lgy ,则xy=________.5.若lg2=a ,lg3=b ,则log 512=________.6.已知lg2=0.301 0,lg3=0.477 1,求lg 45的值.7.已知log 3(x -1)=log 9(x +5),求x.1.(lg2)3+(lg5)3+3lg2·lg5的值为( ) A .4 B .1 C .6 D .32.若lnx -lny =a ,则ln(x 2)3-ln(y 2)3等于( )A.a 2 B .a C.3a2D .3a 3.如果方程lg 2x +(lg2+lg3)lgx +lg2·lg3=0的两根为lgx 1、lgx 2,那么x 1·x 2的值为… ( )A .lg2·lg3 B.lg2+lg3 C.16D .-64.若x·log 34=1,则4x +4-x等于( ) A.103 B .6 C.83 D.1635.已知函数f(x)=alog 2x +blog 3x +2且f(1200)=4,则f(200)=________.6.lg25+23lg8+lg5·lg20+lg 22=________.7.a>1,b>1,p =log b (log b a)log b a ,则a p=________.8.设3x =4y=36,求2x +1y的值.9.如果lgx +lgy lgx +lgx +lgy lgy +[lg(x -y)]2lgx·lgy=0,求x ,y 及log 2(xy)的值.10.设a>0,a≠1,x 、y 满足log a x +3log x a -log x y =3,用log a x 表示log a y ,并求出当x 为何值时,log a y 取得最小值.答案与解析课前预习1.C 在①中,当M =N≤0时,log a M 与log a N 无意义,故①不成立;在②中,当log a M=log a N 时,必有M =N>0成立,故②成立;在③中,当log a M 2=log a N 2时,有M≠0,N≠0,且M 2=N 2,即|M|=|N|,但未必有M =N ,例如:M =2,N =-2时,有log a M 2=log a N 2,但M≠N,∴③不成立;在④中,若M =N =0时,log a M 2与log a N 2均无意义,∴④不成立.2.C log 28+log 218=log 28×18=log 21=0.3.A4.a -2 log 38-2log 36=3log 32-2(log 32+log 33)=3a -2(a +1)=a -2.5.9 log 34·log 48·log 8m =lg4lg3·lg8lg4·lgm lg8=lgmlg3,又log 416=2,∴lgmlg3=2.∴lgm=2lg3=lg32=lg9.∴m=9. 课堂巩固1.B 其中③⑥⑦⑧正确.①式中nlog a x =log a x n;②式中log a x n=n·log a x ;④式中log a x y =log a x -log a y ;⑤式中1nlog a x =log a n x.2.B y =lg6lg5·lg7lg6·lg8lg7·lg9lg8·lg10lg9=1lg5,∵lg5≈0.699 0,∴y≈1.43∈(1,2).3.B 设3a =4b =6c=k ,则a =log 3k ,b =log 4k ,c =log 6k ,得1a =log k 3,1b =log k 4,1c=log k 6.所以2c =2a +1b.4.2 由对数的定义得⎩⎪⎨⎪⎧x -y>0,x +2y>0,x>0,y>0,又由原式可得(x -y)(x +2y)=2xy ,即x 2-xy -2y 2=0,∴(x y )2-xy -2=0, 解得x y =2或xy =-1(舍去).5.2a +b 1-a log 512=lg12lg5=lg4+lg3lg5=2lg2+lg31-lg2=2a +b 1-a. 6.解:方法一:lg 45=12lg45=12lg 902=12(lg90-lg2) =12(lg9+lg10-lg2) =12(2lg3+1-lg2) =lg3+12-12lg2=0.477 1+0.5-0.150 5 =0.826 6.方法二:lg 45=12lg45=12lg(5×9)=12(lg5+lg9) =12(lg5+2lg3)=12(1-lg2+2lg3) =12-12lg2+lg3 =0.826 6. 点评:运算过程中要注意对数运算法则的正确运用,体会lg2+lg5=1性质的灵活运用.7.解:原方程可化为log 9(x -1)2=log 9(x +5),∴(x-1)2=x +5. ∴x 2-3x -4=0.∴x=-1或x =4.将x =-1,x =4分别代入方程检验知:x =-1不合题意,舍去,∴x=4.点评:对简单的对数方程,同底法是最基本的求解方法,利用log a N =loga n N n(N>0,n≠0)可得,计算过程中要注意等价变形,如本题中将log 3(x -1)化为log 9(x -1)2实质上是非等价变形,扩大了x 的取值范围,因此在解对数方程后要验根. 课后检测1.B 原式=(lg2+lg5)(lg 22-lg2·lg5+lg 25)+3lg2·lg5=lg 22-lg2·lg5+lg 25+3lg2·lg5=(lg2+lg5)2-3lg2·lg5+3lg2·lg5 =1.2.D ln(x 2)3-ln(y 2)3=3(ln x 2-ln y2)=3(lnx -ln2-lny +ln2)=3(lnx -lny)=3a.3.C 由已知得lgx 1=-lg2,lgx 2=-lg3,∴x 1=12,x 2=13,∴x 1·x 2=16.4.A ∵x·log 34=1,∴x=log 43,则4x +4-x=4log 43+4-log 43=3+13=103.5.0 由f(1200)=a·log 21200+blog 31200+2=-alog 2200-blog 3200+2=4得alog 2200+blog 3200=-2,∴f(200)=a·log 2200+blog 3200+2=0.6.3 原式=lg25+lg823+lg 102·lg(10×2)+lg 22=lg25+lg4+(lg10-lg2)(lg10+lg2)+lg 22=lg100+lg 210-lg 22+lg 22=2+1=3.点评:对于对数的运算性质要熟练掌握,并能够灵活运用,在求值过程中,要注意公式的正用和逆用.7.log b a 由对数换底公式,得log b (log b a)log b a=log a (log b a),∴p=log a (log b a).∴a p=log b a.8.解:由3x =4y=36, 得x =log 336,y =log 436, ∴1x =1log 336=log 363,1y =1log 436=log 364. ∴2x +1y=2log 363+log 364=log 36(32×4)=1. 9.解:去分母得lgy(lgx +lgy)+lgx(lgx +lgy)+[lg(x -y)]2=0,即(lgx +lgy)2+[lg(x -y)]2=0, ∴⎩⎪⎨⎪⎧lgx +lgy =0,lg(x -y)=0. ∴⎩⎪⎨⎪⎧xy =1,x -y =1. ∴x,-y 是方程t 2-t -1=0的两个实根. 又x ,y>0,且x≠1,y≠1,x>y ,∴x=5+12,y =5-12.∴log 2(xy)=log 21=0.10.解:由换底公式得log a x +3·1log a x -log a y log a x =3,整理得log 2a x +3-log a y =3log a x ,∴log a y =log 2a x -3log a x +3=(log a x -32)2+34.∴当log a x =32,即x =a 32时,log a y 取最小值34.。
3.2.2 对数函数课堂导学三点剖析一、对数函数定义域、值域问题【例1】求下列函数的定义域与值域.(1)y=log 2(x 2-4x-5);(2)y=log 3(9-x 2); (3)y=32x log ; (4)y=)34(log 5.0-x .思路分析:(1)(2)题,用y=log a x 的定义域来求它们的定义域,即相当于利用y=log a x 中的x 的代数式大于0即可求得;(3)(4)题,对数要有意义并且根式也要有意义,结合对数函数的图象求定义域比较直观、好理解.解:(1)∵x 2-4x-5>0,∴x<-1或x>5.∴y=log 2(x 2-4x-5)的定义域是{x|x<-1或x>5}.又令g(x)=(x-2)2-9,∵g(x)在定义域内恒有g(x)>0,∴函数值域为R .(2)由9-x 2>0,得-3<x<3,∴y=log 3(9-x 2)的定义域为{x|-3<x<3}.又知0<9-x 2≤9且y=log 3x 是增函数,∴y=log 3(9-x 2)≤log 39=2.∴y=log 3(9-x 2)的值域为(-∞,2].(3)∵该函数有奇次根式,要使函数有意义,只需对数的真数是正数,∴所求定义域是{x|x>0},值域为R .(4)要使函数y=)34(log 5.0-x 有意义,必须log 0.5(4x-3)≥0=log 0.51.∴0<4x -3≤1.∴43<x≤1. ∴所求定义域是{x|43<x≤1},值域为[0,+∞). 二、比较大小问题【例2】比较下列各组数中两个值的大小: (1)log 310.3,log 20.8;(2)log a 5.1,log a 5.9;(3)log 67,log 76.思路分析:对于底数相同的两个对数值比较大小,可由对数函数的单调性确定.