4.3.1 对数的概念
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4.3.1 对数的概念【引入】1.庄子曰:一尺之棰,日取其半,万世不竭.(1)取5次,还有多长?(2)取多少次,还有0.125尺?2.细胞分裂问题,经过几次分裂后细胞的个数为4 096个?2x=4 096.【新课】一、对数的概念一般地,如果a (a>0且a≠1)的b次幂等于N,即a b=N,那么幂指数b叫做以a为底N的对数.“以a为底N的对数b”记作b=log a N (a>0且a≠1),其中a叫做对数的底数,N叫做真数.注意:(1) 底数的限制:a>0且a≠1;(2)对数的书写格式;(3)对数的真数大于零.二、对数式与指数式的关系由对数的定义可知,a b=N与b=log a N两个等式所表示的是a,b,N三个量之间的同一关系的两种不同表示形式.例如:32=9⇔2=log39.对数式与指数式的互化:a b=N ⇔b=log a N练习1(1) 将下列指数式写成对数式:22=4;62=36;7.60=1;34=81.(2) 将下列对数式写成指数式:log39=2;log416=2;log5125=3;log749=2.练习2 将下列指数式写成对数式 ( 其中 a >0且 a ≠1):21=2; a 1=a ;60=1; a 0=1.三、对数的性质(1) log a a =1,即底数的对数等于1;(2) log a 1=0,即1的对数等于零;(3) 0和负数没有对数.例1 求log 22,log 21,log 216,log 212. 解 (1) 因为 21=2,所以 log 22=1;(2) 因为 20=1,所以 log 21=0;(3) 因为 24=16,所以 log 216=4;(4) 因为 2-1=12,所以 log 212=-1. 四、常用对数以10为底的对数叫做常用对数.为了简便,log 10N 简记作 lg N . 例2 求lg 10,lg 100,lg 0.01.解 (1) 因为 101=10,所以 lg10=1;(2) 因为 102=100,所以 lg100=2;(3) 因为 10-2=0.01,所以lg0.01=-2.例 3 利用计算器求对数(精确到0.000 1).lg2 001; lg0.618;lg0.004; lg396.5.练习3 求下列各式的值(1) lg1+lg10+lg100;(2) lg0.1+lg0.01+lg0.001.【小结】一、对数二、指数式与对数式的关系式a b =N b =log a N三、常用对数以10为底的对数叫做常用对数,简记作 lg N .。
4.3.1 对数的概念(一)教材梳理填空 (1)对数的概念一般地,如果a x =N (a >0,且a ≠1),那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作x =log a N ,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.(2)对数的基本性质①当a >0,且a ≠1时,a x =N ⇔x =log a N . ②负数和0没有对数.③特殊值:1的对数是0,即log a 1=0(a >0,且a ≠1);底数的对数是1,即log a a =1(a >0,且a ≠1).(3)常用对数与自然对数名称 定义记法 常用对数 以10为底的对数叫做常用对数lg_N 自然对数 以无理数e =2.718 28…为底的对数称为自然对数ln_N(二)基本知能小试 1.判断正误(1)因为(-2)2=4,所以2=log (-2)4.( ) (2)log a N 是log a 与N 的乘积( )(3)使对数log 2(-2a +1)有意义的a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-∞,12.( ) 2.若a 2=M (a >0且a ≠1),则有( ) A .log 2M =a B .log a M =2 C .log a 2=MD .log 2a =M3.log 21+log 22=( ) A .3 B .2 C .1D .0 4.已知log 32x -15=0,则x =________.题型一指数式与对数式的互化[学透用活](1)对数的概念的实质是指数式化为对数式,关键是弄清指数式各部分的“去向”:(2)定义中规定a>0,且a≠1.理由:①当a<0且N为某些数值时,x不存在,如式子(-2)x=3没有实数解,所以log(-2)3不存在,因此,规定a不能小于0.由指数函数的定义也可知a不能小于0.②当a=0,且N≠0时,log a N不存在;当a=0,且N=0时,x可取无数个值,因此规定a≠0.③当a=1,且N不为1时,x不存在;而a=1且N=1时,x可以为任何实数,因此规定a≠1.[典例1]将下列对数形式化成指数形式或将指数形式转化为对数形式:(1)33=27;(2)log128=-3;(3)⎝⎛⎭⎫14-2=16;(4)lg 1 000=3.