指数对数概念和运算公式
指数函数及对数函数重难点
根式的概念:
①定义:若一个数的n 次方等于),1(*
∈>N n n a 且,则这个数称a 的n 次方根.即,若
a x n =,则x 称a 的n 次方根)1*∈>N n n 且,
1)当n 为奇数时,n a 的次方根记作n a ;
2)当n 为偶数时,负数a 没有n 次方根,而正数a 有两个n 次方根且互为相反数,记作
)0(>±a a n .
②性质:1)a a n n =)(; 2)当n 为奇数时,a a n n =; 3)当n 为偶数时,?
??<-≥==)0()
0(||a a a a a a n
幂的有关概念:
①规定:1)∈???=n a a a a n (ΛN *
, 2))0(10
≠=a a ,
n 个 3)∈=-p a
a
p p
(1
Q ,4)m a a a n m n m
,0(>=、∈n N * 且)1>n ②性质:1)r a a a a s
r s
r
,0(>=?+、∈s Q ),
2)r a a
a s
r s
r ,0()(>=?、∈s Q ),
3)∈>>?=?r b a b a b a r
r
r ,0,0()( Q ) (注)上述性质对r 、∈s R 均适用. 例 求值
(1)3
2
8
(2)2
125
- (3)()5
21- (4)()
43
8116-
例.用分数指数幂表示下列分式(其中各式字母均为正数)
(1)43a a ? (2)a a a (3)32
)(b a -
(4)43)(b a + (5)322b a ab + (6)4233)(b a + 例.化简求值
(1)0
121
32
322510002.08
27)()()()(-+--+----
(2)2
11
5
3125.05
25
.231
1.0)32(256)
027.0(??
????+-+-?????
?-- (3)=?÷
?--3133
73
32
9a a a a
(4)21
1511336622263a b a b a b ??????-÷- ??? ???????
=
(5
)
指数函数的定义:
①定义:函数)1,0(≠>=a a a y x
且称指数函数,
1)函数的定义域为R , 2)函数的值域为),0(+∞,
3)当10<a 时函数为增函数.
提问:在下列的关系式中,哪些不是指数函数,为什么
(1)2
2
x y += (2)(2)x y =- (3)2x
y =-
(4)x y π= (5)2y x = (6)24y x =
(7)x y x = (8)(1)x
y a =- (a >1,且2a ≠)
例:比较下列各题中的个值的大小
(1)
与
( 2 )0.1
0.8
-与0.2
0.8
-
( 3 )
与 例:已知指数函数()x
f x a =(a >0且a ≠1)的图象过点(3,π),求
(0),(1),(3)f f f -的值.
思考:已知0.7
0.9
0.8
0.8,0.8, 1.2,a b c ===按大小顺序排列,,a b c .
例 如图为指数函数x
x
x
x
d y c y b y a y ====)4(,)3(,)2(,)1(,则
d c b a ,,,与1的大小关系为
(A )d c b a <<<<1 (B )c d a b <<<<1
(C )d c b a <<<<1 (D )c d b a <<<<1
1、函数21
21
x x y -=+是( )
A 、奇函数
B 、偶函数
C 、既奇又偶函数
D 、非奇非偶函数 2、函数1
21
x y =
-的值域是( ) A 、(),1-∞ B 、()(),00,-∞+∞U C 、()1,-+∞ D 、()(,1)0,-∞-+∞U
3、已知01,1a b <<<-,则函数x
y a b =+的图像必定不经过( )
A 、第一象限
B 、第二象限
C 、第三象限
D 、第四象限
例.求函数x
x y +??
? ??=221的值域和单调区间
例 若不等式3ax
x
22
->(
3
1)x +1
对一切实数x 恒成立,则实数a 的取值范围为______. .f (x )=]()
?????+∞∈--∞∈---,1 231,( 2311x x x x ,则f (x )值域为______. 考查分段函数值域.
【解析】 x ∈(-∞,1]时,x -1≤0,0<3x -1
≤1,
∴-2 x ∈(1,+∞)时,1-x <0,0<31-x <1,∴-2 ∴f (x )值域为(-2,-1] 【答案】 (-2,-1] 例、已知2)(22-+=+--x x x x e e e e f ,则函数)(x f 的值域是_____________ 例 点(2,1)与(1,2)在函数()2ax b f x +=的图象上,求()f x 的解析式 例.设函数11 ()2 x x f x +--=,求使()f x ≥的x 取值范围. 例 已知定义域为R 的函数12()2x x b f x a +-+=+是奇函数。 (Ⅰ)求,a b 的值; (Ⅱ)若对任意的t R ∈,不等式2 2 (2)(2)0f t t f t k -+-<恒成立,求k 的取值范围; 对数的概念: ①定义:如果)1,0(≠>a a a 且的b 次幂等于N ,就是N a b =,那么数b 称以a 为底N 的对数,记作,log b N a =其中a 称对数的底,N 称真数. 1)以10为底的对数称常用对数,N 10log 记作N lg , 2)以无理数)71828.2(Λ=e e 为底的对数称自然对数,N e log 记作N ln ②基本性质: 1)真数N 为正数(负数和零无对数), 2)01log =a , 3)1log =a a , 4)对数恒等式:N a N a =log 例 将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式. (1)54 =645 (2)6 12 64-= (3)1() 5.733 m = (4)12 log 164=- (5)10log 0.012=- (6)log 10 2.303e = 例:求下列各式中x 的值 (1)642log 3 x =- (2)log 86x = (3)lg100x = (4)2 ln e x -= 分析:将对数式化为指数式,再利用指数幂的运算性质求出x . 练习:将下列指数式与对数式互化,有x 的求出x 的值 . (1)12 5 -= (2)x = (3)1327 x = (4)1()644 x = (5)lg 0.0001x = (6)5 ln e x = 例 利用对数恒等式N a N log a =,求下列各式的值: (1)5log 4log 3log 354)3 1()51()41(-+ (2)2 log 2 log 4 log 7 101.03 17 10 3 -+ (3)6 lg 3log 2log 100492575-+ (4)3 1log 27 log 12 log 25 945 3 2+- ③运算性质:如果,0,0,0,0>>≠>N M a a 则 1)N M MN a a a log log )(log +=; 2)N M N M a a a log log log -=; 3)∈=n M n M a n a (log log R ). ④换底公式:),0,1,0,0,0(log log log >≠>≠>= N m m a a a N N m m a 1)1log log =?a b b a , 2).log log b m n b a n a m = 对数函数的运算规律 例.用log a x ,log a y ,log a z 表示下列各式: (1)log a xy z ; (2)log a . (2)log a log (log a a x =- 2log log log a a a x =+ 11 解:(1)log a xy z log ()log a a xy z =- log log log a a a x y z =+-; 例.