对于底数不同的两个对数值比较大小,要换底或在两个对数值之间搭一个“桥梁”,如“0”和“1”,间接地比较大小.解:(1)由对数的性质,知 log 310.3>0,log 20.8<0,∴log 310.3>log 20.8.(2)对数函数的增减性取决于对数的底数是大于1还是在0与1之间,而已知条件中并未明确指出底数a 与1哪个大,因此需要对底数a 进行讨论.当a>1时,函数y=log a x 在(0,+∞)上是增函数,5.1<5.9,∴log a 5.1<log a 5.9;当0<a<1时,函数y=log a x 在(0,+∞)上是减函数,5.1<5.9,∴log a 5.1>log a 5.9.(3)∵log 67>1,log 76<log 77=1,∴log 67>log 76.三、函数单调性的判定与单调区间的求法【例3】(1)求证:函数f(x)=-log 51x 在(0,+∞)上是增函数;(2)求函数f(x)=log 2(x 2-1)的单调区间.(1)证明:在(0,+∞)上任取x 1、x 2,且0<x 1<x 2,则f(x 1)-f(x 2)=(-log 51x 1)-(-log 51x 2)=log 51x 2-log 51x 1.又y=log 51x 在(0,+∞)上是减函数,有log 51x 2<log 51x 1, ∴log 51x 2-log 51x 1<0,即f(x 1)-f(x 2)<0.∴f(x 1)<f(x 2).∴f(x)=-log 51x 在(0,+∞)上是增函数.(2)解析:由x 2-1>0得x>1或x<-1,∴f(x)定义域为(1,+∞)∪(-∞,-1).令g(x)=x 2-1,知g(x)在(1,+∞)上递增,在(-∞,-1)上递减且f(x)=log 2x 为增函数.故f(x)的增区间为(1,+∞),减区间为(-∞,-1).温馨提示(1)要熟练地应用增、减函数的定义,以及对数函数y=log a x 的单调性来证明复合函数单调性.(2)G(x)=f [g(x)],若g(x)与f(x)同增(或同减),则G(x)为增;若g(x)与f(x)一增一减,则G(x)为减,可据此来求单调区间.各个击破类题演练1已知函数y=log a (a-a x )(其中a>1),求它的定义域和值域.解析:根据题意a-a x >0,∴a x <a.又∵a>1,y=a x 是增函数,∴x<1.∵a x <a,且a x >0,0<a-a x <a,∴log a (a-a x )<1.∴函数y=log a (a-a x )的定义域和值域分别是{x|x<1}和{y|y<1}.变式提升1求下列函数的定义域:(1)y=log 7x311 ;(2)y=)32lg(422-+-x x x ; (3)y=log (x+1)(16-4x). 解析:(1)由⎪⎩⎪⎨⎧≠->-,031,0311x x 得x<31, ∴所求函数的定义域为{x|x<31}. (2)由⎪⎩⎪⎨⎧≠-+>-+≥-.0)32lg(,032,04222x x x x x 即⎩⎨⎧±-≠-<≥⇔⎪⎩⎪⎨⎧≠-+>-<-≤≥.51,63213213222x x x x x x x x x 或或或∴函数y=)32lg(422-+-x x x 的定义域为{x|x≥2或x<-3且x≠-15-}. (3)由⎪⎩⎪⎨⎧≠-><⎪⎩⎪⎨⎧≠-><⇔⎪⎩⎪⎨⎧≠+>+>-.0,1,2,0,1,44110104162x x x x x x x x x 得∴y=log (x+1)(16-4x)的定义域为{x|-1<x<2且x≠0}.类题演练2比较下列各组数中两个值的大小: (1)log 213,log 513;(2)log 3π,log 20.8.解析:(1)∵在x∈(1,+∞)上,y=log 51x 的图象在y=log 21x 图象的上方, ∴log 513>log 213.(2)∵log 3π>log 31=0,log 20.8<log 21=0,∴log 3π>log 20.8.变式提升比较(lgm)1.9与(lgm)2.1(m>1)的大小.解析:把lgm 看作指数函数的底数,本题转化为比较一个指数函数的两个函数值的大小,于是应对底数lgm 进行讨论:当1>lgm>0,即1<m<10时,y=(lgm)x 在R 上是减函数,1.9<2.1,∴(lgm)1.9>(lgm)2.1;当lgm=1,即m=10时,(lgm)1.9=(lgm)2.1=1;当lgm>1,即m>10时,y=(lgm)x 在R 上是增函数,1.9<2.1,∴(lgm )1.9<(lgm)2.1.类题演练3求函数f(x)=log 0.5(x 2-2x-3)的单调区间.解析:由x 2-2x-3>0得x>3或x<-1,令g(x)=(x-1)2-4,知g(x)在(3,+∞)上递增,在(-∞,-1)上递减.又f(x)=log0.5x是减函数,故f(x)的增区间为(-∞,-1),减区间为(3,+∞).变式提升3判断f(x)=log a(x2-2x-3)在(3,+∞)上的单调性.解析:令g(x)=x2-2x-3,当x∈(3,+∞)时,有g(x)>0. 设x1、x2∈(3,+∞)且x1>x2,则g(x1)=x12-2x1-3,g(x2)=x22-2x2-3.∴g(x1)-g(x2)=(x12-x22)-2(x1-x2)=(x1-x2)(x1+x2-2). ∵x1>x2>3,∴x1-x2>0,x1+x2-2>0.∴g(x1)>g(x2).又当a>1时,f(x)=log a x是增函数,∴f(x1)=log a g(x1)>log a g(x2)=f(x2).∴当a>1时,f(x)在(3,+∞)上是增函数.同理可证,当0<a<1时,f(x)在(3,+∞)上是减函数.。
3.2.1 对数及其运算同步测控我夯基,我达标1.式子2)5log 211(2+的值为( ) A.2+5 B.25 C.2+25 D.1+25 解析:原式=)5log 1(2+=2)52(log 2=25.答案:B2.下列各式中成立的是( )A.log a x 2=2log a xB.log a |xy|=log a |x|+log a |y|C.log a 3>log a 2D.log a yx =log a x-log a y 解析:A 、D 的错误在于不能保证真数为正,C 的错误在于a 值不定.答案:B3.已知f (x 5)=lgx ,则f (2)等于( ) A.lg2 B.lg32 C.lg321 D.51lg2 解析:令x 5=t ,则x=5t =t 51. ∴f(t )=lgt 51=51lgt. ∴f(2)=51lg2. 答案:D4.下列四个命题中,真命题是( )A.lg2lg3=lg5B.lg 23=lg9C.若log a M+N=b ,则M+N=a bD.若log 2M+log 3N=log 2N+log 3M ,则M=N解析:本题易错选A 或B 或C.主要问题是对函数的运算性质不清,在对数运算的性质中,与A 类似的一个错误的等式是lg2+lg3=lg5;B 中的lg 23表示(lg3)2,它与lg32=lg9意义不同;C 中的log a M+N 表示(log a M )+N ,它与log a (M+N )意义不同;D 中等式可化为log 2M-log 2N=log 3M-log 3N ,即log 2N M =log 3NM ,所以M =N. 答案:D5.求下列各式的值:(1)设log b x-log b y =a ,则log b 5x 3-log b 5y 3=____________;(2)设log a (x +y)=3,log a x =1,则log a y =____________;(3)3|91|log 3=_____________.解析:(1)∵log b x-log b y =a,∴log b y x=a.∴log b 5x 3-log b 5y 3=log b 3355y x=log b (y x )3=3log b y x=3a.(2)∵log a (x +y)=3, ∴a 33=x +y.又log a x =1,∴x=a.∴y=a 3-a.从而log a y =log a (a 3-a). (3)3|91|log 3=3|3log 23|-=3|3log 2|3-=32=9.答案:(1)3a (2)log a (a 3-a) (3)96.已知函数f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧<+≥,4),1(,4,)21(x x f x x 则f (log 23)的值为__________.解析:∵1<log 23<2,∴3+log 23>4.∴f(3+log 23)=(21)3log 32+ =(21)24log 2=(21)241log 21=241.又∵当x<4时,f(x+1)=f(x),∴f(log 23)=f(1+log 23)=f(2+log 23)=f(3+log 23)=241. 答案:2417.求下列各式中的x :(1)log 54x =21-;(2)log x 5=23; (3)log (x-1)(x 2-8x +7)=1.分析:根据式中未知数的位置或直接转化成指数式计算或利用对数性质进行计算.解:(1)原式转化为(54)21-=x ,所以x=25. (2)原式转化为x 23=5,所以x=325. (3)由对数性质,得⎪⎩⎪⎨⎧>+-≠->--=+-,078,11,01,17822x x x x x x x 解得x =8.8.已知lg2=0.3010,lg3=0.4771,求lg 45.分析:解本题的关键是设法将45的常用对数分解为2、3的常用对数代入计算. 