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必修一

第25讲 4.3对数(4.3.1对数的概念+4.3.2对数的运算)

学习目标

第25讲 4.3对数(4.3.1对数的概念+4.3.2对数的运算)

课程标准学习目标
①理解对数的概念、掌握对数的性质。 ②掌握指数式与对数式的互化,能进行简单的对数运算。 ③理解对数的运算性质和换底公式,能熟练运用对数的运算性质进行化简求值。 ④能利用对数的运算性质进行解方程及与指、幂函数的综合应用问题的解决。通过本节课的学习,要求掌握对数的概念及对数条件,熟练掌握指对数形式的互化,准确利用对数的运算法则进行对数式子的化简与运算,会解决与对数相关的综合问题.

知识清单

知识点01:对数概念

1、对数的概念:一般地,如果(,且),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.

特别的:规定,且的原因:

①当时,取某些值时,的值不存在,如:是不存在的.

②当时,当时,的值不存在,如:是不成立的;当时,则的取值时任意的,不是唯一的.

③当时,当,则的值不存在;当时,则的取值时任意的,不是唯一的.

知识点02:指数式与对数式的相互转化

当且,

知识点03:对数的性质

①负数和零没有对数.

②对于任意的且,都有,,;

③对数恒等式: (且)

知识点04:对数的运算性质

当且,,

③()

④()

⑤()

知识点05:对数的换底公式

换底公式:(且,,,且)

特别的:

题型精讲

【即学即练1】(2024高一·全国·专题练习)在中,实数的取值范围是(    )

A.或B.或

C.D.

【即学即练2】(2024高二上·福建·学业考试)若,,则等于(    )

A.B.C.D.

【即学即练3】(23-24高二下·北京·阶段练习) .

【即学即练4】(23-24高一下·上海嘉定·阶段练习)

题型01对数概念判断与求值

【典例1】(23-24高一上·贵州贵阳·阶段练习)使式子有意义的的取值范围是(    )

A.B.C.且D.,

【典例2】(23-24高一上·全国·课后作业)若有意义,则实数k的取值范围是 .

【典例3】(23-24高一·全国·课后作业)已知,则x的值为 .

【变式1】(23-24高一上·福建福州·期中)使式子有意义的x的取值范围是(    )

A.B.C.D.

【变式2】(23-24高一上·上海浦东新·期中)若代数式有意义,则实数的取值范围是 .

【变式3】(23-24高一·全国·课后作业)若函数是对数函数,则 .

题型02指数式与对数式相互转换

【典例1】(23-24高一上·福建厦门·期末)已知,则(    )

A.2B.C.3D.4

【典例2】(23-24高一上·新疆乌鲁木齐·期末)将化成指数式可表示为(    )

A.B.C.D.

【典例3】(2023高一上·全国·专题练习)将下列指数式、对数式互化.

(1);

(2);

(3);

(4).

【变式1】(23-24高一上·广西河池·期末)若,则的值为(    )

A.2B.3C.5D.8

【变式2】(23-24高一上·广东深圳·期末)已知,,则 .

【变式3】(22-23高一·全国·随堂练习)将下列对数式改写为指数式:

(1);

(2);

(3);

(4).

题型03对数的运算

【典例1】(23-24高一下·湖北·阶段练习) .

【典例2】(23-24高一下·山西大同·阶段练习)化简下列各式:

(1);

(2).

【典例3】(23-24高一上·广东中山·阶段练习)计算下列各式的值;

(1);

(2)

【变式1】(23-24高一上·广东茂名·期中)计算: .

【变式2】(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·开学考试)求值:

(1);

(2).

【变式3】(23-24高一上·安徽·期末)计算:

(1);

(2).

题型04对数运算性质的应用

【典例1】(2024·四川·模拟预测)若实数,,满足且,则(    )

A.B.12C.D.

【典例2】(23-24高一下·上海嘉定·阶段练习)已知,则 .(用含的式子表示)

【典例3】(23-24高一上·青海海东·阶段练习)(1)求值:;

(2)设,,试用,表示.

【变式1】(23-24高一下·陕西安康·阶段练习)若,则等于(    )

A.B.6C.D.3

【变式2】(2024高三·全国·专题练习)(1)化简:= .

(2)化简:= .

(3)设,且,则等于

【变式3】(24-25高一上·上海·假期作业)已知,(且),用含有的代数式表示.

题型05换底公式的应用

【典例1】(2024·青海·模拟预测)若,,则(   )

A.1B.-1C.2D.-2

【典例2】(2024·陕西安康·模拟预测)若,,则 .

【典例3】(23-24高一上·黑龙江鸡西·期末)计算下列各式的值:

(1)

(2)

【变式1】(2024·全国·模拟预测)已知,则 .

【变式2】(23-24高一上·云南昆明·期末)已知,,则 .

【变式3】(23-24高一上·山东·阶段练习)(1)计算:.

(2)已知,用表示.

题型06对数方程求解

【典例1】(2024·内蒙古·三模)若,则 .

【典例2】(23-24高一上·河北保定·阶段练习)从以下三题中任选两题作答.

(1)已知,求的值;

(2)已知,求的值;

(3)求方程的解集.

【变式1】(23-24高一上·江西赣州·阶段练习)方程:的解是 .

【变式2】(23-24高一上·贵州贵阳·期末)(1)已知,求的值;

(2)已知,求的值.

题型07有附加条件的对数求值问题

【典例1】(2024·辽宁丹东·一模)若,,,则(    )

A.B.C.D.1

【典例2】(多选)(2024·贵州贵阳·一模)已知,则实数满足(    )

A.B.C.D.

