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4.2.1 对数的概念
第4章 §4.2 对 数
学习目标
1.了解对数、常用对数、自然对数的概念.
2.会进行对数式与指数式的互化.
3.会求简单的对数值.
导语
我们知道若2x=4,则x=2;若3x=81,则x=4;若 =128,则
x=-7等等这些方程,我们可以轻松求出x的值,但对于2x=3,1.11x=2,10x=5等这样的指数方程,你能求出方程的解吗?为了解决这个问题,早在18世纪的欧拉为我们提供了解决问题的方案,这节课我们就一起来看看如何解决这一问题的.
课时对点练
一、指数式与对数式的互化
二、对数的计算
三、利用对数的性质求值
随堂演练
内容索引
指数式与对数式的互化
一
知识梳理
1.一般地,如果ab=N(a>0,a≠1),那么就称b是以a为底N的对数,记作_________,其中,a叫作对数的 ,N叫作 .如图所示:
底数
真数
logaN=b
2.两类特殊对数
(1)通常将以10为底的对数称为常用对数,对数log10N简记为lg N.
(2)以无理数e=2.718 28…为底的对数称为自然对数,正数N的自然对数logeN一般简记为ln N.
(1)对数是由指数转化而来,则底数a、指数或对数x、幂或真数N的范围不变,只是位置和名称发生了变换,即在对数式中,a>0,且a≠1,N>0.
(2)logaN的读法:以a为底N的对数.
注意点:
将下列对数式化成指数式或将指数式转化为对数式:
(1)33=27;
例1
∵33=27,∴log327=3.
(2) =-3;
∵ =-3,
(3)5a=16;
∵5a=16,∴log516=a.
(4)log5a=20.
∵log5a=20,∴520=a.
指数式与对数式互化的思路
(1)指数式化为对数式:将指数式的幂作为真数,指数作为对数,底数不变,写出对数式.
(2)对数式化为指数式:将对数式的真数作为幂,对数作为指数,底数不变,写出指数式.
反思感悟
将下列对数式化成指数式或将指数式转化为对数式:
跟踪训练1
(3)
(4) =-6(x>0,且x≠1).
对数的计算
二
(1)求下列各式的值.
①log981=____;
例2
设log981=x,所以9x=81=92,
故x=2,即log981=2.
2
②log0.41=____;
0
设log0.41=x,所以0.4x=1=0.40,
故x=0,即log0.41=0.
③ln e2=____.
设ln e2=x,
所以ex=e2,故x=2,即ln e2=2.
2
(2)求下列各式中x的值.
得
②logx16=-4.
由logx16=-4,得x-4=16,
对数式中求值的基本思想和方法
(1)基本思想
在一定条件下求对数的值,或求对数式中参数字母的值,要注意利用方程思想求解.
(2)基本方法
①将对数式化为指数式,构建方程转化为指数问题.
②利用幂的运算性质和指数的性质计算.
反思感悟
求下列各式的值:
(1)log28;
跟踪训练2
设log28=x,则2x=8=23.
∴x=3.∴log28=3.
(3)ln e;
设ln e=x,则ex=e,
∴x=1,∴ln e=1.
(4)lg 1.
设lg 1=x,则10x=1=100,
∴x=0,∴lg 1=0.
利用对数的性质求值
三
问题 你能把20=1,21=2,log2x=log2x化成对数式或指数式吗?
提示 log21=0;log22=1; =x.
知识梳理
对数的性质
(1)loga1= (a>0,a≠1).
(2)logaa= (a>0,a≠1).
(3)零和负数 .
(4)对数恒等式: = ;
logaax= (a>0,a≠1,N>0).
0
1
没有对数
N
x
求下列各式中x的值:
(1)log2(log5x)=0;
例3
∵log2(log5x)=0,
∴log5x=20=1,
∴x=51=5.
(2)log3(lg x)=1;
∵log3(lg x)=1,
∴lg x=31=3,
∴x=103=1 000.
(3)x= .
利用对数的性质求值的方法
(1)求解此类问题时,应根据对数的两个结论loga1=0和logaa=1(a>0且a≠1),进行变形求解,若已知对数值求真数,则可将其化为指数式运算.