求下列各式的值: (1)() 752log 42?; (2)5lg 100 . 解:(1)原式=7 5 22log 4log 2+=227log 45log 2725119+=?+?=; (2)原式=2 1 22lg10lg105 55 = = 例.计算:(1)lg14-21g 18lg 7lg 3 7 -+; (2)9lg 243lg ; (3) (4)lg2·lg50+(lg5) 2 (5)lg25+lg2·lg50+(lg2)2 解:(1)18lg 7lg 3 7 lg 214lg -+-2lg(27)2(lg 7lg3)lg 7lg(32)=?--+-? lg 2lg72lg72lg3lg72lg3lg 20=+-++--=; (2)253lg 23lg 53 lg 3lg 9lg 243lg 2 5===; 例.计算:(1) 0.21log 3 5-; (2)4492log 3log 2log 32?+. 解:(1)原式 = 0.25 1log 3log 3 55 5 151553 = = =; (2) 原式 = 2 3 45412log 452log 213log 21232=+=+?. 例.求值:(1); (2) ; (3) (3). 例.求值 (1) log 89·log 2732 (2) (3) (4)(log 2125+log 425+log 85)(log 1258+log 254+log 52) 对数函数性质典型例题 例.比较下列各组数中两个值的大小: (1)2log 3.4,2log 8.5; (2)0.3log 1.8,0.3log 2.7; 解:(1)对数函数2log y x =在(0,)+∞上是增函数, 于是2log 3.4<2log 8.5; (2)对数函数0.3log y x =在(0,)+∞上是减函数, 于是0.3log 1.8>0.3log 2.7; 2、比较大小 (1)2 1 2 log _________)1(log 2 2++a a (2)πa log ________)1(,log >a e a 3若02log )1(log 2 <<+a a a a ,则a 的取值范围是 ( ) (A ))1,0( (B ))21,0( (C ))1,2 1( (D )),1(+∞ 4 已知7.01.17.01.1,8.0log , 8.0log ===c b a ,则c b a ,,的大小关系是( ) (A )c b a << (B )c a b << (C )b a c << (D )a c b << 例 比较下列各组数中的两个值大小: (1), (2), (3),(a >0且a ≠1) 例 如何确定图中各函数的底数a ,b ,c ,d 与1的大小关系 提示:作一直线y =1,该直线与四个函数图象交点的横坐标即为它们相应的底数.∴0<c <d <1<a <b 例 求下列函数的定义域. (1) y= (2) y=ln(a x -k ·2x )(a >0且a ≠1,k ∈R). 例.求函数)32(log 22 1--=x x y 的单调区间 解:设u y 2 1log =,322--=x x u ,由0>u 得0322 >--x x ,知定义域为 ),3()1,(+∞?--∞又4)1(2--=x u ,则当)1,(--∞∈x 时,u 是减函数; 当),3(+∞∈x 时,u 是增函数,而u y 2 1log =在+ R 上是减函数 ) 33(2 1 2log --=∴x x y 的单调增区间为)1,(--∞,单调减区间为),3(+∞ 例 函数2 0.50.5log log 2y x x =-+的单调减区间是________。 例 已知y =log 4(2x +3-x 2 ). (1)求定义域; (2)求f (x )的单调区间; (3)求y 的最大值,并求取最大值时x 值. 考点 考查对数函数、二次函数的单调性、最值. 【解】 (1)由2x +3-x 2 >0,解得-1 ∴f (x )定义域为{x |-1 ,则u >0,y =log 4u 由于u =2x +3-x 2 =-(x -1)2 +4 再考虑定义域可知,其增区间是(-1,1),减区间是[1,)3 又y =log 4u 为(0,+∞)增函数, 故该函数单调递增区间为(-1,1],减区间为[1,3) (3)∵u =2x +3-x 2 =-(x -1)2 +4≤4 ∴y =log 4u ≤log 44=1 故当x =1时,u 取最大值4时,y 取最大值1. 例 求函数)106(log 23++=x x y 的最小值. 变式.求函数)78lg()(2 -+-=x x x f 的定义域及值域. 例 已知函数y =f (2x )定义域为[1,2],则y =f (log 2x )的定义域为( ) A.[1,2] B.[4,16] C.[0,1] D.(-∞,0] 考查函数定义域的理解. 【解析】 由1≤x ≤2?2≤2x ≤4, ∴y =f (x )定义域为[2,4] 由2≤log 2x ≤4,得4≤x ≤16 【答案】 B 例 作出下列函数的图像,并指出其单调区间. (1)y=lg(-x), (2)y=log 2|x +1| (3)y =|log (x 1)|(4)y log (1x)12 2-,=-. 例 已知函数f (t ) =log 2t ,]8,2[∈t . (1)求f (t )的值域G ; (2)若对于G 内的所有实数x ,不等式-x 2 +2mx -m 2 +2m ≤1恒成立,求实数m 的取值范围. 例 已知函数f (x )=1 421lg 2 +-?++a a a x x , 其中a 为常数,若当x ∈(-∞, 1]时, f (x )有意义,求实数a 的取值范围. 分析:参数深含在一个复杂的复合函数的表达式中,欲直接建立关于a 的不等式(组)非常困难,故应转换思维角度,设法从原式中把a 分离出来,重新认识a 与其它变元(x )的依存关系,利用新的函数关系,常可使原问题“柳暗花明”. 解:1 4212+-?++a a a x x >0, 且a 2 -a +1=(a -21)2+43>0, ∴ 1+2x +4x ·a >0, a >)21 41( x x +-, 当x ∈(-∞, 1]时, y =x 41与y =x 2 1 都是减函数, ∴ y =)2141(x x +-在(-∞, 1]上是增函数,)2 1 41(x x +-max =-43, ∴ a >-43, 故a 的取值范围是(-4 3 , +∞). 例 已知a>0 且a ≠1 ,f (log a x ) = 1 2-a a (x -x 1 ) (1)求f(x); (2)判断f(x)的奇偶性与单调性; (3)对于f(x) ,当x ∈(-1 , 1)时 , 有f( 1-m ) +f (1- m 2 ) < 0 ,求m 的集合M . 解:(1)令t=log a x(t ∈R),则 ).(),(1 )(),(1)(,2 2R x a a a a x f a a a a t f a x x x t t t ∈--=∴--= =-- , 101,.)(,10,)(, 01 ,1.)(,),()(1)()2(22<<><<-=>->∴∈-=--= ---a a x f a a a x u a a a x f R x x f a a a a x f x x x x 或无论综上为增函数类似可判断时当为增函数时当为奇函数且Θ f(x)在R 上都是增函数. ) 1,1().1()1(,)(,0)1()1()3(22-∈-<-∴<-+-x m f m f R x f m f m f ΘΘ又上是增函数是奇函数且在 .211111111122<?? ? ??-<-<-<-<-<-∴m m m m m 例 已知函数x x x x f -+-= 11log 1)(2,求函数)(x f 的定义域,并讨论它的奇偶性和单调性. 