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4.3 对数
4.3.1 对数的概念
一、问题引入
在4.2.1的问题1中,我们知道指数函数 表示经过x年后景区的游客人次为2001年的y倍。
问题1:3年后景区游客人数是2001年的几倍?
问题2:多少年后景区的游客人次为2001年的2倍、3倍?
归纳:已知底数和幂的值,求指数,这就是本节课要学的对数。
二、探索新知
一般地,如果 那么数x叫做以a为底N的对数(logarithm)记作
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
对数是一个数!
底数
幂
真数
指数
对数
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,
例如:
由指数和对数的关系可以得到:
负数和0没有对数;
logaa=1, loga1=0.
在ax=N 中, x =logaN,则有
------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 简记作 .
自然对数:
在科学技术中常常使用以无理数e=2.71828……
为底的对数,以e为底的对数叫自然对数。
并且把 简记作 。
例1.将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
解:
三、应用举例
例2.求下列各式中x的值:
(1)
(2)
(3)
(4)
解:
(1)因为
所以
(2)因为
所以
(3)因为
所以
于是
(4)因为
所以
于是
4.求log(1-2x)(3x+2)中的x的取值范围.
1.本节课你学习了哪些基本知识?
对数的定义和性质
2.本节课你学会了哪些思想方法
四、课堂小结
4.3.2对 数 与 对 数 运 算
对数源于指数,对数和指数式怎样互化的?
一、问题引入
指数与对数都是一种运算,而且它们互为逆运算,指数运算有一系列性质,那么对数运算有那些性质呢?
将指数式 化为对数式,
结合指数的运算性质能否将
化为对数式?
它们之间有何关系?
试一试:由
得:
由
得
从而得出
二、探究新知
探究一:
探究二:结合前面的推导,由指数式
又能得到什么样的结论?
试一试:由
得
试一试:由
得
又能得到什么样的结论?
探究三:结合前面的推导,由指数式
积、商、幂的对数运算法则:
三、归纳新知
思考:当M>0,N>0时,loga(M+N)=logaM+logaN,
loga(MN)=logaM·logaN是否成立?
上述关于对数运算的三个基本性质如何用文字语言描述?
两数积的对数,等于各数的对数的和;
两数商的对数,等于被除数的对数减去除数的对数;
幂的对数等于幂指数乘以底数的对数.
小练:求下列各式的值:
(4)
(2)
(3)
(1)
四、例析
例4.计算:
(1)
= 5+14 = 19
解:
例5计算:
解法一:
解法二:
“收”
“拆”
(a>0,且a≠1; c>0,且c≠1; b>0)
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,只有通过查表就能求出任意正数的常用对数或自然对数。现在,利用计算器,也可以直接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或e为底的对数,就能方便地求出这些对数。
换底公式
重要变形:
还可以变形,得
例4 计算:
1. 求值
练习:
例6 尽管目前人类还无法准确预报地震,但科学家通过研究,已经对地震有所了解,例如,地震时释放出的能量(单位:焦耳)与地震里氏震级M之间的关系为
2011年3月11日,日本东北部海域发生里氏9.0级地震,它所释放出来的能量是2008年5月12日我国汶川发生里氏8.0级地震的多少倍(精确到1)?