(2)已知多重对数式的值,求变量值,应从外到内求,逐步脱去“log ”后再求解.
反思感悟
求下列各式中x的值.
(1)log8[log7(log2x)]=0;
跟踪训练3
由log8[log7(log2x)]=0,
得log7(log2x)=1,即log2x=7,∴x=27.
(2)log2[log3(log2x)]=1.
由log2[log3(log2x)]=1,
得log3(log2x)=2,
∴log2x=32=9,∴x=29.
课堂
小结
1.知识清单:
(1)对数的概念.
(2)自然对数、常用对数.
(3)指数式与对数式的互化.
(4)对数的性质.
2.方法归纳:转化思想、方程思想.
3.常见误区:易忽视对数式中底数与真数的范围.
随堂演练
1.(多选)下列说法正确的有
A.只有正数有对数
B.任何一个指数式都可以化成对数式
C.以5为底25的对数等于2
D. =a成立
√
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2
3
4
√
B错误,如(-2)2=4就不能化成对数式,
D错误,对数式的真数a应大于0.
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2.2-3= 化为对数式为
A. =-3 B. =2
C. =-3 D.log2(-3)=
√
根据对数的定义知选C.
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3.已知log8x= ,则x=____.
4
1
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3
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4.计算:3log22+2log31-3log77+3ln 1=____.
原式=3×1+2×0-3×1+3×0=0.
0
课时对点练
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基础巩固
1.lg 10 000等于
A.1 B.2
C.3 D.4
√
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2.已知logx16=2,则x等于
A.4 B.±4
C.256 D.2
√
logx16=2改写成指数式为x2=16,但x作为对数的底数,必须取正值,∴x=4.
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3.方程 的解是
√
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4.(多选)下列等式正确的有
A.lg(lg 10)=0 B.lg(ln e)=0
C.若lg x=10,则x=10 D.若ln x=e,则x=e2
√
A项,lg(lg 10)=lg 1=0;
B项,lg(ln e)=lg 1=0;
C项,若lg x=10,则x=1010;
D项,若ln x=e,则x=ee.
√
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所以am+2n=am×a2n=am×(an)2
√
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6.青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量.通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L和小数记录法的数据V满足L=5+lg V.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.8,则其视力的小数记录法的数据约为( ≈1.3)
A.1.5 B.1.2
C.0.8 D.0.6
√
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由L=5+lg V,L=4.8,
得lg V=-0.2,
所以其视力的小数记录法的数据约为0.6.
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7.已知log5[log3(log2x)]=0,则x=____,x =______.
8
∵log5[log3(log2x)]=0,
∴log3(log2x)=1,
∴log2x=3,∴x=23=8,
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8.若a=lg 2,b=lg 3,则 的值为_____.
∵a=lg 2,∴10a=2.∵b=lg 3,
∴10b=3.
∴
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9.将下列指数式、对数式互化.
(1)35=243;
log3243=5.
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(3) ;
(4)log2128=7.
27=128.
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10.若 =m, =m+2,求 的值.
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综合运用
11. -lg 0.01+ln e3等于
A.14 B.0 C.1 D.6
√
-lg 0.01+ln e3=4- - +3=4-32-(-2)+3=0.
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12.已知x2+y2-4x-2y+5=0,则logx(yx)的值是
A.1 B.0 C.x D.y
√
由x2+y2-4x-2y+5=0,
则(x-2)2+(y-1)2=0,∴x=2,y=1,
∴logx(yx)=log2(12)=0.
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13.若log(1-x)(1+x)2=1,则x=______.
由log(1-x)(1+x)2=1,
得(1+x)2=1-x,
∴x2+3x=0,∴x=0或x=-3.
-3
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14.若x满足(log2x)2-2log2x-3=0,则x=________.
设t=log2x,则原方程可化为t2-2t-3=0,
解得t=3或t=-1,所以log2x=3或log2x=-1,
所以x=23=8或x=2-1= .
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拓广探究
15.若a>0, ,则 等于
A.2 B.3 C.4 D.5
√
因为 ,a>0,所以a= ,
设 =x,所以 =a.所以x=3.
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16.已知x=log23,求 的值.