例、已知函数)0(,1 1 lg )(>∈--=k R k x kx x f 且. (Ⅰ)求函数)(x f 的定义域;(Ⅱ)若函数)(x f 在[10,+∞)上单调递增,求k 的取值范围. 1.函数)13lg(13)(2++-= x x x x f 的定义域是 ( ) A .),3 1 (+∞- B . )1,3 1(- C . ]1(,1 3 - D . )3 1,(--∞ 2..已知函数f (x )=lg (2x -b )(b 为常数),若x ∈[1,+∞]时,f (x )≥0恒成立,则 ( ) A .b ≤1 B .b <1 C .b ≥1 D .b =1 3.函数 y =322-+x x 的单调递减区间为 ( ) A .(-∞,-3) B .(-∞,-1) C .[1,+∞] D .[-3,-1] 4.设f (x )是定义在A 上的减函数,且f (x )>0,则下列函数:y =3-2f (x ),y =1+) (2x f ,y =f 2(x ),y =1-)(x f ,其中增函数的个数为 ( ) A .1 B .2 C .3 D .4 5、.若集合M={y|y=2—x }, P={y|y=1x -}, M ∩P= ( ) A .{y|y>1} B .{y|y ≥1} C .{y|y>0 } D .{y|y ≥0} 6、设 1.5 0.90.4812314,8,2y y y -??=== ? ?? ,则 ( ) A 、312y y y >> B 、213y y y >> C 、132y y y >> D 、123y y y >> 7、在(2)log (5)a b a -=-中,实数a 的取值范围是 ( ) A 、52a a ><或 B 、2335a a <<<<或 C 、25a << D 、34a << 8、已知函数?? ?<+≥-=10 )] 5([103 )(n n f f n n n f ,其中* ∈N n ,则)8(f 的值为( ) )(A 2 )(B 4 )(C 6 )(D 7 9、 函数x xa y x =(01)a <<的图象的大致形状是 ( ) 10.当a >0且a ≠1,x >0,y >0,n ∈N*,下列各式不恒等...的是 ( ) A .log a n x =n 1log a x B .log a x =nlog a n x C .x a x log =x D .log a x n +log a y n =n (log a x +log a y ) 11 3 log 9 log 28的值是( ) A . 32 B .1 C .2 3 D .2 12 函数f(x )=ln x - 2 x 零点所在的大致区间是 A (1,2) B (2,3) C (e ,+∞) D ()11,3,4e ?? ??? 和 13.若关于x 的不等式m x x ≥-42 对任意]1,0[∈x 恒成立,则实数m 的取值范围是 A . 03≥-≤m m 或 B .03≤≤-m C .3-≥m D .3-≤m 14.函数2 12 log (231)y x x =-+的递减区间为 A.(1,+∞) B.(-∞ , 43] C.(21,+∞) D.(-∞,2 1] 15.如果()f x 是定义在R 上的偶函数,它在),0[+∞上是减函数,那么下述式子中正确的是 A .)1()43(2 +-≤-a a f f B .)1()4 3(2 +-≥-a a f f C .)1()4 3(2 +-=-a a f f D .以上关系均不确定 16.函数()f x 、(2)f x +均为偶函数,且当x ∈[0,2]时,()f x 是减函数,设 ),2 1 (log 8f a =(7.5)b f =,(5)c f =-,则a 、b 、c 的大小是 A .a b c >> B .a c b >> C .b a c >> D .c a b >> 17、如果方程2 lg (lg5lg 7)lg lg5lg 70x x +++=g 的两根是,αβ,则αβg 的值是( ) A 、lg5lg7 g B 、lg35 C 、35 D 、 35 1 18、已知732log [log (log )]0x =,那么1 2 x -等于( ) A 、 1 3 B D 19.三个数0.76 0.76,0.7,log 6的大小顺序是 ( ) (A )60.70.70.7log 66<<(B )60.7 0.70.76log 6<< (C )0.7 60.7log 660.7<<(D )60.70.7log 60.76<< 20、函数1 21 x y = -的值域是( ) A 、(),1-∞ B 、()(),00,-∞+∞U C 、()1,-+∞ D 、()(,1)0,-∞-+∞U 《对数与对数运算》(第一课时) 一、教学内容解析 《对数与对数运算》选自人教A版高中数学必修一第二章,共分两小节,第一小节主要内容是对数的概念、对数式与指数式的互化,第二小节内容是对数的运算性质,本课时为第一小节内容. 16、17世纪之交,随着天文、航海、工程、贸易以及军事的发展,改进数字计算方法成为当务之急.苏格兰数学家纳皮尔正是在研究天文学的过程中,为了简化其中的计算而发明了对数. 与传统教科书相比,教材从具体问题引进对数概念,加强了对数的实际应用与数学文化背景,强调“对数源于指数”以及指数运算与对数运算的互逆关系,将对数安排在指数运算及指数函数之后进行学习,实现对数与原有知识体系的对接,有利于学生学习时发现与论证对数的运算性质. 基于以上分析,本课时的教学重点是:对数概念的理解以及指数式与对数式的互化. 二、教学目标设置 1.感受引入对数的必要性,理解对数的概念; 2.能够说出对数与指数的关系,能根据定义进行互化和求值; 3.感受数学符号的抽象美、简洁美. 本课时落实以上三个教学目标: 通过“推断化石年代”和“解指数方程”两个实例,认识到引入对数,研究对数是基于实际需求的。根据底数、指数与幂之间的关系,通过“知二求一”的分析,引导学生借助指数函数图象,分析问题中幂指数的存在性,以及为了表示指数的准确值,引入了对数符号,从而引出对数概念. 通过图示连线,对指数式和对数式中各字母进行对比分析,来认识对数与指数的相互联系;利用指数式与对数式的互化,来帮助学生理解对数概念,体会转化思想在对数计算中的作用.对数源于指数,本课时中,对数问题往往回归本源,转化为指数问题来解决,因而要在理解对数概念的基础上学会互化和求值. 恰当的数学符号,对数学发展起着巨大的推动作用,对数符号抽象而简洁,学生需要在不断的学习中逐渐体验对数符号的重要性. 三、学生学情分析 【高中数学专项突破】 专题25 对数的概念及运算 题组1 对数的概念 1.在b =log (a -2)(5-a )中,实数a 的取值范围是( ) A.a >5或a <2 B.2 且1a ≠ B.102 a << C.0a >且1a ≠ D.12 a < 3.使对数()log 21a a -+有意义的a 的取值范围为( ) A.()1,11,2??+∞ ??? B.10,2?? ??? C.()()0,11,+∞ D.1,2? ?-∞ ?? ? 题组2 对数式与指数式的互化 4.下列指数式与对数式互化不正确的一组是( ) A.0 1e =与ln10= B.1 3 1 8 2 - = 与811log 23=- C.3log 92=与12 93= D.7log 71=与177= 5.若1 log 2 m n =,则下列各式正确的是( ) A.1 2 n m = B.2m n = C.2n m = D.2n m = 6.将指数式bc a N =转化为对数式,其中正确的是( ) A.log c a b N = B.log ab c N = C.log c a b N = D.log b a c N = 7.若7 log x y z =,则( ) A.7z y x = B.7z y x = C.7z y x = D.7x y z = 8.