解:lg 45=21lg45=21lg 290 =21(lg9+lg10-lg2) =21(2lg3+1-lg2) =lg3+2121-lg2 =0.477 1+0.5-0.150 5=0.826 6.我综合,我发展9.对于a>0,a≠1,下列说法中正确的是( )①若M=N ,则log a M=log a N ②若log a M=log a N ,则M=N ③若log a M 2=log a N 2,则M=N ④若M=N ,则log a M 2=log a N 2A.①③B.②④C.②D.①②③④ 解析:在①中,当M=N≤0时,log a M 与log a N 均无意义,因此log a M=log a N 不成立. 在②中,当log a M=log a N 时,必有M >0,N >0,且M=N ,因此M=N 成立.在③中,当log a M 2=log a N 2时,有M≠0,N≠0,且M 2=N 2,即|M|=|N|,但未必有M=N ,例如,M=2,N=-2时,也有log a M 2=log a N 2,但M≠N.在④中,若M=N=0,则log a M 2与log a N 2均无意义,因此log a M 2=log a N 2不成立.∴只有②正确.答案:C10.设log a c 、log b c 是方程x 2-3x+1=0的两根,则log b a c=__________.解析:依题意,得⎩⎨⎧=∙=+,1log log ,3log log c c c c b a b a即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=∙=+,1log log 1,3log 1log 1ba b a c c c c 即⎩⎨⎧=∙=+.1log log ,3log log b a b a c c c c ∴(log c a-log c b)2=(log c a+log c b)2-4log c a·log c b=32-4=5.∴log c a-log c b=±5. 故log b a =5551log log 1log 1±=±=-=b a b a c c c . 答案:±55 11.已知log 189=a ,18b =5,则log 3645=_______.(用a,b 表示)解析:∵log 189=a ,∴log 18218=1-log 182=a. ∴log 182=1-a.又∵18b =5,∴log 185=b.∴log 3645=ab a -+=++=22log 15log 9log 36log 45log 1818181818. 答案:ab a -+2 12.若26x =33y =62z ,求证:3xy-2xz-yz=0.分析:由已知条件到结论,本质就是把指数式化为对数式,要把指数位置上的字母拿下来,唯一的方法就是取对数,通常我们两边同时取常用对数,也可以根据题目的具体情况取其他数字(条件中已有的底数)为底数,总之要同底,然后利用对数的性质和运算法则化简计算.证法一:设t=26x =33y =62z ,两边取常用对数,则x=2lg 6lg t ,y=3lg 3lg t ,z=6lg 2lg t . ∴3xy -2xz-yz=6lg 3lg 6lg 6lg 2lg 6lg 3lg 2lg 6lg 222t t t -- =)]3lg 12lg 1(6lg 13lg 2lg 1[6lg 2+-t =)3lg 2lg 13lg 2lg 1(6lg 2-t =0.证法二:∵26x =33y =62z ,∴两边取以3为底的对数,有6xlog 32=3y=2zlog 36,由前面的等式,得yz=2xzlog 32,由后面的等式,得3xy=2xzlog 36.∴3xy -2xz-yz=2xzlog 36-2xz-2xzlog 32=2xz(log 36-1-log 32)=2xz (log 36-log 33-log 32)=0. 科学是实事求是的学问。
3.2.1 对数及其运算整体设计教学分析我们在前面的学习过程中,已学习了指数函数的概念和性质,从本节开始我们学习对数及其运算.使学生认识引进对数的必要性,理解对数的概念及其运算性质,了解对数换底公式及其简单应用,能将一般对数转化为常用对数或自然对数,通过阅读材料,了解对数的发现历史及其对简化运算的作用.教材注重从现实生活的事例中引出对数概念,所举例子比较全面,有利于培养学生的思想素质和激发学生学习数学的兴趣和欲望.教学中要充分发挥课本的这些材料的作用,并尽可能联系一些熟悉的事例,以丰富教学的情境创设.教师要尽量发挥电脑绘图的教学功能,教材安排了“阅读与欣赏”的内容,有利于加强数学文化的教育,应指导学生认真研读.根据本节内容的特点,教学中要注意发挥信息技术的力量,使学生进一步体会到信息技术在数学学习中的作用,尽量利用计算器和计算机创设教学情境,为学生的数学探究与数学思维提供支持.三维目标1.理解对数的概念,了解对数与指数的关系,理解和掌握对数的性质.2.掌握对数式与指数式的关系,通过实例推导对数的运算性质.3.准确地运用对数运算性质进行运算,并掌握化简求值的技能,运用对数运算性质解决有关问题.4.通过与指数式的比较,引出对数的定义与性质,让学生经历并推理出对数的运算性质,并归纳整理本节所学的知识.5.学会对数式与指数式的互化,从而培养学生的类比、分析、归纳能力;通过对数的运算法则的学习,培养学生严谨的思维品质;在学习过程中培养学生探究的意识;让学生感受对数运算性质的重要性,增加学生的成功感,增强学习的积极性. 重点难点教学重点:对数式与指数式的互化及对数的性质,对数运算的性质与对数知识的应用.教学难点:对数概念的理解,对数运算性质的推导及应用. 课时安排3课时教学过程第1课时 对数概念导入新课思路1.(1)庄子:一尺之棰,日取其半,万世不竭.①取4次,还有多长?②取多少次,还有0.125尺?(2)假设2002年我国国民生产总值为a 亿元,如果每年平均增长8%,那么经过多少年国民生产总值是2002年的2倍? 抽象出:①(12)4=?(12)x=0.125 x =?②(1+8%)x=2 x=?都是已知底数和幂的值,求指数.你能看得出来吗?怎样求呢?像上面的式子,已知底数和幂的值,求指数,这就是我们这节课所要学习的对数〔引出对数的概念,教师板书课题〕.思路 2.我们前面学习了指数函数及其性质,同时也会利用性质解决问题,但仅仅有指数函数还不够,为了解决某些实际问题,还要学习对数函数,为此我们先学习对数〔引出对数的概念,教师板书课题〕.推进新课新知探究提出问题错误!活动:学生讨论并作图,教师适时提示、点拨.对问题①,回忆计算机作函数图象的方法,抓住关键点.对问题②,图象类似于人的照片,从照片上能看出人的特点,当然从函数图象上就能看出函数的某些点的坐标.对问题③,定义一种新的运算.对问题④,借助③,类比到一般的情形.讨论结果:①如下图.②在所作的图象上,取点P,测出点P的坐标,移动点P,使其纵坐标分别接近18、20、30,观察这时的横坐标,大约分别为32.72、43.29、84.04,这就是说,如果保持年增长率为1个百分点,那么大约经过33年、43年、84年,我国人口分别约为18亿、20亿、30亿.③1813=1.01x ,2013=1.01x ,3013=1.01x,在这几个式子中,要求x 分别等于多少,目前我们没学这种运算,可以定义一种新运算,用符号“log”表示对数,即若1813=1.01x,则x 总以1.01为底的1813的对数就可写成x =log 1.011813.其他的可类似得到,x =log 1.012013,x =log 1.013013,这种运算叫做对数运算.④一般性的结论就是对数的定义:一般地,对于指数式a b=N ,我们把“以a 为底N 的对数b”记作log a N ,即b =log a N(a>0,且a≠1).其中,数a 叫做对数的底数,N 叫做真数,读作“b 等于以a 为底N 的对数”.实质上,上述对数表达式,不过是指数式N =a b的另一种表达形式. 由此得到对数和指数幂之间的关系:a Nb 指数式a b=N 底数 幂 指数 对数式log a N =b对数的底数真数对数例如:42=16⇔2=log 416;102=100⇔2=log 10100;214=2⇔12=log 42;10-2=0.01-2=log 100.01.提出问题①为什么在对数定义中规定a>0,且a≠1?②根据对数定义求log a 1和log a a a>0,且a≠1的值.③负数与零有没有对数?④alogaN=N 与log a a b=ba>0,且a≠1是否成立?⑤什么是常用对数?讨论结果:①这是因为若a <0,则N 为某些值时,b 不存在,如log (-2)12;若a =0,N 不为0时,b 不存在,如log 03,N 为0时,b 可为任意正数,是不唯一的,即log 00有无数个值;若a =1,N 不为1时,b 不存在,如log 12,N 为1时,b 可为任意数,是不唯一的,即log 11有无数个值.综之,就规定了:a >0,且a≠1.②log a 1=0,log a a =1.因为对任意a >0,且a≠1,都有a 0=1,所以log a 1=0. 同样易知:log a a =1.即1的对数等于0,底的对数等于1.③因为底数a >0,且a≠1,由指数函数的性质可知,对任意的b∈R ,a b>0恒成立,即只有正数才有对数,零和负数没有对数. ④因为a b=N ,所以b =log a N ,a b=alogaN=N ,即alogaN=N.因为a b=a b,所以log a a b=b.故两个式子都成立.