指数函数与对数函数.docx

1、指数函数与对数函数一、知识回顾：1、指数函数与对数函数的图象与性质。2、指数函数与对数函数互为反函数，其图象关于直线对称(1)将下列指数式写成对数式： 54=625；26=164；3x=27； （2）将下列对数式写成指数式： log2128=7； log327=x；lg0.01=-2； ln10=2.303；lg=k. 解析由对数定义：ab=N logaN=b. 解答(1)log5625=4.log2164=6. log327=x. (2)12-4=16.27=128.3x=27. 10-2=0.01.e2.303=10.10k=. 2 根据下列条件分别求x的值： (1)log8x=-23；(

2、2)log2(log5x)=0； (3)logx27=31+log32；(4)logx(2+3)=-1. 解析(1)对数式化指数式，得：x=8-23=? (2)log5x=20=1. x=? (3)31+log32=33log32=?27=x? (4)2+3=x-1=1x. x=? 解答(1)x=8-23=(23)-23=2-2=14. (2)log5x=20=1，x=51=5. (3)logx27=33log32=32=6， x6=27=33=(3)6,故x=3. (4)2+3=x-1=1x,x=12+3=2-3. 解题技巧 转化的思想是一个重要的数学思想，对数式与指数式有着密切的关系，在解

3、决有关问题时，经常进行着两种形式的相互转化. 熟练应用公式：loga1=0,logaa=1,alogaM=M,logaan=n.3 已知logax=4,logay=5，求A=x3x-1y212的值. 解析思路一，已知对数式的值，要求指数式的值，可将对数式转化为指数式，再利用指数式的运算求值； 思路二，对指数式的两边取同底的对数，再利用对数式的运算求值 解答解法一logax=4,logay=5, x=a4,y=a5, A=x512y-13=(a4)512(a5)-13=a53a-53=a0=1. 解法二对所求指数式两边取以a为底的对数得 logaA=loga(x512y-13) =512loga

4、x-13logay=5124-135=0, A=1. 解题技巧 有时对数运算比指数运算来得方便，因此以指数形式出现的式子，可利用取对数的方法，把指数运算转化为对数运算.4 设x,y均为正数，且xy1+lgx=1(x110),求lg(xy)的取值范围. 解析一个等式中含两个变量x、y，对每一个确定的正数x由等式都有惟一的正数y与之对应，故y是x的函数，从而lg(xy)也是x的函数.因此求lg(xy)的取值范围实际上是一个求函数值域的问题，怎样才能建立这种函数关系呢?能否对已知的等式两边也取对数? 解答x0,y0,xy1+lgx=1, 两边取对数得：lgx+(1+lgx)lgy=0. 即lgy=-

5、lgx1+lgx(x110,lgx-1). 令lgx=t, 则lgy=-t1+t(t-1). lg(xy)=lgx+lgy=t-t1+t=t21+t. 解题规律 对一个等式两边取对数是解决含有指数式和对数式问题的常用的有效方法；而变量替换可把较复杂问题转化为较简单的问题.设S=t21+t,得关于t的方程t2-St-S=0有实数解. =S2+4S0，解得S-4或S0, 故lg(xy)的取值范围是(-,-40,+). 5 求值： (1)lg25+lg2lg50+(lg2)2； (2)2log32-log3329+log38-52log53； (3)设lga+lgb=2lg(a-2b)，求log2a

6、-log2b的值; (4)求7lg2012lg0.7的值. 解析(1)25=52,50=510.都化成lg2与lg5的关系式. (2)转化为log32的关系式. (3)所求log2a-log2b=log2ab由已知等式给出了a,b之间的关系，能否从中求出ab的值呢? (4)7lg2012lg0.7是两个指数幂的乘积，且指数含常用对数， 设x=7lg2012lg0.7能否先求出lgx，再求x? 解答(1)原式=lg52+lg2lg(105)+(lg2)2 =2lg5+lg2(1+lg5)+(lg2)2 =lg5(2+lg2)+lg2+(lg2)2 =lg102(2+lg2)+lg2+(lg2)2