若实数a ,b 满足3412a b ==,则11 a b +=( ) A.1 2 B.15 C.16 D.1 指数和对数运算 一、选择题 1.log ( ). A .-12 D .12 2.已知 3log 2 a =,那么 33log 82log 6 -用a 表示是( ) A .52a - B .2a - C .2 3(1)a a -+ D . 2 31a a -- 3.1 2lg 2lg 25 -的值为 A .1 B .2 C .3 D .4 4.已知4213 5 3 2,4,25a b c ===,则( ) A. c a b << B. a b c << C.b a c << D. b c a << 5.设3 .02.03.03.0,3.0,2.0===z y x ,则z y x ,,的大小关系为( ) A.x z y << B. y x z << C. y z x << D. z y x << 6.设0.2 1.6 0.2 2,2,0.4a b c ===,则,,a b c 的大小关系是() A c a b <<. B .c b a << C .a b c << D .b a c << 二、填空题 7.7 33log 8lg 125lg ++= . 8.2 log 510+log 50.25=_________. 9.22log 12log 3-= . 10.若lg2 = a ,lg3 = b ,则lg 54=_____________. 11.若2log 31x =,则3x 的值为 。 12.化简2 log 2 lg5lg2lg2+-的结果为__________. 13.计算=÷--21 100)25lg 41 (lg _______. 三、解答题 14.(本小题满分12分)计算 (Ⅰ)2 221 log log 6log 282 -; (Ⅱ)213 4 270.00818-?? -+ ? ?? 15. lg(x 2 +1)-2lg(x+3)+lg2=0 432211log (4443)x x x x x =++++例.当时,求的值. 912162()q p q R log p log q log p q p +∈==+=例.设,且有,则. 23()(2)(1)2()2f x x lga x lgb f f x x x R a b =+++-=-≥∈+=例.已知,且,又对一切都成立,则. 124()(2)()(01)()2(18)x f x f x f x x f x f log +=-∈=例.已知奇函数满足,且当,时,,则的值为 . 21234541515()lgx lgx lgx lgx lgx lgx lgx lgx x 111211(2)[()(]4 lg log --+.化简: . 7.已知函数()( )1(4)21(4)x x f x f x x ???≥? ?=????+,则()22log 3f +的值为 . 8.集合)}lg(,,{xy xy x A =和},,0{y x B =,且A=B ,则x=________,y=________ 9.222(1)(4)8a a a a x log x log y log y log x log y +++=+=已知,则. 1115(01)x y z ab a b c a b c x y z c ---==+=.设、、均大于且不等于,又,试求 的值. 23 1122112221212121212121216()()16516511()22()33 9922()22()3333x a lg b a lg b a b a b m y a b b a A a b m b a B m C a b m b a D a b m b a ≤≤≤≤=---≤≤-≤≤-≤≤--≤≤-.已知,,,,,为常数,则 1lg 107m m m m +=.若,则实数的值为. 222228(1)(1)b c a c a b c a b c log log a b +-+=+++=.设正数,,满足,则. 9()[(1)][(1)][()](2)(2)R y f x R x R lg f x lg f x f x f x f x +=∈++-=-?+.定义域为的函数的值域是,对于任何都有 ,则的值是. 15.设1x >,1y >,且2log 2log 30x y y x -+=,求224T x y =-的最小值。 2.2.1 对数与对数运算(一) 教学目标 (一) 教学知识点 1. 对数的概念; 2.对数式与指数式的互化. (二) 能力训练要求 1.理解对数的概念;2.能够进行对数式与指数式的互化;3.培养学生数学应用意识. (三)德育渗透目标 1.认识事物之间的普遍联系与相互转化;2.用联系的观点看问题; 3.了解对数在生产、生活实际中的应用. 教学重点 对数的定义. 教学难点 对数概念的理解. 教学过程 一、复习引入: 假设 20XX 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 20XX 年的 2 倍? 1 8% = 2 x=? 也是已知底数和幂的值,求指数.你能看得出来吗?怎样求呢? 二、新授内容: aa 0,a 1 的b 次幂等于 N ,就是a b N ,那么数 b 叫做以 a 为底 N 的对 ⑴ 负数与零没有对数(∵在指数式中 ⑵ log a 1 0 , log a a 1 ; ∵对任意 a 0且 a 1, 都有 a 0 1 ∴log a 1 0 同样易知: log a a 1 ⑶对数恒等式 如果把 a b N 中的 b 写成 log a N , 则有 a logaN N . 定义:一般地,如果 数,记作 log a N b , a 叫做对数的底数, N 叫做真数. a b log a Nb 例如: 42 16 log 4 16 2 2 102 100 log 10 100 2 ; 探究: 1。 1 42 2 log 42 12 ; 是不是所有的实数都有对数? 10 2 0.01 log 10 0.01 2. log a N b 中的 N 可以取哪些值? 2. 根据对数的定义以及对数与指数的关系, log a 1 ? log a a ? 方根、指数、幂、对数基本运算公式及全部推导公式 1.根式运算法则: (1) , , ; (2) , , (m a =≥0) a =≥0,P ≠0) (5) , 0),,a m n N =≥∈其中 2.指数运算法则: , , , , , , (7)1 (0)m m a a a -=≠, (8)1 n a = (9)m n a =(10) d b d b a c a c =?= 3.对数运算法则: i 性质:若a >0且a≠1,则 , , (3)零与负数没有对数, (4)log log 1a b b a ?= ⑥, (7)log log log 1a b c b c a ??= ii 运算法则: 若a >0且a≠1,M >0,N >0,b >0且b≠1,n ∈R 则 , , , log log (,01)m n a a n b b a b m =>≠且 (4) , log log n n a a m m =, 1log log n a a m m n = (5)换底公式 , a>0 a ≠1, b>0 b ≠1, N>0, (6)倒数公式 1 log ,0,1log a b b a a a = >≠, b>0 b ≠1 (7) 十进制对数 10log lg N N = , l g 10x N x N =?= (8)自然对数 log e N InN = , x InN x e N =?= , 1lim(1) 2.71828...n n e n →∞ =+≈ 4.指数与对数式的恒等变形: ; 。 5、指数方程和对数方程解题: ()(1)()log ,log ()()(f x b a a a b f x b f x b f x a =?==?=定义法) ()()(2)()(),log ()log ()()()0(f x g x a a a a f x g x f x g x f x g x =?