(alog a N =N 叫对数恒等式)常用对数:我们通常将以10为底的对数叫做常用对数.为了简便,N 的常用对数log 10N 简记作lgN.例如:log 105简记作lg5;log 103.5简记作lg3.5.例如:loge3简记作ln3;loge10简记作ln10.应用示例思路1例1求log 22,log 21,log 216,log 212.解:因为21=2,所以log 22=1; 因为20=1,所以log 21=0; 因为24=16,所以log 216=4; 因为2-1=12,所以log 212=-1.点评:本题要注意方根的运算,同时也可借助对数恒等式来解.例2求lg10,lg100,lg0.01. 解:因为101=10,所以lg10=1; 因为102=100,所以lg100=2; 因为10-2=0.01,所以lg0.01=-2.例3利用科学计算器求对数(精确到0.000 1):lg2 001;lg0.061 8;lg0.004 5;lg396.5. 解:用科学计算器计算:所以lg2 001≈3.301 2,lg0.061 8≈-1.209 0, lg0.004 5≈-2.346 8,lg395.6≈2.598 2.思路2例1以下四个命题中,属于真命题的是( )(1)若log 5x =3,则x =15 (2)若log 25x =12,则x =5 (3)若log x 5=0,则x = 5 (4)若log 5x =-3,则x =1125A .(2)(3)B .(1)(3)C .(2)(4)D .(3)(4)活动:学生观察,教师引导学生考虑对数的定义.解析:对数式化为指数式,根据指数幂的运算性质算出结果. 对于(1),因为log 5x =3,所以x =53=125,错误; 对于(2),因为log 25x =12,所以x =2512=5,正确;对于(3),因为log x 5=0,所以x 0=5,无解,错误; 对于(4),因为log 5x =-3,所以x =5-3=1125,正确.总之(2)(4)正确.答案:C点评:对数的定义是对数形式和指数形式互化的依据.例2计算:(1)log 927;(2) 43log 81;(3)log (2+3)(2-3);(4) 345log625.活动:教师引导,学生回忆,教师提问,学生回答,积极交流,学生展示自己的解题过程,教师及时评价学生.利用对数的定义或对数恒等式来解.求式子的值,首先设成对数式,再转化成指数式或指数方程求解.另外利用对数恒等式可直接求解,所以有两种解法. 解法一:(1)设x =log 927,则9x =27,32x =33,所以x =32.(2)设x =43log 81,则(43)x=81,43x =34,所以x =16.(3)令x =log (2+3)(2-3)=log (2+3)(2+3)-1,所以(2+3)x=(2+3)-1,x =-1. (4)令x =345log625,所以(354)x=625,x 345=54,x =3.解法二:(1)log 927=log 933=log 9932=32.(2) 43log 81=43log (43)16=16.(3)log (2+3)(2-3)=log (2+3)(2+3)-1=-1.(4) 345log625=345log(354)3=3.点评:首先将其转化为指数式,进一步根据指数幂的运算性质算出结果,对数的定义是转化和对数恒等式的依据.知能训练1.把下列各题的指数式写成对数式:(1)42=16;(2)30=1;(3)4x=2;(4)2x=0.5;(5)54=625;(6)3-2=19;(7)(14)-2=16. 解:(1)2=log 416;(2)0=log 31;(3)x =log 42;(4)x =log 20.5;(5)4=log 5625;(6)-2=log 319;(7)-2=log 1416.2.把下列各题的对数式写成指数式:(1)x =log 527;(2)x =log 87;(3)x =log 43;(4)x =log 713;(5)log 216=4;(6) 31log 27=-3;(7) 3log x =6;(8)log x 64=-6;(9)log 2128=7;(10)log 327=a.解:(1)5x=27;(2)8x=7;(3)4x=3;(4)7x=13;(5)24=16;(6)(13)-3=27;(7)(3)6=x ;(8)x -6=64;(9)27=128;(10)3a=27.3.求下列各式中x 的值:(1)log 8x =-23;(2)log x 27=34;(3)log 2(log 5x)=1;(4)log 3(lgx)=0.解:(1)因为log 8x =-23,所以x =8-23=(23)-23=23×(-23)=2-2=14; (2)因为log x 27=34,所以43x =27=33,即x =(33)34=34=81;(3)因为log 2(log 5x)=1,所以log 5x =2,x =52=25; (4)因为log 3(lgx)=0,所以lgx =1,即x =101=10. 4.(1)求log 84的值;(2)已知log a 2=m ,log a 3=n ,求a2m +n的值.解:(1)设log 84=x ,根据对数的定义有8x=4,即23x=22,所以x =23,即log 84=23; (2)因为log a 2=m ,log a 3=n ,根据对数的定义有a m=2,a n=3, 所以a2m +n=(a m )2·a n =(2)2·3=4×3=12.点评:此题不仅是简单的指数与对数的互化,还涉及到常见的幂的运算法则的应用.拓展提升对于a >0,a≠1,下列结论正确的是( )(1)若M =N ,则log a M =log a N (2)若log a M =log a N ,则M =N (3)若log a M 2=log a N 2,则M =N (4)若M =N ,则log a M 2=log a N 2A.(1)(3) B.(2)(4)C.(2) D.(1)(2)(4)活动:学生思考,讨论,交流,回答,教师及时评价.回想对数的有关规定.对(1)若M=N,当M为0或负数时log a M≠log a N,因此错误;对(2)根据对数的定义,若log a M=log a N,则M=N,正确;对(3)若log a M2=log a N2,则M=±N,因此错误;对(4)若M=N=0时,则log a M2与log a N2都不存在,因此错误.综上,(2)正确.答案:C点评:0和负数没有对数,一个正数的平方根有两个.课堂小结(1)对数引入的必要性;(2)对数的定义;(3)几种特殊数的对数;(4)负数与零没有对数;(5)对数恒等式;(6)两种特殊的对数.作业课本本节练习B 1、2.设计感想本节课在前面研究了指数函数及其性质的基础上,为了运算的方便,引进了对数的概念,使学生感受到对数的现实背景,它有着丰富的内涵,和我们的实际生活联系密切,也是以后学习对数函数的基础,鉴于这种情况,安排教学时,无论是导入还是概念得出的过程,都比较详细,通俗易懂,要反复练习,要紧紧抓住它与指数概念之间的联系与区别,结合指数式理解对数式,强化对数是一种运算,并注意对数运算符号的理解和记忆,多运用信息化的教学手段,顺利完成本堂课的任务,为下一节课作准备.备课资料[备选例题]例1将下列指数式与对数式互化,有x 的求出x 的值. (1)215-=15;(2) 2log 4=x ;(3)3x=127;(4)(14)x=64;(5)lg0.000 1=x.解:(1) 215-=15化为对数式是log 515=-12;(2)x =2log 4化为指数式是(2)x=4,即22x =22,x2=2,x =4;(3)3x=127化为对数式是x =log 3127,因为3x=(13)3=3-3,所以x =-3;(4)(14)x =64化为对数式是x =log 1464,因为(14)x =64=43,所以x =-3;(5)lg0.000 1=x 化为指数式是10x=0.000 1, 因为10x=0.000 1=10-4,所以x =-4. 例2计算3log35+3log315的值.解:设x =log 315,则3x=15,(312)x =21)51(-,所以x =3log15. 所以3log 35+3log 315=5+33log15=5+15=655.例3计算a logab·logbc·logcN(a >0,b >0,c >0,N >0).解:alogab·logbc·logcN=blogbc·logcN=clogcN=N.(设计者:路致芳)第2课时 积、商、幂的对数导入新课思路1.上节课我们学习了以下内容: 1.对数的定义.2.指数式与对数式的互化. a b=N log a N =b. 3.重要公式:(1)负数与零没有对数;(2)log a 1=0,log a a =1;(3)对数恒等式alog a N =N.下面我们接着讲积、商、幂的对数〔教师板书课题〕.思路 2.我们在学习指数的时候,知道指数有相应的运算法则,即指数运算法则. a m·a n=am +n;a m ÷a n =am -n;(a m )n=a mn;ma n=a nm.从上节课我们还知道指数与对数都是一种运算,而且它们互为逆运算,对数是否也有和指数相类似的运算法则呢?答案是肯定的,这就是本堂课的主要内容,点出课题.推进新课新知探究提出问题1在上节课中,我们知道,对数运算可看作指数运算的逆运算,你能从指数与对数的关系以及指数运算性质,得出相应的对数运算性质吗?2如我们知道a m=M,a n=N,a m·a n=a m+n,那m+n如何表示,能用对数式运算吗?3在上述2的条件下,类比指数运算性质能得出其他对数运算性质吗?4你能否用最简练的语言描述上述结论?