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新人教A版新教材学高中数学必修第一册第四章指数函数与对数函数对数的概念教案

2023-01-01 来源:客趣旅游网
 考点 学习目标 了解对数、常用对数、自然对数的概念, 对数 会用对数的定义进行对数式与指数式的互化 对数的基本性质

问题导学

预习教材P122—P123,并思考以下问题: 1.对数的概念是什么?

2.对数式中底数和真数分别有什么限制? 3.什么是常用对数和自然对数?

1.对数的概念

一般地,如果ax=N(a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.

■名师点拨

logaN是一个数,是一种取对数的运算,结果仍是一个数,不可分开书写. 2.对数式与指数式的关系

理解和掌握对数的性质,会求简单的对数值 数学运算 数学抽象、数学运算 核心素养

3.常用对数与自然对数

4.对数的基本性质

(1)负数和0没有对数.

(2)loga1=0(a>0,且a≠1). (3)logaa=1(a>0,且a≠1).

判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)对数log39和log93的意义一样.( )

(2)(—2)3=—8可化为log(—2)(—8)=3.( ) (3)对数运算的实质是求幂指数.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√

若a2=M(a>0且a≠1),则有( ) A.log2M=a B.logaM=2 C.loga2=M D.log2a=M 答案:B

把对数式loga49=2写成指数式为( ) A.a49=2 C.492=a 答案:D

log3错误!=0,则x=________. 答案:3

B.2a=49 D.a2=49

指数式与对数式的互化

将下列指数式与对数式互化: (1)ea=16;

(2)64—错误!=错误!; (3)log39=2;

(4)logxy=z(x>0且x≠1,y>0). 【解】 (1)loge16=a,即ln 16=a. (2)log64错误!=—错误!. (3)32=9. (4)xz=y. 错误!

将下列指数式与对数式互化:

(1)log216=4; (2)log错误!27=—3; (3)43=64; (4)错误!错误!=16. 解:(1)由log216=4可得24=16.

(2)由log错误!27=—3可得错误!错误!=27. (3)由43=64可得log464=3.

(4)由错误!错误!=16可得log错误!16=—2.

利用对数式与指数式的关系求值

求下列各式中x的值:

(1)log27x=—错误!; (2)logx16=—4; (3)lg 错误!=x; (4)—ln e—3=x. 【解】 (1)因为log27x=—错误!,

所以x=27—错误!=(33)—错误!=3—2=错误!. (2)因为logx16=—4,

所以x—4=16, 即x—4=24.

所以错误!错误!=24, 所以错误!=2,即x=错误!. (3)因为lg 错误!=x, 所以10x=10—3, 所以x=—3.

(4)因为—ln e—3=x, 所以—x=ln e—3, 即e—x=e—3, 所以x=3. 错误!

求对数式logaN(a>0,且a≠1,N>0)的值的步骤

(1)设logaN=m.

(2)将logaN=m写成指数式am=N.

(3)将N写成以a为底的指数幂N=ab,则m=b,即logaN=b.

求下列各式的值:

(1)log525;(2)log2错误!;(3)lg 1 000;(4)lg 0.001. 解:(1)设x=log525,则5x=25=52, 所以x=2,即log525=2.

(2)设x=log2错误!,则2x=错误!=2—4,所以x=—4, 即log2错误!=—4.

(3)设x=lg 1 000,则10x=1 000=103, 所以x=3, 即lg 1 000=3.

(4)设x=lg 0.001,则10x=0.001=10—3,所以x=—3,即lg 0.001=—3.

利用对数的性质求值

求下列各式中x的值: (1)log3(lg x)=1; (2)log3[log4(log5x)]=0. 【解】 (1)因为log3(lg x)=1, 所以lg x=31=3, 所以x=103=1 000.

(2)由log3[log4(log5x)]=0可得 log4(log5x)=1,

故log5x=4,所以x=54=625. 错误!

利用对数的性质求值的方法

(1)求多重对数式的值的解题方法是由内到外,如求loga(logbc)的值,先求logbc的值,再求loga(logbc)的值.

(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.

求下列各式中的x的值:

(1)log(2x2—1)(3x2+2x—1)=1; (2)log2[log3(log4x)]=0.

解:(1)由log(2x2—1)(3x2+2x—1)=1得 错误!

解得x=—2.

(2)由log2[log3(log4x)]=0, 可得log3(log4x)=1, 故log4x=3, 所以x=43=64.