==?=>转化法) ()()(3)b ()log ()log ,f x g x m m a f x a g x b =?=(取对数法) ()(4)log log ()log ()log ()/log ,f x a b a a a g x f x g x b =?=(换底法) 6、理解对数 ①两种log a b 理解方法 1、表示a 的“指数”,这个指数能让a 变成b 。 2、表示a 的多少次方等于b 。 ② log log (...)n a a m M M M =??? n 个 log log ...log a a a M M M =+++ n 个 log a n M = 高中数学复习:对数的概念及运算练习及答案 题组1 对数的概念 1.在b =log (a -2)(5-a )中,实数a 的取值范围是( ) A.a >5或a <2 B.2 且1a ≠ B.102 a << C.0a >且1a ≠ D.12 a < 3.使对数()log 21a a -+有意义的a 的取值范围为( ) A.()1,11,2??+∞ ??? B.10,2? ? ??? C.()()0,11,+∞ D.1, 2??-∞ ??? 对数式与指数式的互化 4.下列指数式与对数式互化不正确的一组是( ) A.0 1e =与ln10= B.13 1 8 2 - = 与811log 23=- C.3log 92=与1 293= D.7log 71=与177= 5.若1 log 2 m n =,则下列各式正确的是( ) A.12 n m = B.2m n = C.2n m = D.2n m = 6.将指数式bc a N =转化为对数式,其中正确的是( ) A.log c a b N = B.log ab c N = C.log c a b N = D.log b a c N = 7.若log x z =,则( ) A.7 z y x = B.7z y x = C.7z y x = D.7x y z = 8.若实数a ,b 满足3412a b ==,则11 a b +=( ) A. 12 B. 15 C.16 D.1 9.将下列指数式改为对数式: (1)2 1 3 9 -= ,对数式为_____________; 《对数与对数运算》(第一课时) (人教A版普通高中课程标准实验教科书数学必修1第二章第二节) 一、教学内容解析 《对数与对数运算》选自人教A版高中数学必修一第二章,共分两小节,第一小节主要内容是对数的概念、对数式与指数式的互化,第二小节内容是对数的运算性质,本课时为第一小节内容. 16、17世纪之交,随着天文、航海、工程、贸易以及军事的发展,改进数字计算方法成为当务之急.苏格兰数学家纳皮尔正是在研究天文学的过程中,为了简化其中的计算而发明了对数. 与传统教科书相比,教材从具体问题引进对数概念,加强了对数的实际应用与数学文化背景,强调“对数源于指数”以及指数运算与对数运算的互逆关系,将对数安排在指数运算及指数函数之后进行学习,实现对数与原有知识体系的对接,有利于学生学习时发现与论证对数的运算性质. 基于以上分析,本课时的教学重点是:对数概念的理解以及指数式与对数式的互化. 二、教学目标设置 1.感受引入对数的必要性,理解对数的概念; 2.能够说出对数与指数的关系,能根据定义进行互化和求值; 3.感受数学符号的抽象美、简洁美. 本课时落实以上三个教学目标: 通过“推断化石年代”和“解指数方程”两个实例,认识到引入对数,研究对数是基于实际需求的。根据底数、指数与幂之间的关系,通过“知二求一”的分析,引导学生借助指数函数图象,分析问题中幂指数的存在性,以及为了表示指数的准确值,引入了对数符号,从而引出对数概念. 通过图示连线,对指数式和对数式中各字母进行对比分析,来认识对数与指数的相互联系;利用指数式与对数式的互化,来帮助学生理解对数概念,体会转化思想在对数计算中的作用.对数源于指数,本课时中,对数问题往往回归本源,转化为指数问题来解决,因而要在理解对数概念的基础上学会互化和求值. 恰当的数学符号,对数学发展起着巨大的推动作用,对数符号抽象而简洁,学生需要在不断的学习中逐渐体验对数符号的重要性. 指数函数及对数函数重难点 根式的概念: ①定义:若一个数的n 次方等于),1(* ∈>N n n a 且,则这个数称a 的n 次方根.即,若 a x n =,则x 称a 的n 次方根)1*∈>N n n 且, 1)当n 为奇数时,n a 的次方根记作n a ; 2)当n 为偶数时,负数a 没有n 次方根,而正数a 有两个n 次方根且互为相反数,记作 )0(>±a a n . ②性质:1)a a n n =)(; 2)当n 为奇数时,a a n n =; 3)当n 为偶数时,???<-≥==) 0() 0(||a a a a a a n 幂的有关概念: ①规定:1)∈???=n a a a a n ( N * , 2))0(10 ≠=a a , n 个 3)∈=-p a a p p (1 Q ,4)m a a a n m n m ,0(>=、∈n N * 且)1>n ②性质:1)r a a a a s r s r ,0(>=?+、∈s Q ), 2)r a a a s r s r ,0()(>=?、∈s Q ), 3)∈>>?=?r b a b a b a r r r ,0,0()( Q ) (注)上述性质对r 、∈s R 均适用. 例 求值 (1) 3 28 (2)2 125 - (3)()5 21- (4)() 43 8116- 例.用分数指数幂表示下列分式(其中各式字母均为正数) (1)43a a ? (2)a a a (3)32 )(b a - (4)43 )(b a + (5)32 2b a ab + (6)42 33 )(b a + 例.化简求值 (1)0 121 32322510002.08 27)()()()(-+--+---- (2)2 11 5 3125.05 25 .231 1.0)32(256) 027.0(?? ????+-+-????? ?-- (3)=?÷ ?--3133 73 32 9a a a a (4)21 1511336622263a b a b a b ??????-÷- ??? ??????? = (5)6323 1.512??= 指数函数的定义: ①定义:函数)1,0(≠>=a a a y x 且称指数函数, 1)函数的定义域为R , 2)函数的值域为),0(+∞, 3)当10<a 时函数为增函数. 提问:在下列的关系式中,哪些不是指数函数,为什么? (1)2 2 x y += (2)(2)x y =- (3)2x y =- (4)x y π= (5)2y x = (6)2 4y x = (7)x y x = (8)(1)x y a =- (a >1,且2a ≠) 例:比较下列各题中的个值的大小 (1)1.72.5 与 1.7 3 ( 2 )0.1 0.8 -与0.2 0.8 - ( 3 ) 1.70.3 与 0.93.1 例:已知指数函数()x f x a =(a >0且a ≠1)的图象过点(3,π),求 (0),(1),(3)f f f -的值. 思考:已知0.7 0.9 0.8 0.8,0.8, 1.2,a b c ===按大小顺序排列,,a b c . 例 如图为指数函数x x x x d y c y b y a y ====)4(,)3(,)2(,)1(,则 d c b a ,,,与1的大小关系为 O x y a d c b 第十讲 对数的基本概念及运算 一:问题思考 问题1:一尺之棰,日取其半,万世不竭。 (1)取5次,还有多长? (2)取多少次,还有0.125尺? (1)为同学们熟悉的指数函数的模型,易得 (2)可设取x 次,则有 二:新知引入 1. 对数的概念:一般地,如果,那么数叫做以为底的对 数,记作: ,其中叫做对数的底数, 叫做真数。 