【变式1】(23-24高一下·云南昆明·期中)若,则 .

【变式2】(22-23高一下·江苏苏州·开学考试)已知,则 .

题型08对数的实际运用

【典例1】(2024·贵州贵阳·三模)某海岛核污水中含有多种放射性物质,其中放射性物质含量非常高,它可以进入生物体内,还可以在体内停留,并引起基因突变,但却难以被清除.现已知的质量随时间(年)的指数衰减规律是:(其中为的初始质量).则当的质量衰减为最初的时,所经过的时间约为(    )(参考数据:

A.300年B.100年C.255年D.125年

【典例2】(多选)(23-24高一下·安徽铜陵·期中)放射性物质质量衰减一半所用的时间叫做半衰期.有一种放射性物质,现在的质量为500g,按每年的比率衰减,则(    )

参考数据:,.

A.10年后这种放射性物质的质量为9年后这种放射性物质的质量的0.1倍

B.2年后,这种放射性物质的质量与现在相比减少了405g

C.t年后,这种放射性物质的质量为g

D.这种放射性物质的半衰期约为7.5年

【典例3】(23-24高二下·广东茂名·阶段练习)国家主席习近平在十九大报告中指出,坚持人与自然和谐共生.必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,坚持节约资源和保护环境的基本国策.某林区一片森林2019年底的木材总量为a万立方米,由于环境保护,树木的木材总量每年在上一年的基础上增加15%,则至少经过 年,使得木材总盘翻两番.(参考数据:,,)

【变式1】(2024·四川雅安·三模)二维码与我们的生活息息相关,我们使用的二维码主要是大小的特殊的几何图形,即441个点.根据0和1的二进制编码规则,一共有种不同的码,假设我们1万年用掉个二维码,那么所有二维码大约可以用(    )(参考数据:)

A.万年B.万年C.万年D.万年

【变式2】(2024·黑龙江哈尔滨·一模)酒驾是严重危害交通安全的违法行为.为了保障交通安全,根据国家有关规定:血液中酒精含量达到的驾驶员即为酒后驾车,及以上认定为醉酒驾车.假设某驾驶员喝了一定量的酒后,其血液中的酒精含量上升到了.如果停止喝酒以后,他血液中酒精含量会以每小时的速度减少,那么他至少经过几个小时才能驾驶?(    )(结果取整数,参考数据:)

A.1B.2C.3D.4

【变式3】(2024·北京昌平·二模)中国茶文化博大精深,茶水的口感与茶叶类型和水的温度有关,经验表明,某种绿茶用90℃的水泡制,再等到茶水温度降至60℃时饮用,可以产生极佳口感;在20℃室温下,茶水温度从90℃开始,经过tmin后的温度为,可选择函数来近似地刻画茶水温度随时间变化的规律,则在上述条件下,该种绿茶茶水达到最佳饮用口感时,需要放置的时间最接近的是(    )

(参考数据:)

A.B.C.6minD.

强化训练

A夯实基础

一、单选题

1.(江苏省盐城市2023-2024学年高一下学期6月期末数学试题)若,,则用,表示(    )

A.B.C.D.

2.(2024·河南开封·三模)已知,则(    )

A.B.C.D.3

3.(23-24高一下·陕西西安·阶段练习)(    )

A.B.1C.D.

4.(2023·湖南岳阳·模拟预测)已知,则用表示为(    )

A.B.C.D.

5.(23-24高一下·云南昆明·期中)下列等式正确的是(    )

A.B.

C.D.

6.(23-24高二下·湖南邵阳·期中)化简(    )

A.1B.C.D.

7.(23-24高一上·江西南昌·期末)纳皮尔精确的对数定义来源于一个运动的几何模型:假设有两个沿两平行直线运动的动点C和F,其中点C从线段的端点A向B运动,点F从射线的端点D出发向E运动,其中的长为a,的长无限大.若的长度满足在第t秒时,的长度满足在第t秒时,记,,则x是关于y的一个对数函数.根据以上定义,当时,则(    )

A.15B.18C.21D.24

8.(23-24高一上·重庆·期末)若,则(    )

A.B.12C.48D.144

二、多选题

9.(23-24高三上·河南焦作·阶段练习)下列等式成立的是(  )

A.B.

C.D.

10.(22-23高一上·陕西西安·期末)下列计算正确的是(    )

A.log26-log23=log23B.log26-log23=1

C.log39=2D.log3(-4)2=2log3(-4)

三、填空题

11.(2024·全国·高考真题)已知且,则 .

12.(23-24高二下·上海·期末)已知且,则的最大值为 .

四、解答题

13.(24-25高一上·上海·假期作业)求下列各式中的值:

(1);

(2);

(3);

(4).

14.(22-23高一上·新疆喀什·期末)求值:

(1);

(2).

(3)

B能力提升

1.(23-24高二下·江苏徐州·期末)我们通常用里氏震级来标定地震规模的大小,里氏震级与震源中心释放的能量有关,二者满足关系式2008年5月12日,四川汶川发生里氏8.0级地震,2024年6月12日,四川甘孜州石渠县发生里氏4.7级地震,则里氏8.0级地震释放的能量是里氏4.7级地震释放的能量的(    )

A.1.7倍B.4.95倍C.倍D.倍

2.(23-24高二下·浙江宁波·期中)已知,,,且满足,则的最大值为 .

3.(23-24高一上·云南曲靖·阶段练习)求下列各式的值.

(1)

(2)已知试用表示