7、 =(1-lg2)(2+lg2)+lg2+(lg2)2 =2-lg2-(lg2)2+lg2+(lg2)2=2. (2)原式=2log32-(log325-log332)+log323-5log59 =2log32-5log32+2+3log32-9 =-7. (3)由已知lgab=lg(a-2b)2 (a-2b0), ab=(a-2b)2, 即a2-5ab+4b2=0. ab=1或ab=4，这里a0,b0. 若ab=1，则a-2b0,a1,c0,c1,N0)； (2)logablogbc=logac； (3)logab=1logba(b0,b1)； (4)loganbm=mnlogab. 解析

8、(1)设logaN=b得ab=N,两边取以c为底的对数求出b就可能得证. (2)中logbc能否也换成以a为底的对数. (3)应用(1)将logab换成以b为底的对数. (4)应用(1)将loganbm换成以a为底的对数. 解答(1)设logaN=b，则ab=N,两边取以c为底的对数得：blogca=logcN, b=logcNlogca.logaN=logcNlogca. (2)由(1)logbc=logaclogab. 所以 logablogbc=logablogaclogab=logac. (3)由(1)logab=logbblogba=1logba. 解题规律 (1)中logaN=lo

9、gcNlogca叫做对数换底公式，(2)(3)(4)是(1)的推论，它们在对数运算和含对数的等式证明中经常应用.对于对数的换底公式，既要善于正用，也要善于逆用.(4)由(1)loganbm=logabmlogaan=mlogabnlogaa=mnlogab. 7 已知log67=a,3b=4,求log127. 解析依题意a,b是常数，求log127就是要用a,b表示log127，又3b=4即log34=b，能否将log127转化为以6为底的对数，进而转化为以3为底呢? 解答已知log67=a,log34=b, log127=log67log612=a1+log62. 又log62=log32l

10、og36=log321+log32, 由log34=b,得2log32=b. log32=b2,log62=b21+b2=b2+b. log127=a1+b2+b=a(2+b)2+2b. 解题技巧 利用已知条件求对数的值，一般运用换底公式和对数运算法则，把对数用已知条件表示出来，这是常用的方法技巧 8 已知x,y,zR+，且3x=4y=6z. (1)求满足2x=py的p值； (2)求与p最接近的整数值； (3)求证：12y=1z-1x. 解析已知条件中给出了指数幂的连等式，能否引进中间量m，再用m分别表示x,y,z?又想，对于指数式能否用对数的方法去解答? 解答（1）解法一3x=4y log3

11、3x=log34y x=ylog34 2x=2ylog34=ylog316, p=log316. 解法二设3x=4y=m,取对数得： xlg3=lgm，ylg4=lgm, x=lgmlg3,y=lgmlg4,2x=2lgmlg3,py=plgmlg4. 由2y=py, 得 2lgmlg3=plgmlg4, p=2lg4lg3=lg42lg3=log316. (2)2=log39log316log327=3, 2p3. 又3-p=log327-log316=log32716, p-2=log316-log39=log3169, 而2716169, log327163-p. 与p最接近的整数是3.

12、 解题思想 提倡一题多解.不同的思路，不同的方法，应用了不同的知识或者是相同知识的灵活运用，既发散了思维，又提高了分析问题和解决问题的能力，何乐而不为呢? (2)中涉及比较两个对数的大小.这是同底的两个对数比大小.因为底31，所以真数大的对数就大，问题转化为比较两个真数的大小，这里超前应用了对数函数的单调性，以鼓励学生超前学习，自觉学习的学习积极性.(3)解法一令3x=4y=6z=m,由于x，y，zR+， k1，则 x=lgmlg3,y=lgmlg4,z=lgmlg6, 所以1z-1x=lg6lgm-lg3lgm=lg6-lg3lgm=lg2lgm，12y=12lg4lgm=lg2lgm， 故