注意:①是否是所有的实数都有对数呢? 负数和零没有对数 ②底数的限制:a>0且a ≠1。 思考:为什么对数的定义中要求底数a>0且a ≠1? 对数的书写格式 2、对数式与指数式的互化 N x N a a x log =?= 幂底数 ← a → 对数底数 指数(指数函数的自变量) ← b → 对数 幂(指数函数的函数值) ← N → 真数 3、对数的形式 ①常用对数:以10为底的对数 ,简记为: lgN ②自然对数:以无理数e=2.71828…为底的对数的对数 简记为: lnN . (在科学技术中,常常使用以e 为底的对数) ③一般对数:(含有常用对数和自然对数) 注意:对数的书写 课堂练习 1 将下列指数式写成对数式: (1) (2) (3) (4) 2 将下列对数式写成指数式: (1) (2) (3) 3 求下列各式的值: (1) (2) 2. 对数运算 (1) 基本性质 ①0和负数没有对数,即N>0 ②1的对数是0,即01log =a ③底数的对数等于1,即1log =a a ④对数恒等式:N a N a =log (2) 运算法则 如果,0,0,0,0>>≠>N M a a 则 1)N M MN a a a log log )(log +=; 2)N M N M a a a log log log -=; 3 ) ∈=n M n M a n a (log log R )。(例题 p111,例 4 ,计 2016-2017学年度???学校9月月考卷 1.计算:________. 2.已知666log log log 6a b c ++=,其中*,,a b c N ∈,若,,a b c 是递增的等比数列,又b a -为一完全平方数,则a b c ++=___________. 3.已知3log 21x =,则42x x -=________. 4.lg83lg5+的值是 . 5.lg0.01+log 216=_____________. 6= . 7.已知,53m b a ==且,则m 的值为 . 8.已知y x y x y x lg lg 2lg )2lg()lg(++=++-,则 9,0a b c <<<,0)()()( 参考答案 1.1 【解析】=lg10=1. 2.111 【解析】 试题分析:66666log log log log 6,6a b c abc abc ++===, 2b ac =,所以366,36b b ==.46ac =,因为b a -为一完全平方数,所以27,48,111a c a b c ==++=. 考点:1.对数运算;2.数列. 【思路点晴】本题涉及很多知识点,一个是对数加法运算,用的是公式 log log log a a a b c bc +=.然后,,a b c 是递增的等比数列,可得2b ac =,接下来因为b a -为一完全平方数,比36小的完全平方数只有25,16,9,故可以猜想27a =,通过计算可得27,48,111a c a b c ==++=.有关几个知识点结合起来的题目,只需要对每个知识点逐个击破即可. 3.6 【解析】 试题分析:由条件可知2log 3x =,故222log 3log 34222936x x -=-=-=. 考点:对数运算的基本性质. 4.3 【解析】 试题分析:3lg83lg5lg8lg5lg10003+=+==。 考点:对数运算法则的应用。 5.2 【解析】lg0.01+log 216=-2+4=2 考点:本题考查对数的概念、对数运算的基础知识,考查基本运算能力. 6【解析】 考点:指数和对数的运算法则。 7【解析】略 8.2 【解析】略 指数函数和对数函数 重点、难点: 重点:指数函数和对数函数的概念、图象和性质。 难点:指数函数和对数函数的相互关系及性质的应用,以及逻辑划分思想讨论函数 y a y x x a ==,log 在a >1及01<≠01且叫指数函数。 定义域为R ,底数是常数,指数是自变量。 为什么要求函数y a x =中的a 必须a a >≠01且。 因为若a <0时,()y x =-4,当x =1 4 时,函数值不存在。 a =0,y x =0,当x ≤0,函数值不存在。 a =1时,y x =1对一切x 虽有意义,函数值恒为1, 但y x =1的反函数不存在,因为要求函数y a x =中的a a >≠01且。 1、对三个指数函数y y y x x x ==?? ? ? ?=21210,,的图 象的认识。 对图象的进一步认识,(通过三个函数相互关系的比较): ①所有指数函数的图象交叉相交于点(0,1),如y x =2和y x =10相交于()01,,当x >0 时,y x =10的图象在y x =2的图象的上方,当x <0,刚好相反,故有10222>及 10222--<。 ②y x =2与y x =?? ?? ?12的图象关于y 轴对称。 ③通过y x =2,y x =10,y x =?? ?? ?12三个函数图象,可以画出任意一个函数y a x =(a a >≠01且)的示意图,如y x =3的图象,一定位于y x =2和y x =10两个图象的中 间,且过点()01,,从而y x =?? ???13也由关于y 轴的对称性,可得y x =?? ? ? ?13的示意图,即 通过有限个函数的图象进一步认识无限个函数的图象。 2、对数: 定义:如果a N a a b =>≠()01且,那么数b 就叫做以a 为底的对数,记作b N a =log (a 是底数,N 是真数,log a N 是对数式。) 由于N a b =>0故log a N 中N 必须大于0。 当N 为零的负数时对数不存在。 (1)对数式与指数式的互化。 (2)对数恒等式: 由a N b N b a ==()log ()12 将(2)代入(1)得a N a N log = 运用对数恒等式时要注意此式的特点,不能乱用,特别是注意转化时必须幂的底数和对数的底数相同。 计算: () 313 2 -log 解:原式==?? ?? ?-=3 131 2 222 13 1 3 log log 。 (3)对数的性质: ①负数和零没有对数; ②1的对数是零; ③底数的对数等于1。 (4)对数的运算法则: ①()()log log log a a a MN M N M N R =+∈+ , ②()log log log a a a M N M N M N R =-∈+ , ③()()log log a n a N n N N R =∈+ ④()log log a n a N n N N R =∈+ 1 对数概念及其运算 知识点1 对数 1.对数的定义 如果()1,0≠>a a a 的b 次幂等于N ,那么数b 叫做以a 为底N 的对数,记作,log b N a =其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数。在对数函数b N a =log 中,a 的取值范围是 ()1,0≠>a a 且,N 的取值范围是0>N ,b 的取值范围是R b ∈。 【注意】根据对数的定义可知 (1)零和负数没有对数,真数为正数,即0>N (2)在对数中必须强调底数0>a 且1≠a 2.常用对数 (1)定义:以10为底的对数叫做常用对数,N 10log 记做N lg 。 (2)常用对数的性质 10的整数指数幂的对数就是幂的指数,即() 是整数n n n =10lg 3.自然对数 (1)定义:以Λ71828.2=e 为底的对数叫做自然对数,N e log 通常记为InN 。 (2)自然对数与常用对数之间的关系:依据对数换底公式,可以得到自然对数与常用对数之间的关系:4343 .0lg lg lg N e N InN == ,即N InN lg 303.2=。 4.指数式与对数式的互化 (1)符号N a log 既是一个数值,也是一个算式,即已知底数和在某一个指数下的幂,求其 指数的算式。