1.2—3=错误!化为对数式为( ) A.log错误!2=—3 C.log2错误!=—3 答案:C

2.若loga2b=c则( ) A.a2b=c C.bc=2a

B.a2c=b D.c2a=b

B.log错误!(—3)=2 D.log2(—3)=错误!

解析:选B.loga2b=c⇔(a2)c=b⇔a2c=b. 3.求下列各式中x的值: (1)x=log错误!4; (2)x=log9错误!.

解:(1)由已知得错误!错误!=4, 所以2—错误!=22,—错误!=2, 解得x=—4.

(2)由已知得9x=错误!,即32x=3错误!. 所以2x=错误!,x=错误!.

[A 基础达标]

1.如果a3=N(a>0,a≠1),则有( ) A.log3N=a C.logaN=3 答案:C

2.log3错误!等于( ) A.4 C.错误!

B.—4 D.—错误! B.log3a=N D.loga3=N

解析:选B.因为3—4=错误!,所以log3错误!=—4.

3.对数式M=log(a—3)(10—2a)中,实数a的取值范围是( ) A.(—∞,5) C.(3,+∞)

解析:选D.由题意得错误! 解得3即a的取值范围是(3,4)∪(4,5). 4.已知log2x=3,则x错误!等于( ) A.错误! C.错误!

解析:选D.因为log2x=3, 所以x=23=8.

所以x错误!=8错误!=错误!=错误!. 故选D.

5.已知loga错误!=m,loga3=n,则am+2n等于( ) A.3 C.9

解析:选D.由已知得am=错误!,an=3.

所以am+2n=am×a2n=am×(an)2=错误!×32=错误!.故选D. 6.若log2错误!=1,则x=________. 解析:因为log2错误!=1,所以错误!=2. 即2x—5=6. 解得x=错误!. 答案:错误!

7.已知f(x)=错误!则满足f(x)=错误!的x的值为________. 解析:由题意得1错误!或2错误!

B.错误! D.错误! B.错误! D.错误! B.(3,5)

D.(3,4)∪(4,5)

解1得x=2,与x≤1矛盾,故舍去, 解2得x=3, 符合x>1. 所以x=3. 答案:3

8.先将下列式子改写成指数式,再求各式中x的值. (1)log2x=—错误!; (2)logx3=—错误!.

解:(1)因为log2x=—错误!,所以x=2错误!=错误!=错误!. (2)因为logx3=—错误!,所以x错误!=3, 即x=3—3=错误!.

9.若log错误!x=m,log错误!y=m+2,求错误!的值. 解:因为log错误!x=m,所以错误!错误!=x,x2=错误!错误!. 因为log错误!y=m+2,所以错误!错误!=y,y=错误!错误!. 所以错误!=错误!

=错误!错误!=错误!错误!=16.

[B 能力提升]

10.方程lg(x2—1)=lg(2x+2)的根为( ) A.—3 C.—1或3

B.3 D.1或—3

解析:选B.由lg(x2—1)=lg(2x+2),得x2—1=2x+2,即x2—2x—3=0,解得x=—1或x=3.经检验x=—1是增根,所以原方程的根为x=3.

11.若m>0,m错误!=错误!,则log错误!m等于( ) A.2 C.4

B.3 D.6

解析:选B.因为m错误!=错误!,m>0,所以m=错误!错误!=错误!错误!,

log错误!m=log错误!错误!错误!=3.

12.已知log2(log3(log4x))=0,且log4(log2y)=1.求错误!·y错误!的值. 解:因为log2(log3(log4x))=0, 所以log3(log4x)=1,

所以log4x=3,所以x=43=64. 由log4(log2y)=1,知log2y=4, 所以y=24=16.

所以错误!·y错误!=错误!×16错误!=8×8=64.

13.已知logab=logba(a>0,且a≠1;b>0,且b≠1).求证:a=b或a=错误!. 证明:设logab=logba=k,

则b=ak,a=bk,所以b=(bk)k=bk2, 因为b>0,且b≠1,所以k2=1, 即k=±1.当k=—1时,a=错误!;

当k=1时,a=b.所以a=b或a=错误!,命题得证.

[C 拓展探究]

14.(1)计算23+log23+32—log39=________. (2)已知logx27=31+log32,则x=________.

解析:(1)23+log23+32—log39=23×2log23+错误!=8×3+错误!=25.故填25. (2)logx27=31+log32=3×3log32=3×2=6.

所以x6=27,所以x6=33,又x>0,所以x=错误!.故填错误!. 答案:(1)25 (2)错误!

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