如果能,请描述.,5上述运算性质中的字母的取值有什么限制吗?6上述结论能否推广呢?,7学习这些性质能对我们进行对数运算带来哪些方便呢?讨论结果:(1)通过问题(2)来说明.(2)如a m·a n=a m+n,设M=a m,N=a n,于是MN=a m+n,由对数的定义得到M=a m⇔m=log a M,N=a n⇔n=log a N,MN=a m+n⇔m+n=log a MN,log a(MN)=log a M+log a N.因此m+n可以用对数式表示.(3)令M =a m ,N =a n ,则M N =a m ÷a n =a m -n,所以m -n =log a M N .又由M =a m,N =a n,所以m =log a M ,n =log a N.所以log a M -log a N =m -n =log a MN,即log a MN=log a M -log a N.设M =a m,则M n=(a m )n=a mn.由对数的定义, 所以log a M =m ,log a M n=mn.所以log a M n=mn =nlog a M ,即log a M n=nlog a M. 这样我们得到对数的三个运算性质: 如果a >0,a≠1,M >0,N >0,则有 log a (MN)=log a M +log a N ,① log a MN =log a M -log a N ,②log a M n=nlog a M(n∈R ).③ (4)以上三个性质可以归纳为:性质①:两数积的对数,等于各数的对数的和;性质②:两数商的对数,等于被除数的对数减去除数的对数; 性质③:幂的对数等于幂指数乘底数的对数.(5)利用对数运算性质进行运算,所以要求a >0,a≠1,M >0,N >0.(6)性质①可以推广到n 个数的情形:即log a (M 1M 2M 3…M n )=log a M 1+log a M 2+log a M 3+…+log a M n (其中a >0,a≠1,M 1、M 2、M 3、…、M n 均大于0). (7)纵观这三个性质我们知道,性质①的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.性质②的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. 性质③从左往右仍然是降级运算.利用对数的性质①②可以使两正数的积、商的对数转化为两正数的各自的对数的和、差运算,大大的方便了对数式的化简和求值.应用示例思路1例1用log a x ,log a y ,log a z 表示下列各式:(1)log a xy z ;(2)log a (x 3y 5);(3)log a x yz ;(4)log a x 2y 3z .解:(1)log a xyz =log a (xy)-log a z =log a x +log a y -log a z ;(2)log a (x 3y 5)=log a x 3+log a y 5=3log a x +5log a y ;(3)log a x yz =log a x -log a (yz)=log a 21x -(log a y +log a z)=12log a x-log a y -log a z ; (4)log ax2y 3z=log a (x 221y 31-z)=log a x 2+log a 21y +log a 31-z=2log a x+12log a y -13log a z.点评:对数的运算实质上是把积、商、幂的对数运算分别转化为对数的加、减的运算.例2计算:(1)lg 5100;(2)lg4+lg25;(3)(lg2)2+lg20×lg5.解:(1)lg 5100=15lg100=25;(2)lg4+lg25=lg(4×25)=lg100=2;(3)(lg2)2+lg20×l g5=(lg2)2+(1+lg2)(1-lg2)=(lg2)2+1-(lg2)2=1.点评:此例题体现对数运算性质的综合运用,应注意掌握变形技巧,如变形要化到最简形式,同时注意分子、分母的联系;要避免错用对数运算性质,特别是对数运算性质的灵活运用,运算性质的逆用常被学生所忽视.解:(1)解法一:lg14-2lg 73+lg7-lg18=lg(2×7)-2(lg7-lg3)+lg7-lg(32×2)=lg2+lg7-2lg7+2lg3+lg7-2lg3-lg2=0.解法二:lg14-2lg 73+lg7-lg18=lg14-lg(73)2+lg7-lg18=lg 14×7(73)2×18=lg1=0.(2)lg243lg9=lg35lg32=5lg32lg3=52. (3)lg 27+lg8-3lg 10lg1.2=lg(33)12+lg23-3lg(10)12lg3×2210 =32lg3+2lg2-1lg3+2lg2-1=32. 思路2例1:求下列各式的值.(1)log 525;(2)log 0.41;(3)log 2(47×25). 解法一:(1)log 525=log 552=2; (2)log 0.41=0;(3)log 2(47×25)=log 247+log 225=log 222×7+log 225=2×7+5=19.解法二:(1)设log 525=x ,则5x=25=52,所以x =2; (2)设log 0.41=x ,则0.4x =1=0.40,所以x =0; (3)log 2(47×25)=log 2(214×25)=log 2219=19,或log 2(47×25)=log 247+log 225=7log 222+log 225=2×7+5=19. 点评:此题关键是要记住对数运算性质的形式.例2计算下列各式的值:(1)12lg 3249-43lg 8+lg 245;(2)lg52+23lg8+lg5·lg20+(lg2)2;(3)lg 2+lg3-lg 10lg1.8.活动:学生思考、交流,观察题目特点,教师可以提示引导:将真数中的积、商、幂化为对数的和、差、积;再就是逆用对数的运算性质.先利用对数的性质把积、商、幂化为对数的和、差、积进行计算.再就是逆用对数的运算性质,把对数的和、差、积转化为真数的积、商、幂再计算.(1)解法一:12lg 3249-43lg 8+lg 245=12(5lg2-2lg7)-43×32lg2+12(2lg7+lg5) =52lg2-lg7-2lg2+lg7+12lg5 =12lg2+12lg5 =12(lg2+lg5)=12lg10=12. 解法二:12lg 3249-43lg 8+lg 245=lg 427-34232lg+lg75=lg 42×757×4=lg(2×5)=lg 10=12.(2)解法一:lg52+23lg8+lg5·lg20+(lg2)2=2lg5+2lg2+lg5(2lg2+lg5)+(lg2)2=2lg10+(lg2+lg5)2=2+(lg10)2=2+1=3.解法二:lg52+23lg8+lg5·lg20+(lg2)2=2lg5+2lg2+lg5(2lg2+lg5)+(1-lg5)2=2lg10+lg5[2(1-lg5)+lg5]+(1-lg5)2=2+lg5(2-lg5)+(1-lg5)2=2+2lg5-(lg5)2+1-2lg5+(lg5)2=3.(3)解法一:lg 2+lg3-lg 10lg1.8=12lg2+lg9-lg10lg1.8=lg 18102lg1.8=lg1.82lg1.8=12. 解法二:lg 2+lg3-lg 10lg1.8=12lg2+lg3-12lg 1810=12lg2+lg3-122lg3+lg2-1=122lg3+lg2-12lg3+lg2-1=12. 点评:这类问题一般有以下几种处理方法:一是将真数中的积、商、幂运用对数的运算法则化为对数的和、差、积,然后化简求值;二是将式中对数的和、差、积运用对数的运算法则化为真数的积、商、幂,然后化简求值;三是上述两种方法灵活运用,化简求值. 变式训练 计算:(1)2log 510+log 50.25;(2)2log 525+3log 264;(3)log 2(log 216). 解:(1)因为2log 510=log 5102=log 5100,所以2log 510+log 50.25=log 5100+log 50.25=log 5(100×0.25)=log 552=2log 55=2.(2)因为2log 525=2log 552=4log 55=4,3log 264=3log 226=18log 22=18,所以2log 525+3log 264=22.(3)因为log 216=log 224=4,所以log 2(log 216)=log 24=log 222=2.知能训练1.用log a x ,log a y ,log a z ,log a (x +y),log a (x -y)表示下列各式: (1)log a 3x y 2z ;(2)log a (x·4z 3y 2);(3)log a (xy 12z -23);(4)log a xy x 2-y 2; (5)log a (x +y x -y ·y);(6)log a [y xx -y ]3. 