[对点练清]1.3b=5化为对数式是()A.log b3=5B.log35=b C.log5b=3 D.log53=b 2.下列指数式与对数式互化不正确的一组是() A.100=1与lg 1=0B.27-13=13与log2713=-13C.log39=2与912=3D.log55=1与51=5题型二对数的计算[学透用活][典例2]求下列各式的值.(1)log1381;(2)lg 0.000 1;(3)log(5-2)(5+2).求对数式log a N的值的步骤[对点练清]1.求下列对数的值:(1)log 28;(2)log 919;(3)ln e ;(4)lg 1.2.求下列各式中x 的值:(1)⎝⎛⎭⎫13x =5;(2)log 64x =-23;(3)log x 8=6;(4)lg 100=x .题型三 对数的性质及对数恒等式[学透用活][典例3] 求下列各式中x 的值: (1)log 2(log 5x )=0; (2)log 3(lg x )=1; (3)log 3(log 4(log 5x ))=0.[对点练清]1.[变条件]本例(3)中若将“log 3(log 4(log 5x ))=0”改为“log 3(log 4(log 5x ))=1”,又如何求解x 呢?2.[变设问]在本例(3)条件下,计算625log x 3的值.3.[变条件]本例(3)中若将“log 3(log 4(log 5x ))=0”改为“3log 3(log 4(log 5x ))=1”,又如何求解x 呢?[课堂一刻钟巩固训练]一、基础经典题1.已知log x 16=2,则x 等于( ) A .4B .±4C .256D .22.2-3=18化为对数式为( )A .log 182=-3B .log 18(-3)=2C .log 218=-3D .log 2(-3)=183.求值:lg 1 000=________;lg 0.001=________. 4.已知log 2x =3,则x -12=________.二、创新应用题5.先将下列式子改写成指数式,再求各式中x 的值.[课下双层级演练过关] A 级——学考水平达标练1.若a >0,且a ≠1,c >0,则将a b =c 化为对数式为( ) A .log a b =c B .log a c =b C .log b c =aD .log c a =b2.若对数log (2a -1)(6-2a )有意义,则实数a 的取值范围为( ) A .(-∞,3) B.⎝⎛⎭⎫12,3 C.⎝⎛⎭⎫12,1∪(1,+∞)D.⎝⎛⎭⎫12,1∪(1,3)3.若log x 7y =z ,则x ,y ,z 之间满足( ) A .y 7=x z B .y =x 7z C .y =7x zD .y =z 7x4.对于a >0,且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 .①③ B .②④ C .②D .①②③④5.(2018·河北辛集中学高一期中)若x log 23=1,则3x +9x 的值为( ) A .6 B .3 C .52D .126.若a =log 43,则2a +2-a =________. 7.若a =lg 2,b =lg 3,则1002b a 的值为________.8.给出下列各式:①lg(lg 10)=0;②lg(ln e)=0;③若10=lg x ,则x =10;④由log 25x =12,得x =±5. 其中,正确的是________(把正确的序号都填上). 9.将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式. (1)53=125; (2)4-2=116; (3)log 3127=-3. 10.若log 12x =m ,log 14y =m +2,求x 2y的值.B 级——高考水平高分练1.已知log 7[log 3(log 2x )]=0,那么x -12等于( ) A.13 B.36 C.24D.332.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-log 2(x +1),x ≥0,2x -1,x <0,则f (f (3))=________.3.已知log 2(log 3(log 4x ))=0,且log 4(log 2y )=1.求x ·y 34的值.4.分贝是计量声音强度相对大小的单位.物理学家引入了声压级(spl)来描述声音的大小:把一很小的声压P 0=2×10-5 帕作为参考声压,把所要测量的声压P 与参考声压P 0的比值取常用对数后乘以20得到的数值称为声压级.声压级是听力学中最重要的参数之一,单位是分贝(dB).分贝值在60以下为无害区,60~110为过渡区,110以上为有害区.(1)根据上述材料,列出分贝y 与声压P 的函数关系式;(2)某地声压P =0.002帕,试问该地为以上所说的什么区,声音环境是否优良?。