13、12y=1z-1x. 解法二3x=4y=6z=m， 则有3=m1x,4=m1y，6=m1z， ，得m1z-1x=63=2=m12y. 1z-1x=12y. 9 已知正数a,b满足a2+b2=7ab.求证：logma+b3=12(logma+logmb)(m0且m1). 解析已知a0,b0,a2+b2=7ab.求证式中真数都只含a,b的一次式，想：能否将真数中的一次式也转化为二次，进而应用a2+b2=7ab? 解答logma+b3=logm(a+b3)212= 解题技巧 将a+b3向二次转化以利于应用a2+b2=7ab是技巧之一. 应用a2+b2=7ab将真数的和式转化为ab的乘积式，以便于应用

14、对数运算性质是技巧之二.12logma+b32=12logma2+b2+2ab9. a2+b2=7ab, logma+b3=12logm7ab+2ab9=12logmab=12(logma+logmb), 即logma+b3=12(logma+logmb). 思维拓展发散 1 数学兴趣小组专门研究了科学记数法与常用对数间的关系.设真数N=a10n.其中N0,1a10,nZ.这就是用科学记数法表示真数N.其科学性体现在哪里?我们只要研究数N的常用对数，就能揭示其中的奥秘. 解析由已知，对N=a10n取常用对数得，lgN=n+lga.真数与对数有何联系? 解答lgN=lg(a10n)=n+lga.

15、nZ,1a10， lga0,1). 我们把整数n叫做N的常用对数的首数，把lga叫做N的常用对数的尾数，它是正的纯小数或0. 小结：lgN的首数就是N中10n的指数，尾数就是lga,0lga0,lgN的首数和尾数与a10n有什么联系？ 有效数字相同的不同正数其常用对数的什么相同？什么不同？ 2 若lgx的首数比lg1x的首数大9，lgx的尾数比lg1x的尾数小0 380 4，且lg0.203 4=1.308 3,求lgx,x,lg1x的值. 解析lg0.203 4=1 308 3,即lg0.203 4=1+0.308 3，1是对数的首数，0.308 3是对数的尾数，是正的纯小数；若设lgx=n

16、+lga，则lg1x也可表出. 解答设lgx=n+lga,依题意lg1x=(n-9)+(lga+0.380 4). 又lg1x=-lgx=-(n+lga), (n-9)+(lga+0 380 4)=-n-lga，其中n-9是首数，lga+0 380 4是尾数，-n-lga=-(n+1)+(1-lga),-(n+1)是首数1-lga是尾数，所以： n-9=-(n+1) lga+0.380 4=1-lga n=4, lga=0.308 3. lgx=4+0.308 3=4.308 3, lg0.203 4=1.308 3,x=2.034104. lg1x=-(4+0.308 3)=5.691 7.

17、 解题规律 把lgx的首数和尾数，lg1x的首数和尾数都看成未知数，根据题目的等量关系列方程.再由同一对数的首数等于首数，尾数等于尾数，求出未知数的值，是解决这类问题的常用方法.3 计算： (1)log2-3(2+3)+log6(2+3+2-3); (2)2lg(lga100)2+lg(lga). 解析(1)中.2+3与2-3有何关系?2+3+2-3双重根号，如何化简? (2)中分母已无法化简，分子能化简吗? 解题方法 认真审题、理解题意、抓住特点、找出明确的解题思路和方法，不要被表面的繁、难所吓倒.解答(1)原式=log2-3(2-3）-1+12log6(2+3+2-3)2 =-1+12lo

18、g6(4+22+32-3) =-1+12log66 =-12. (2)原式=2lg(100lga)2+lg(lga)=2lg100+lg(lga)2+lg(lga)=22+lg(lga)2+lg(lga)=2. 4 已知log2x=log3y=log5z0,比较x,3y,5z的大小. 解析已知是对数等式，要比较大小的是根式，根式能转化成指数幂，所以，对数等式应设法转化为指数式. 解答设log2x=log3y=log5z=m0.则 x=2m,y=3m,z=5m. x=(2)m,3y=(33)m,5z=(55)m. 下面只需比较2与33,55的大小： (2)6=23=8,(33)6=32=9，所以

