对数与对数运算
对数的创始人是苏格兰数学家纳皮尔(Napier,1550年~1617年)。他发明了供天文计算作参考的对数,并于1614年在爱丁堡出版了《奇妙的对数定律说明书》,公布了他的发明。恩格斯把对数的发明与解析几何的创始,微积分的建立并称为17世纪数学的三大成就。
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?问题引入如何列方程?如何求出x的值?即这是已知底数和幂的值,求指数的问题。即指数式中,已知a和N.求b的问题。(这里a>0且a≠1)
一般地,如果a(a>0,且a≠1)的b次幂等于N,就是ab=N,那么数b叫做以a为底N的对数,记作logaN=b.其中a叫底数,N叫真数.即定义:此对应始终保持底数不变,指明转化的实质是b、N位置的变化.
指数真数底数对数幂底数
例如练习化为对数式化为对数式化为指数式
(1)若a0,且a≠1同时N>0时才有意义,这是为什么?因此,规定a≠0.1.如何准确理解对数概念?思考:
因此N>0.因此,规定a≠1(4)由于正数的任何次幂都是正数,即ax>0对数符号logaN只有在a>0,且a≠1同时N>0时才有意义综上所述:底数a的取值范围(0,1)∪(1,+∞);真数N的取值范围(0,+∞).
2.如何准确认识指数式与对数式的关系思考:(1)在关系式ax=N中,已知a和x求N的运算称为求幂运算;而如果已知a和N,求x,就是对数运算.两个式子实质相同而形式不同,互为逆运算.(2)并非任何指数式都可以直接化为对数式,如(-3)2=9就不能直接写成log-39,只有符合a>0,a≠1且N>0时,才有ax=N⇔x=logaN.
需要熟记的一些结论1.loga1=0,logaa=13.负数与零没有对数
1.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log10N简记作lgN.2.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,为了简便,N的自然对数logeN简记作lnN.试试:分别说说lg5、lg3.5、ln10、ln3的意义.两种特殊的对数
例1将下列指数式写成对数式
例2将下列对数式写成指数式
例3求下列各式中的x的值
例4计算16-13
求log(1-2x)(3x+2)中的x的取值范围.思考:
小结:1.对数的定义2.对数式与指数式互化3.三种运算:求对数求真数求底数