解:(1)log a 3x y 2z =log a 3x -log a y 2z =13log a x -(2log a y +log a z) =13log a x -2log a y -log a z. (2)log a (x·4z 3y 2)=log a x +log a 4z 3y 2=log a x +14(log a z 3-log a y 2) =log a x -24log a y +34log a z =log a x -12log a y +34log a z. (3)log a (xy 12z -23)=log a x +log a y 12+log a z -23=log a x +12log a y -23log a z.(4)log a xy x 2-y 2=log a xy -log a (x 2-y 2)=log a x +log a y -log a (x +y)(x -y)=log a x +log a y -log a (x +y)-log a (x -y).(5)log a (x +y x -y ·y)=log a x +y x -y+log a y =log a (x +y)-log a (x -y)+log a y.(6)log a [y x(x -y)]3=3[log a y -log a x -log a (x -y)]=3log a y -3log a x -3log a (x -y).2.已知f(x 6)=log 2x ,则f(8)等于( )A.43 B .8 C .18 D.12解析:因为f(x 6)=log 2x ,x >0,令x 6=8,得x =632=212,所以f(8)=log 2212=12. 另解:因为f(x 6)=log 2x =16log 2x 6,所以f(x)=16log 2x. 所以f(8)=16log 28=16log 223=12. 答案:D3.若a >0,a≠1,x >0,y >0,x >y ,下列式子正确的个数为( ) ①log a x·log a y =log a (x +y) ②log a x -log a y =log a (x -y)③log a x y=log a x÷log a y ④log a (xy)=log a x·log a yA .0B .1C .2D .3 答案:A4.若a >0,a≠1,x >y >0,n∈N +,下列式子正确的个数为( )①(log a x)n =nlog a x ②(log a x)n =log a x n③log a x =-log a 1x ④log a x log a y =log a x y ⑤n log a x =1n log a x ⑥1nlog a x =log a n x ⑦log a x n=nlog a x ⑧log a x -y x +y =-log a x +y x -y A .3 B .4 C .5 D .6 答案:B5.科学家以里氏震级来度量地震的强度.若设I 为地震时所散发出来的相对能量程度,则里氏震级r 可定义为r =0.6lgI ,试比较6.9级和7.8级地震的相对能量程度.解:设6.9级和7.8级地震的相对能量程度分别为I 1和I 2,由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ 6.9=0.6lgI 1,7.8=0.6lgI 2.因此0.6(lgI 2-lgI 1)=0.9,即lg I 2I 1=1.5.所以I 2I 1=101.5≈32. 因此,7.8级地震的相对能量程度约为6.9级地震的相对能量程度的32倍.拓展提升已知x 、y 、z >0,且lgx +lgy +lgz =0,求x 1lgy +1lgz ·y 1lgz+1lgx ·z 1lgx +1lgy的值. 活动:学生讨论、交流、思考,教师可以引导.大胆设想,运用对数的运算性质.由于所求的式子是三项积的形式,每一项都有指数,指数中又有对数,因此想到用对数的运算性质,如果能对所求式子取对数,那可能会好解决些,故想到用参数法,设所求式子的值为t.解:令x 1lgy +1lgz ·y 1lgz +1lgx ·z 1lgx +1lgy =t ,则lgt =(1lgy +1lgz )lgx +(1lgz +1lgx )lgy +(1lgx +1lgy)lgz =lgx lgy +lgx lgz +lgy lgz +lgy lgx +lgz lgx +lgz lgy =lgx +lgz lgy +lgx +lgy lgz +lgy +lgz lgx=-lgy lgy +-lgz lgz +-lgx lgx =-3,所以t =10-3=11 000即为所求. 课堂小结1.对数的运算法则.2.对数的运算法则的综合应用,特别是公式的逆向使用.3.对数与指数形式比较:作业课本本节练习B 1、2、3.设计感想在前面研究了对数概念的基础上,为了运算的方便,本节课我们借助指数的运算法则,推出了对数的运算法则,引导学生自己完成推导过程,加深对公式的理解和记忆,对运算性质的认识类比指数的运算法则来理解记忆,强化法则的使用条件,注意对数式中每一个字母的取值范围,由于它是以后学习对数函数的基础,所以安排教学时,要反复练习,加大练习的量,多结合信息化的教学手段,顺利完成本堂课的任务.备课资料[备选例题]例 已知a 、b 、c 均为正数,3a =4b =6c,求证:2a +1b =2c . 活动:学生思考观察,教师引导,及时评价学生的思考过程.从求证的结论看,解题的关键是设法把a 、b 、c 从连等号式中分离出来,为便于找出a 、b 、c 的关系,不妨设3a =4b =6c=k(k >0),则a 、b 、c 就可用这一变量k 表示出来,再结合对数的运算性质就可证得结论.证法一:设3a =4b =6c =k ,则k >0.由对数的定义得a =log 3k ,b =log 4k ,c =log 6k ,则左边=2a +1b =2log 3k +1log 4k=2log k 3+log k 4=log k 9+log k 4=log k 36,右边=2c =2log 6k =2log k 6=log k 36,所以2a +1b =2c. 证法二:对3a =4b =6c 同时两边取常用对数得lg3a =lg4b =lg6c,alg3=blg4=clg6.所以c a =lg3lg6=log 63,c b =lg4lg6=log 64.又2c a +c b=log 6(9×4)=2,所以2a +1b =2c. 点评:本题主要考查指数、对数的定义及其运算性质.灵活运用指数、对数的概念及性质解题,适时转化.(设计者:卢岩冰)第3课时 换底公式与自然对数导入新课 思路1.问题:你能根据对数的定义推导出下面的换底公式吗?a >0,且a≠1,c >0,且c≠1,b >0,log a b =log c b log c a.教师直接点出课题.思路 2.前两节课我们学习了以下内容:1.对数的定义及性质;2.对数恒等式;3.对数的运算性质及应用.我们能就同底数的对数进行运算,那么不同底数的对数集中在一起,如何解决呢?这就是本堂课的主要内容.教师板书课题.思路3.从对数的定义可以知道,任意不等于1的正数都可作为对数的底,数学史上,人们经过大量的努力,制作了常用对数表和自然对数表,只要通过查表就能求出任意正数的常用对数或自然对数,这样,如果能将其他底的对数转换为以10为底或以e 为底的对数就能方便地求出任意不等于1的正数为底的对数,那么,怎么转化呢?这就需要一个公式,即对数的换底公式,从而引出课题. 推进新课新知探究提出问题①已知lg2=0.301 0,lg3=0.477 1,求log 23的值.②根据①,如a>0,a≠1,你能用含a 的对数式来表示log 23吗?③更一般地,我们有log a b =log c b log c a,如何证明?④证明log a b =log c b log c a的依据是什么?⑤你能用自己的话概括出换底公式吗?⑥换底公式的意义是什么?有什么作用?⑦什么是自然对数,如何用计算器计算自然对数?活动:学生针对提出的问题,交流讨论,回顾所学,力求转化,教师适时指导,必要时提示学生解题的思路,给学生创造一个互动的学习环境,培养学生的创造性思维能力.对①目前还没有学习对数的换底公式,它们又不是同底,因此可考虑对数的定义,转化成方程来解;对②参考①的思路和结果的形式,借助对数的定义可以表示;对③借助①②的思路,利用对数的定义来证明;对④根据证明的过程来说明;对⑤抓住问题的实质,用准确的语言描述出来,一般是按照从左到右的形式;对⑥换底公式的意义就在于对数的底数变了,与我们的要求接近了;⑦自然对数与常用对数是两种特殊的对数,它们对科学研究和了解自然起了巨大的作用.讨论结果:①因为lg2=0.301 0,lg3=0.477 1,根据对数的定义,所以100.301 0=2,100.477 1=3. 不妨设log 23=x ,则2x =3,所以(100.301 0)x =100.477 1,100.301 0×x =100.477 1,即0.301 0x =0.477 1,x =0.477 10.301 0=lg3lg2.因此log 23=lg3lg2=0.477 10.301 0≈1.585 1. ②根据①我们看到,最后的结果是log 23用lg2与lg3表示,是通过对数的定义转化的,这就给我们以启发,本来是以2为底的对数转换成了以10为底的对数,不妨设log 23=x ,由对数定义知道,2x=3,两边都取以a 为底的对数,得log a 2x =log a 3,xlog a 2=log a 3,x =log a 3log a 2, 也就是log 23=log a 3log a 2. 这样log 23就表示成了以a 为底的3的对数与以a 为底的2的对数的商.③证明log a b =log c b log c a. 