19、255. 55233. 又m0, 图2-7-1考查指数函数y=(2)x,y=(33)x,y=(55)x在第二象限的图像，如图2-7-1 解题规律 转化的思想是一个重要的数学思想，对数与指数有着密切的关系，在解决有关问题时要充分注意这种关系及对数式与指数式的相互转化. 比较指数相同，底不同的指数幂(底大于0)的大小，要应用多个指数函数在同一坐标系中第一象限(指数大于0)或第二象限(指数小于0)的性质进行比较 是y=(55)x,是y=(2)x,是y=(33)x.指数m0时，图像在第二象限从下到上，底从大到小.所以(33)m(2)m(55)m,故3yx0,b0,M1),且logMb=x，则logMa

20、的值为() A若log63=0.673 1，log6x=-0.326 9, 则x为() A若log5log3(log2x)=0，则x=. 98log87log76log65=. 10如果方程lg2x+(lg2+lg3)lgx+lg2lg3=0的两根为x1、x2,那么x1x2的值为. 11生态学指出：生物系统中，每输入一个营养级的能量，大约只有10%的能量流到下一个营养级.H1H2H3H4H5H6这条生物链中(Hn表示第n个营养级，n=1，2，3，4，5，6).已知对H1输入了106千焦的能量，问第几个营养级能获得100千焦的能量? 12已知x，y，zR+且3x=4y=6z，比较3x，4y，6z

21、的大小. 13已知a,b均为不等于1的正数，且axby=aybx=1，求证x2=y2. 14已知2a5b=2c5d=10，证明(a-1)(d-1)=(b-1)(c-1). 15设集合M=x|lgax2-2(a+1)x-10，若M ，M x|x0且x+11;真数x+10. 6.A点拨：对ab=M取以M为底的对数. 7.C点拨：注意0.673 1+0.326 9=1,log61x=0.326 9， 所以log63+log61x=log63x=1.3x=6, x=12. 8.x=8点拨：由外向内.log3(log2x)=1, log2x=3, x=23. 9.5点拨：log87log76log65=

22、log85, 8log85=5. 10.16点拨：关于lgx的一元二次方程的两根是lgx1,lgx2. 由lgx1=-lg2,lgx2=-lg3，得x1=12,x2=13. 11.设第n个营养级能获得100千焦的能量， 依题意:10610100n-1=100, 化简得:107-n=102,利用同底幂相等，得7-n=2, 或者两边取常用对数也得7-n=2. n=5,即第5个营养级能获能量100千焦. 12 设3x=4y=6z=k,因为x，y，zR+， 所以k1.取以k为底的对数，得： x=1logk3,y=1logk4,z=1logk6. 3x=3logk3=113logk3=1logk33,

23、同理得：4y=1logk44,6z=1logk66. 而33=1281,44=1264,66=1236, logk33logk44logk66. 又k1,3344661, logk33logk44logk660,3x4y0),则 ax2-2(a+1)x-1=10t(t0). 10t1 ,ax2-2(a+1)x-11,ax2-2(a+1)x-20. 当a=0时,解集x|x-1 x|x0; 当a0时,M 且M x|x0. 方程ax2-2(a+1)x-2=0 必有两不等实根，设为x1,x2且x10时,M=x|xx2,显然不是x|x0的子集； 当a0时，M=x|x1xx2只要： a0， x1+x2=2(a+1)a0. 解得3-2a0，综上所求，a的取值范围是：3-2a0. 16.N=3.8401011, lgN=11.584 3. 17.设经过x年，成本降为原来的40%.则 (1-10%)x=40%,两边取常用对数，得： xlg(1-10%)=lg40% ， 即x=lg0.4lg0.9=lg4-1lg9-1=2lg2-12lg3-1=10. 所以经过10年成本降低为原来的40%. 18.f(x)=log1.104x或f(x)=lgxlg1.104. 点拨：设原来一个季度产品为a，则a(1+10.4%)y=xa,y=log1.104x.