对数式b N a =log 的a 、N 、b 在指数式N a b =中分别是底数、指数和幂。 (2)充分利用指数式和对数式的互换,讲述四条规则: ①在b N a =log 中,必须0>N ,这是由于在实数范围内,正数任何次幂都是正数,因而 N a b =中的N 总是正数,须强调零和负数没有对数。 ②因为10 =a ,所以01log =a 。 ③因为,1 a a =所以1log =a a 。 ④因为N a b =,所以b N a =log ,所以N a N g l a =0。 【例1】下列说法错误的是() (A)负数和零没有对数 (B )任何一个指数式都可以化为对数式 (C )以10为底的对数叫做常用对数 (D )以e 为底的对数叫做自然对数 指数式与对数式的运算 指数与指数幂的运算 教学目标:理解有理指数幂的含义,通过具体实例了解实数指数幂的意义,掌握根式与分数指数幂的互化,掌握有理数指数幂的运算. 知识点回顾: 1. 若n x a =,则x 叫做a 的n 次方根,记为n a ,其中n >1,且n N *∈.(n 叫做根指数,a 叫做被开方数)n 次方根具有如下性质: (1)在实数范围内,正数的奇次方根是一个正数,负数的奇次方根是一个负数;正数的偶次方根是两个绝对值相等、符号相反的数,负数的偶次方根没有意义;零的任何次方根都是零. (2)n 次方根(*1,n n N >∈且)有如下恒等式: ()n n a a =;,||,n n a n a a n ?=?? 为奇数为偶数;np n mp m a a =,(a ≥0). 2.规定正数的分数指数幂:m n m n a a = (0,,,1a m n N n *>∈>且); 注意口诀:(根指 数化为分母,幂指数化为分子), 11 ()()(0,,,m m m n n n a a m n N a a -+==>∈且1)n >. 注意口诀:底数取倒数,指数取相反数.0的负分数指数幂没有意义。 3.指数幂的运算性质 ①(0,,)r s r s a a a a r s R +?=>∈ ②()(0,,)r s rs a a a r s R =>∈ ③()(0,0,)r r r ab a b a b r R =>>∈ 范例解析 例1求下列各式的值: (1)3n n π-()(*1,n n N >∈且); (2)2()x y -. 解:(1)当n 为奇数时,33n n ππ-=-(); 当n 为偶数时,3|3|3n n πππ-=-=-(). (2)2()||x y x y -=-. 当x y ≥时,2()x y x y -=-;当x y <时,2()x y y x -=-. 例2已知221n a =+,求33n n n n a a a a --++的值. 解:332222()(1)1121122121 n n n n n n n n n n n n a a a a a a a a a a a a ------++-+==-+=+-+=-+++. 例3化简:(1)2 115113366 22(2)(6)(3)a b a b a b -÷-; (2)3322 114 4 23 ()a b ab b a b a ?(a >0,b >0); (3)24 3 819?. 对数的概念与对数运算性质 2.2.1对数的概念与对数运算性质 一、内容与解析 (一)内容:对数的概念与对数的基本性质 (二)解析:我们在前面的学习过程中,已了解了指数函数的概念和性质,它是后续学习的基础,从本节开始我们学习对数及其运算.使学生认识引进对数的必要性,理解对数的概念及其运算性质,了解对数换底公式及其简单应用,能将一般对数转化为常用对数或自然对数,通过阅读材料,了解对数的发现历史及其对简化运算的作用. 教材注重从现实生活的事例中引出对数概念,所举例子比较全面,有利于培养学生的思想素质和激发学生学习数学的兴趣和欲望.教学中要充分发挥课本的这些材料的作用,并尽可能联系一些熟悉的事例,以丰富教学的情景创设.教师要尽量发挥电脑绘图的教学功能,教材安排了“阅读与思考”的内容,有利于加强数学文化的教育,应指导学生认真研读.根据本节内容的特点,教学中要注意发挥信息技术的力量,使学生进一步体会到信息技术在数学学习中的作用,尽量利用计算器和计算机创设教学情境,为学生的数学探究与数学思维提供支持. 二、教学目标及解析 (一)教学目标 1.理解对数的概念,了解对数与指数的关系;理解和掌握对数的性质;掌握对数式与指数式的关系;培养学生分析、综合解决问题的能力;培养学生数学应用的意识和科学分析问题的精神和态度. 2.通过与指数式的比较,引出对数的定义与性质. 3.学会对数式与指数式的互化,从而培养学生的类比、分析、归纳能力;在学习过程中培养学生探究的意识;增加学生的成功感,增强学习的积极性. (二)解析 1、理解对数的概念就是指:一是实际的需要;二是人为规定的一种新的表示数的符号; 2、熟练进行对数式与指数式的互化就是指:一是弄清楚对数与指数,对数式与指数式的含义;二是理解对数式与指数式的互化的实质;三是要把这种互化提升为一种方法,为我们以后解题奠定基础。 3、会求一些特殊的对数式的值就是指能够熟练利用:和对数恒等式。 三、问题诊断分析 对数概念的理解中学生存在问题,所以要结合具体的实例,指出为了解决实际问题,引入对数的概念,体现了数学来源于实际的生活,并服务于实际的生活。 四、教学支持条件分析 课题4.4 对数的概念及运算(1)——对数的概念 一、教学内容分析 为了解决“已知底数和幂的值,求指数的问题”,我们引入了新的知识——对数。本节课是对数问题的第一课时,考虑到学生在接受新知识时可能存在的疑惑,因此要在对数概念的形成上重点讲解,和学生共同经历由指数式提出对数概念的过程。由于指对数之间存在着互相转化的关系,所以我们可以结合指数的性质特点考察对数中对于底数、真数以及对数的取值范围的要求。 二、教学目标设计 1.理解对数的意义,掌握底数、真数、对数的允许值范围; 2.掌握对数式与指数式的互化,理解对数式中的底数、真数、对数与指数式中底数、幂、指数之间的对应关系; 3.知道特殊对数的表示方法,会利用计算器计算常用对数值; 4. 经历由指数式提出对数概念的过程; 5. 养成类比、转化的思维习惯; 三、教学重点及难点 对数式与指数式的互化 四、教学用具准备 多媒体课件 六、教学过程设计 一、情景引入 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年时的2倍? 解:设经过x年国民生产总值为2002年时的2倍, 根据题意有a x. +,即2 1(= a x2 %) 8 .1= 08 问题:已知底数和幂的值,求指数?该如何描述? 二、学习新课 1.概念辨析:一般地,如果)1 a b=, a的b次幂等于N,就是N a ,0 (≠ >a 那么数b 叫做以a 为底N 的对数,记作b N a =log ,其中a 叫做底数,N 叫做真数。 [说明]结合指数的性质特点,以及指对数之间的互化关系发现: N a b = ? b N a =log (R b N a a ∈>≠>,0,1,0) (1)对数的底数必须大于0且不等于1; (2)对数的真数必须大于0,也即负数与0没有对数; (3)对数的值可以为一切实数,也即对数值可正、可负、可为零; (4)通常以10为底的对数,叫做常用对数。为了简便,N 的常用对数N 10log ,简记作N lg ; (5)将以无理数Λ7182.2=e 为底的对数叫做自然对数。为了简便,N 的自然对数N e log 简记作N ln 2.例题分析 例1、将下列指数式化为对数式 ① 62554=; ② 32125= -; ③813=a ; ④73.5)31(=m 例2、将下列对数式化为指数式: ① 416log 21-=; ② 7128 1log 2 -=; ③ 201.0log 10-=; ④ 303.210ln =; 例3、求下列各式的值: ① 49log 7; ② 21log 8; ③ 1log a (1,0≠>a a ); 高加索教育指数函数和对数函数总结练习典藏版 重点、难点: 重点:指数函数和对数函数的概念、图象和性质。 