证明:设log a b =x ,由对数定义知道,a x =b ;两边取c 为底的对数,得log c a x =log c b xlog c a =log c b ;所以x =log c b log c a ,即log a b =log c b log c a. 一般地,log a b =log c b log c a(a >0,a≠1,b >0,c >0,c≠1)称为对数换底公式.④由③的证明过程来看,换底公式的证明要紧扣对数的定义,证明的依据是:若M >0,N >0,M =N ,则log a M =log a N.⑤一个数的对数,等于同一底数的真数的对数与底数的对数的商,这样就把一个对数变成了与原来对数的底数不同的两个对数的商. ⑥换底公式的意义就在于把对数式的底数改变,把不同底问题转化为同底问题,为使用运算法则创造条件,更方便化简求值.说明:我们使用的计算器中,“log”通常是常用对数,因此要使用计算器计算对数,一定要先用换底公式转化为常用对数.如log 23=lg3lg2, 即计算log 23的值的按键顺序为:“log”→“3”→“÷”→“log”→“2”→“=”.再如:在前面要求我国人口达到18亿的年份,就是要计算x =log 1.011813, 所以x =log 1.011813=lg 1813lg1.01=lg18-lg13lg1.01≈1.255 3-1.1390.043=32.883 7≈33年.可以看到运用对数换底公式,有时要方便得多.⑦在科学技术中,常常使用以无理数e =2.718 28…为底的对数.以e 为底的对数叫做自然对数.logeN 通常记作lnN.根据对数的换底公式,可以得到自然对数与常用对数的关系:lnN =lgN lge ≈lgN 0.434 3,即lnN≈2.302 6 lgN.用科学计算器可直接求自然对数.例如,求ln34(精确到0.000 1),可用科学计算器计算如下:所以ln34≈3.526 4.应用示例思路1 例1求下列各式的值: (1)log 89·log 2732的值;(2)ln1.解:(1)log 89·log 2732=lg9lg8×lg32lg27=2lg33lg2×5lg23lg3=23×53=109. (2)因为e 0=1,所以ln1=0.例2 (1)求证:log x ylog y z =log x z.证明:因为log x ylog y z =log x y log x z log x y =log x z ,所以log x ylog y z =log x z.(2)求证:log an b n=log a b.证明:因为log an b n =log a b n log a a n =nlog a b nlog a a=log a b ,所以log an b n =log a b. 点评:本题的结论可作为公式直接应用.思路2例1 (1)已知log 23=a ,log 37=b ,用a 、b 表示log 4256.(2)若log 83=p ,log 35=q ,求lg5.活动:学生交流,展示自己的思维过程,教师对学生的表现及时评价,要注意转化.利用对数运算性质法则和换底公式进行化简,然后再表示.对(1)据题目的特点,底数不同,所以考虑把底数统一起来,再利用对数的运算性质化简.对(2)利用换底公式把底数统一起来,再灵活利用对数的运算性质解决.解:(1)因为log 23=a ,则1a=log 32, 又因为log 37=b ,所以log 4256=log 356log 342=log 37+3·log 32log 37+log 32+1=ab +3ab +a +1. (2)因为log 83=p ,即log 233=p ,所以log 23=3p.所以log 32=13p. 又因为log 35=q ,所以lg5=log 35log 310=log 35log 32+log 35=3pq 1+3pq. 点评:本题是条件问题,要充分考虑到条件与结论的关系,更要灵活运用对数的换底公式和运算性质.例2设x 、y 、z∈(0,+∞),且3x =4y =6z .(1)求证:1x +12y =1z;(2)比较3x 、4y 、6z 的大小. 活动:学生观察,积极思考,尽量把所学知识与题目结合起来,教师及时提示引导.(1)利用对数的定义把x 、y 、z 表示出来,根据对数的定义把3x =4y =6z 转化为指数式,求出x 、y 、z ,然后计算.(2)在(1)的基础上利用中间量,作差比较,利用对数的运算性质进行比较.(1)证明:设3x =4y =6z =k ,因为x 、y 、z∈(0,+∞),所以k >1.取对数,得x =lgk lg3,y =lgk lg4,z =lgk lg6, 所以1x +12y =lg3lgk +lg42lgk =2lg3+lg42lgk =2lg3+2lg22lgk =lg6lgk =1z, 即1x +12y =1z. (2)解:因为3x -4y =(3lg3-4lg4)lgk =lg64-lg81lg3·lg4lgk =lgk·l g 6481lg3·lg4<0,所以3x <4y.又因为4y -6z =(4lg4-6lg6)lgk =lg36-lg64lg2·lg6lgk =lgk·l g 916lg2·lg6<0, 所以4y <6z.所以3x <4y <6z.点评:如果题目中有指数式,常根据对数的定义转化为对数式,有对数式常根据对数的定义转化为指数式,比较大小常用作差,如果是几个数比较大小,有时采用中间量法,要具体情况具体分析. 例3已知log a x =log a c +b ,求x.活动:学生讨论,教师指导,教师提问,学生回答,教师对解题中出现的问题及时处理.把对数式转化为指数式求解,或把b 转化为对数形式利用对数的运算性质来解.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 变为对数形式来解.解法一:由对数定义,可知x =a logac +b =a logac ·a b =c·a b. 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 , 所以x =c·a b.解法三:因为b =log a a b ,所以log a x =log a c +log a a b =log a c·a b . 所以x =c·a b .点评:利用对数定义进行指数式与对数式的互化对解题起到关键作用.知能训练(1)已知lg2=a ,lg3=b ,则lg12lg15等于( ) A.2a +b 1+a +b B.a +2b 1+a +bC.2a +b 1-a +bD.a +2b 1-a +b(2)已知2lg(x -2y)=lgx +lgy ,则x y的值为( ) A .1 B .4C .1或4D .4或-1(3)若3a=2,则log 38-2log 36=__________.(4)lg12.5-lg 58+lg0.5=__________. 答案:(1)C (2)B (3)a -2 (4)1 拓展提升探究换底公式的其他证明方法:活动:学生讨论、交流、思考,教师可以引导:大胆设想,运用对数的定义及运算性质和指数幂的运算性质.证法一:设log a N =x ,则a x=N ,两边取以c(c >0且c≠1)为底的对数,得log c a x =log c N ,所以xlog c a =log c N ,即x =log c N log c a. 故log a N =log c N log c a .证法二:由对数恒等式,得N =alog a N ,两边取以c(c >0且c≠1)为底的对数,得log c N =log a N·log c a ,所以log a N =log c N log c a. 证法三:令log c a =m ,log a N =n ,则a =c m ,N =a n ,所以N =(c m )n=c mn .两边取以c(c >0且c≠1)为底的对数,得mn =log c N ,所以n =log c N m ,即log a N =log c N log c a. 对数换底公式的应用:换底公式log a N =log c N log c a(c >0且c≠1,a >0且a≠1,N >0)的应用包括两个方面,即由左端到右端的应用和由右端到左端的应用.前者较为容易,而后者则易被学生忽视,因此,教学时应重视后者的用法,下面仅就后者举例说明:例:化简:log a M log a N +log b M log b N +log c M log c N +log d M log d N. 解:原式=log N M +log N M +log N M +log N M =4log N M. 课堂小结1.对数换底公式.2.换底公式可用于对数式的化简、求值或证明.若对数式的底数和真数可转化成同底数的幂的形式,则该幂底数可被选作换底公式的底数,也可把对数式转化成以10为底的常用对数或以任意数a(a >0且a≠1)为底的对数式的形式,进行化简、求值或证明. 作业1.已知271log 17=a ,31log 15=b ,求log 81175的值. 解:因为271log 17=log 277=13log 37=a , 所以log 37=3a. 又因为31log 15=log 35=b , 所以log 81175=14log 325×7=14(log 325+log 37)=14(2log 35+log 37)=3a +2b 4. 2.求证:(log 23+log 49+log 827+…+log 2n 3n )log 9n 32=52. 证明:左边=(log 23+log 49+log 827+…+log 2n 3n )log 9n 32=nlog 23·1n log 332=log 23·52log 32=52=右边. 设计感想本堂课主要是学习对数的换底公式,它在以后的学习中有着非常重要的应用,由于对数的运算法则是在同底的基础上,因此利用对数换底公式把不同底数的对数转化为同底显得非常重要,有时也可以逆用对数的换底公式达到我们的目的,特别是实际问题的应用更为广泛,因此要反复训练,强化记忆,所以设计了大量的例题与练习,授课时要加快速度,激发学生学习的兴趣,多运用多媒体的教学手段.备课资料。
