【课标要求】2.2对数函数2.2.1对数的概念和运算律理解对数的概念,能进行指数式与对数式的互化.了解常用对数与自然对数的意义.理解对数恒等式并能用于有关对数的计算.掌握对数的运算性质及其推导.能运用对数运算性质进行化简、求值和证明.1.2.3.4.5.
如果ab=N(a>0,a≠1),那么b叫作以a为底,(正)数N的_____(logarithm),记作b=______.这里,a叫作对数的____(base),N叫作对数的_____(propernumber).把上述定义中的b=logaN代入ab=N,得到alogaN=N;把N=ab代入b=logaN,得到b=logaab,这两个等式叫作对数的基本恒等式:alogaN=___,___=logaab.由上述基本恒等式可知,logaa=logaa1=___,loga1=logaa0=___.自学导引1.对数logaN底真数Nb10
由对数的定义可以推导出下面三个运算法则:(1)loga(MN)=_____________;(2)logaMn=________;logaM-logaN在没有电子计算机的年代,为了复杂计算的需要,引入了以10为底的_________(commonlogarithm).在数学研究中,有一种对数的有关解析式非常简捷方便,这种对数叫作自然对数(naturallogarithm),它是以无理数____________为底的对数.为了方便,通常把常用对数和自然对数的符号简写为:log10N=___,logeN=___.2.3.logaM+logaNnlogaM常用对数e=2.71828…lgNlnN
幂运算和对数运算有什么不同?提示 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.自主探究1.
在对数式x=logaN,为什么规定a>0且a≠1呢?提示(1)若a0,且a≠1.2.
已知logx16=2,则x等于().A.±4B.4C.256D.2解析 由logx16=2得,x2=16,又x>0,所以x=4.答案B预习测评1.
答案C
若log2[log3(log4x)]=0,则x=________.解析log3(log4x)=1,log4x=3,x=43=64.答案6421-log27=________.3.4.
实质上,对数表达式不过是指数函数y=ax的另一种表达形式,例如:34=81与4=log381这两个式子表达是同一关系,因此,有关系式ax=N⇔x=logaN.名师点睛1.
根据对数的定义,对数logaN(a>0,且a≠1)具有下列性质:(1)零和负数没有对数,即N>0;(2)1的对数为零,即loga1=0;(3)底的对数等于1,即logaa=1.对数式与指数式的互化是在解决对数问题时运用化归思想的桥梁.因此,在刚开始学习对数问题时,我们可以把它转化为指数问题,利用分数指数幂的有关运算性质及其方法技巧来解决问题;反过来我们也可以把较复杂的指数式的有关问题转化为对数问题,从而使问题得到简捷的解法.3.4.
学习对数的运算性质时应注意(1)对数运算性质推导的基本方法:利用对数的定义将对数问题转化为指数问题,再利用幂的运算性质,进行转化变形,然后把它还原为对数问题.如“loga(MN)=logaM+logaN”的推导:设logaM=m,logaN=n,则am=M,an=N,∴MN=am·an=am+n,∴loga(MN)=logaM+logaN=m+n.(2)对应每一条运算性质,都要注意只有当式子中所有的对数符号都有意义时,等式才成立,如log2[(-3)·(-5)]=log2(-3)+log2(-5)是错误的.(3)要把握住运算性质的本质特征,防止应用时出现错误,初学者常犯的错误是:5.
(4)会用语言准确叙述运算性质,对于防止出现上述错误有好处.如loga(M·N)=logaM+logaN叙述为“两个正数乘积的对数等于这两个正数同底的对数之和”或“两个正数同底的对数之和等于这两个正数乘积的对数”.(5)利用对数的运算法则,可以把乘、除、乘方、开方的运算转化为对数的加、减、乘、除运算,反之亦然,这种运算的互化可简化计算方法,加快计算速度.
求下列各式中x的取值范围:(1)log2(x-10);(2)log(x-1)(x+2);(3)log(x+1)(x-1)2.题型一对数概念的理解【例1】典例剖析
点评 在解决与对数有关的问题时,一定要注意:对数真数大于零,对数的底数大于零且不等于1.
【变式1】
点评 对数恒等式alogaN=N中要注意格式:(1)它们是同底的;(2)指数中含有对数形式;(3)其值为真数.题型二对数恒等式的应用
若a>0,a≠1,x>0,y>0,x>y,下列式子中正确的个数有().①logax·logay=loga(x+y);②logax-logay=loga(x-y);题型三正确理解对数运算性质【例3】解析 对数的运算性质实质是把积、商、幂的对数运算分别转化为对数的加、减、乘的运算.在运算中要注意不能把对数的符号当作表示数的字母参与运算,如logax≠loga·x,logax是不可分开的一个整体.四个选项都把对数符号当作字母参与运算,因而都是错误的.
答案A点评 正确理解对数运算性质,是利用对数运算性质解题的前提条件.
答案A【变式3】
题型四化简与求值【例4】
点评 要灵活运用有关公式.注意公式的正用、逆用及变形使用.
【变式4】
已知log2(logx4)=1,求x的值.[错解]由底数的对数等于1得,logx4=2,∴x2=4,∴x=±2.错因分析 解题过程中忽略了对数中底数的要求,即logaN中的a需满足a>0且a≠1.[正解]由底数的对数等于1得,logx4=2,∴x2=4,又∵x>0.∴x=2.纠错心得 对数的表达式x=logaN中底数a须满足a>0且a≠1,只有满足这一条件式子才能够成立,在解题时要时时记住这一点.误区警示因忽视底数的取值范围而出错【例5】
一般地,如果a(a>0,a≠1)的b次幂等于N,就是ab=N,那么b叫做以a为底N的对数,记作logaN=b,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.利用ab=N⇔b=logaN(其中a>0,a≠1,N>0)可以进行指数式与对数式的互化.对数恒等式:alogaN=N(a>0且a≠1).b=logaab.对于同底的对数的化简常用方法是:(1)“收”,将同底的两对数的和(差)化成积(商)的对数;(2)“拆”,将积(商)的对数拆成对数的和(差).对于常用对数的化简要充分利用“lg5+lg2=1”来解题.对于多重对数符号对数的化简,应从内向外逐层化简求值.课堂总结1.2.3.4.5.6.