难点:指数函数和对数函数的相互关系及性质的应用,以及逻辑划分思想讨论函数y a y x x a ==,log 在a >1及 01<≠01且叫指数函数。 定义域为R ,底数是常数,指数是自变量。 为什么要求函数y a x =中的a 必须a a >≠01且。 因为若a <0时,()y x =-4,当x = 1 4 时,函数值不存在。 a =0,y x =0,当x ≤0,函数值不存在。 a =1时,y x =1对一切x 虽有意义,函数值恒为1,但y x =1的 反函数不存在,因为要求函数y a x =中的a a >≠01且。 1、对三个指数函数y y y x x x ==?? ?? ?=21210,,的图象的认识。 图象特征与函数性质: 对图象的进一步认识,(通过三个函数相互关系的比较): ①所有指数函数的图象交叉相交于点(0,1),如y x =2和y x =10相交于()01,,当x >0时,y x =10的图象在y x =2的图象的上方,当x <0,刚好相反,故有10222>及10 22 2--<。 ②y x =2与y x =?? ? ? ?12的图象关于y 轴对称。 ③通过y x =2,y x =10,y x =?? ?? ?12三个函数图象,可以画出任意一个函数y a x =(a a >≠01且)的示意图, 如y x =3的图象,一定位于y x =2和y x =10两个图象的中间,且过点()01,,从而y x =?? ? ? ?13也由关于y 轴的对 称性,可得y x =?? ? ? ?13的示意图,即通过有限个函数的图象进一步认识无限个函数的图象。 2、对数: 定义:如果a N a a b =>≠()01且,那么数b 就叫做以 a 为底N 的对数,记作 b N a =log (a 是底数,N 是真 数,log a N 是对数式。) 由于N a b =>0故log a N 中N 必须大于0。 当N 为零或负数时对数不存在。 (1)对数式与指数式的互化。 (2)对数恒等式: 由a N b N b a ==()log ()12 将(2)代入(1)得a N a N log = 运用对数恒等式时要注意此式的特点,不能乱用,特别是注意转化时必须幂的底数和对数的底数相同。 计算:() 3 13 2 -log 解:原式==?? ?? ?-=3 131 2 222 13 1 3 log log 。 (3)对数的性质: ①负数和零没有对数; ②1的对数是零; ③底数的对数等于1。 (4)对数的运算法则: ①()()log log log a a a MN M N M N R =+∈+, ②()log log log a a a M N M N M N R =-∈+ , ③()()log log a n a N n N N R =∈+ ④()log log a n a N n N N R =∈+ 1 3、对数函数: 定义:指数函数y a a a x =>≠()01且的反函数 y x a =log x ∈+∞(,)0叫做对数函数。 1、对三个对数函数y x y x ==log log 212 ,, y x =lg 的图象的认识。 图象特征与函数性质: (1)所有对数函数的图象都过点(1,0),但是y x =log 2与y x =lg 在点(1,0)曲线是交叉的,即当x >0时, y x =log 2的图象在y x =lg 的图象上方;而01< 课题:2.2.1对数与对数运算 一、教学内容解析 本节课是人教A版《普通高中课程标准实验教科书 数学1(必修)》中第二章第二节内容,属于单元教学课。之前学生已经学习了指数的相关内容,对于数的研究思路也有了一定的了解,对数是在指数基础上定义的一种新数,所以这节课既是对指数的概念、运算性质、指数函数的深化与理解,又为学习对数函数打下基础。同时也为今后复数的学习提供了研究思路与方法。 对数与对数运算主要内容包括:对数的概念、对数的运算性质、换底公式,如何将三块内容融合到一节课中,意味要抓住这一节的核心知识,舍弃细枝末节,要从整体上去研究这节课。具体体现为借助已有经验,从“研究一个代数对象”的“基本套路”出发,发现和提出对数的研究内容,构建研究路径,得出结论,并用于解决问题。让学生完整经历“现实背景——定义——性质——运算性质”过程,学生在整体框架下自主探究,合作学习。 基于上述分析,将本节课的教学重点确定为:对数的概念、性质与运算性质。 二、教学目标设置 1.经历对数概念的形成过程,掌握对数的概念; 2.从研究一个数的“基本套路”出发,能够将指数中相关的性质和运算性质转化为对数的性质和运算性质; 3.知道用换底公式能将一般对数转化为自然对数或常用对数; 4.感受转化与化归、数形结合、类比、从特殊到一般的数学思想,提升学生的数学抽象,数学运算素养。 三、学生学情分析 知识结构上学生已经学习了指数与指数幂运算,指数函数,经历过研究一种新数的基本套路,这为学生研究“对数与对数运算”提供了理论基础与探究方向。 能力水平上,学生已经具备一定的抽象概括能力以及类比,转化和分析问题的能力,可是如何使学生将已有的知识成功迁移到新知识的学习上,自主探究获得对数的运算性质,从而提高发现问题,探索问题和解决问题的能力,实现学习方式的 指数函数和对数函数 重点、难点: 重点:指数函数和对数函数的概念、图象和性质。 难点:指数函数和对数函数的相互关系及性质的应用,以及逻辑划分思想讨论函数y a y x x a ==,l o g 在a >1及01<≠01且叫指数函数。 定义域为R ,底数是常数,指数是自变量。 为什么要求函数y a x =中的a 必须a a >≠01且。 因为若a <0时,()y x =-4,当x = 14 时,函数值不存在。 a =0,y x =0,当x ≤0,函数值不存在。 a =1时,y x =1对一切x 虽有意义,函数值恒为1,但 y x =1的反函数不存在, 因为要求函数y a x =中的 a a >≠01且。 1、对三个指数函数y y y x x x ==?? ?? ?=21210,,的图象的 认识。 图象特征与函数性质: 对图象的进一步认识,(通过三个函数相互关系的比较): ①所有指数函数的图象交叉相交于点(0,1),如y x =2和y x =10相交于()01,,当x >0时,y x =10的图象在y x =2的图象的上方,当x <0,刚好相反,故有10222>及10222--<。 ②y x =2与y x =?? ? ? ?12的图象关于y 轴对称。 ③通过y x =2,y x =10,y x =?? ? ? ?12三个函数图象,可以画出任意一个函数y a x =(a a >≠01且)的 示意图,如y x =3的图象,一定位于y x =2和y x =10两个图象的中间,且过点()01,,从而y x =?? ? ? ? 13也由 关于y 轴的对称性,可得y x =?? ? ? ?13的示意图,即通过有限个函数的图象进一步认识无限个函数的图象。 2、对数: 定义:如果a N a a b =>≠()01且,那么数b 就叫做以a 为底的对数,记作b N a =l o g (a 是底数,N 是真数,log a N 是对数式。) 由于N a b =>0 故log a N 中N 必须大于0。 当N 为零的负数时对数不存在。 (1)对数式与指数式的互化。 由于对数是新学的,常常把不熟悉的对数式转化为指数式解决问题,如: 求lo g .032524?? ? ? ? 分析:对于初学者来说,对上述问题一般是束手无策,若将它写成log .032524?? ? ? ?=x ,再改写为指数式就比较好办。 解:设log .032524?? ? ? ?=x高中数学《对数的概念与运算性质》精品公开课教案设计
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