3.2.2 对数函数1.函数y =log2x -2的定义域是( )A .(3,+∞)B .[3,+∞)C .(4,+∞)D .[4,+∞)2.函数f(x)=|log 2x|的图象是( )3.设a =0.3-2,b =log 0.34,c =log 43,则a 、b 、c 的大小关系是( )A .a <b <cB .a <c <bC .c <b <aD .b <c <a4.函数f(x)=log (a -1)x 是减函数,则a 的取值范围是________. 5.若a>0且a≠1,则函数y =log a (x -1)-1的图象恒过点________.1.函数f(x)=log 2x +2x -1的零点必落在区间( )A .(18,14)B .(14,12)C .(12,1)D .(1,2)2.当a>1时,在同一坐标系中,函数y =a -x与y =log a x 的图象是下列选项中的( )3.对数函数y =log a x 的图象,已知a 的值分别取3,43,35,110,则相应于C 1,C 2,C 3,C 4的a 值依次是( )4.已知log a 12<1,那么a 的取值范围为________.5.若不等式log a (x +3)<log a (x -2)成立,则x 的取值范围为________,a 的取值范围为________.6.若a 2>b>a>1,试比较log a a b ,log b b a,log b a ,log a b 的大小.7.若0<log a (a +1)<log a (2a -1),求a 的取值范围.1.函数y =(lgx)2-lgx2-3的定义域为…( )A .[0,110)∪(1 000,+∞)B .(0,110]∪[1 000,+∞)C .(-∞,110]∪[1 000,+∞)D .(-∞,110)∪(1 000,+∞)2.设a>1,函数f(x)=log a x 在区间[a,2a]上的最大值与最小值之差为12,则a 等于( )A. 2 B .2 C .2 2 D .43.设函数f(x)=log a x(a >0,且a≠1),若f(x 1·x 2·…·x 2 007)=8,则f(x21)+f(x22)+…+f(x22 007)的值等于( )A .4B .8C .16D .2log a 84.下列四个函数中,图象如图所示的只能是( )A .y =x +lgxB .y =x -lgxC .y =-x +lgxD .y =-x -lgx5.若0<a<1,下列不等式中:(1)0.8a <0.7a ;(2)a 0.8<a 0.9;(3)log a 0.8<log a 0.9;(4)0.8lga <0.7lga,一定成立的是________.6.已知函数y =f(2x)的定义域为[-1,1],则函数y =f(log 2x)的定义域为________.7.已知log m 7<log n 7<0,则m ,n,1,0间的大小关系为________.8.求函数f(x)=-(log 12x)2-log 14x +5在2≤x≤4范围内的最值.9.已知函数f(x)=lg(ax 2+2x +1).(1)若f(x)的定义域为R ,求实数a 的取值范围; (2)若f(x)的值域为R ,求实数a 的取值范围.10.已知函数f(x)=log a (a x-1)(a>0,a≠1).(1)求f(x)的定义域;(2)当x 为何值时,函数值大于1?答案与解析课前预习1.D 要使函数有意义,需log 2x -2≥0,即log 2x≥2=log 24,∴x≥4.2.A f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧log2x ,x≥1,-log2x ,0<x<1,只需把函数y =log 2x 的图象x 轴下方的部分翻折到x 轴上方即可.3.D a =0.3-2=10.32=1009>1;b =log 0.34<0;c =log 43∈(0,1),∴b<c<a.4.1<a<2 由题意知0<a -1<1,∴1<a<2.5.(2,-1) 由函数y =log a x 的图象过(1,0)点可知,当x -1=1,即x =2时,y =-1.课堂巩固1.C 由题意可得f(14)=log 214+2×14-1=-52<0,f(12)=log 212+2×12-1=-1<0,f(1)=log 21+2×1-1=1>0,∴零点在区间(12,1)内.2.A 因为a>1,所以0<1a <1,而a -x =(1a)x ,故y =a -x为减函数,y =log a x 为增函数.3.A ∵当a>1时,图象上升;0<a<1时,图象下降,又当a>1时,a 越大,图象向右越靠近于x 轴;0<a<1时,a 越小,图象向右越靠近于x 轴;由此可知答案为A 项. 点评:此题可在坐标系中作出直线y =1,与各图象各有1个交点,从左往右,底数逐渐增大.4.0<a<12或a>1 由log a 12<1=log a a ,得当a>1时,a>12,∴a>1;当0<a<1时,a<12,∴0<a<12.综上,可得0<a<12或a>1.5.x>2 0<a<1 由⎩⎪⎨⎪⎧x +3>0,x -2>0,得x>2.又x +3>x -2,而log a (x +3)<log a (x -2),∴0<a<1.6.解:∵b>a>1,∴0<ab<1.∴log a a b <0,log b ba∈(0,1),log b a∈(0,1).又a>b a >1,且b>1,∴log b ba<log b a.而log a b>log a a =1, ∴log a a b <log b ba<log b a<log a b.点评:比较两个对数式的值的大小,如果是同底的对数式则可根据函数的单调性来确定,如果不是同底的对数式,一种途径是化为同底的对数式,另一种途径是利用函数的图象来确定对数式值的范围来判断.7.解:由题意知:若a>1,则1<a +1<2a -1,∴a>2.若0<a<1,则1>a +1>2a -1>0,解集为∅.综上所述,a>2.点评:①对数函数中的底数要分a>1和0<a<1两种情况;②逆向思维是数学中常用的方法. 课后检测1.B 要使函数有意义,必须且只需⎩⎪⎨⎪⎧x>0,(lgx)2-lgx2-3≥0,解得0<x≤110或x≥1000.2.D ∵a>1,∴f(x)=log a x 在[a,2a]上为增函数,∴log a 2a -log a a =12.∴log a 2=12=log a a 12.∴a 12=2.∴a=4.3.C ∵f(x )=log a x ,∴f(x 21)+f(x22)+…+f(x22 007)=2f(x 1)+2f(x 2)+…+2f(x 2007)=2[f(x 1)+f(x 2)+…+f(x 2 007)]=2f(x 1·x 2·…·x 2 007)=2×8=16.4.B ∵A、D 是单调函数,∴不正确;不妨取x =10,∵C 中的y =-10+lg10=-9<0,∴C 不正确.5.(4) ∵0.8a 0.7a =(87)a >1,∴0.8a >0.7a.∴(1)式不成立;由指数函数y =a x(0<a<1)和对数函数y =log a x(0<a<1)的单调性知(2)(3)不成立;∵0<a<1,∴lga<0,则0.8lga 0.7lga =(87)lga<1.∴(4)成立.6.[2,4] ∵-1≤x≤1,∴12≤2x≤2.∴f(x)的定义域为[12,2].∴12≤log 2x≤2,即log 22≤log 2x≤log 24.∴2≤x≤4.7.0<n<m<1∵log m 7<log n 7<0,∴0>log 7m>log 7n.又y =log 7x 在(0,1)内递增,∴0<n<m<1.8.解:f(x)=-(log 12x)2-12log 12x +5,令t =log 12x ,则-2≤t≤-1.∴y=g(t)=-t 2-12t +5=-(t +14)2+8116(-2≤t≤-1).∴y max =g(-1)=92,y min =g(-2)=2.9.解:令μ(x)=ax 2+2x +1.(1)要使f(x)的定义域为R ,只需使μ(x)=ax 2+2x +1的值恒为正值,∴⎩⎪⎨⎪⎧a>0,Δ=4-4a<0.解得a>1.(2)若f(x)的值域为R ,则要求μ(x)=ax 2+2x +1的值域包括(0,+∞).当a<0时,μ(x)存在最大值,不合题意;当a =0时,μ(x)=2x +1∈R 成立;当a>0时,μ(x)=ax 2+2x +1要包括(0,+∞),需⎩⎪⎨⎪⎧a>0,Δ=4-4a≥0. 解得0<a≤1.综上所述,a 的取值范围是{a|0≤a≤1}.10.解:(1)a x -1>0,∴a x>1.①当0<a<1时,x<0,定义域为(-∞,0). ②当a>1时,x>0,定义域为(0,+∞).(2)①当0<a<1时,log a (a x-1)>1,则0<a x -1<a ,即1<a x<1+a ,∴log a (1+a)<x<0.②当a>1时,log a (a x-1)>1,则a x -1>a ,即a x>1+a ,∴x>log a (1+a).。