有的学生可能会提出把MN看成M·1N再用法则,但无法解决logu1N计算问题,再引导学生如何回避logu1N的问题。经思考可以得到如下证法loguMN=loguMN+loguN-loguN=loguM-loguN。或证明如下loguM=logu(MN·N)=loguMN+loguN,再移项可得证。以上两种证明方法都体现了化归的思想,而且后面的证法中使用的拆分技巧“化减为加”也是会经常用到的。最后板书法则2,并让学生用文字语言叙述法则2。(两个正数的商的对数等于这两个正数的对数的差)
请学生完成下面的计算
(1)lg10100(2) lg20-lg2
计算后再提出刚才没有解决的问题即logu1N=loguN-1=?并将其一般化改为loguMn=?(a>0,a≠1,M>0)学生在说出结论的同时就可给出证明如下:设loguM=p,则ap=M,∴Mn=(ap)n=apn,∴loguMn=n·loguM 。教师还可让学生思考是否还有其他证明方法,可在课下研究。
将三条法则写在一起,用投影仪打出,并与指数的法则进行对比。然后要求学生从以下几个方面认识法则:(1) 了解法则的由来。(怎么证?)
(2) 掌握法则的内容。(用符号语言和文字语言叙述?)
(3) 法则使用的条件。(使每一个对数都有意义。)
(4) 法则的功能。(要求能正反使用。)
三、巩固练习
例2计算
(1)log93+log927(2)lg5100
(3)lg14-2lg5(4)log2(4+4)
(5)lg 100000lg 100(6)log2(47×25)
解答略
对学生的解答进行点评。
例3已知log23=a,log25=b用a,b的式子表示(1)log20.6 (2)log230(3) log243125
由学生上黑板写出求解过程。
四、小结
1.运算法则的内容
2.运算法则的推导与证明
3.运算法则的使用
五、作业
略
六、板书设计
二、对数运算法则
例1
例3
1. 内容
(1)
(2)
(3)例2小结
2. 证明
3. 对法则的认识(1)条件(2)功能
【习题精选】
(1)下列各式中正确的个数是 。
①logu(b2-c2)=2logub-2loguc②(logu3)2=2logu3
③lg 15lg 3=lg 5
④logux2=2logu|x
(A)0(B)1(C)2(D)3
(2)计算
①lg 8+lg 125-lg 2-lg 5lg10·lg 0.1
②logn+1-n(n+1-n
③lg 5·lg 8000+(lg 23)2+lg16+lg 0.06
④2|logu0.3|-1
(3)若a=lg(1-19),b=lg (1-181),则 ( )。
(A)lg 2=2a-b+13,lg 3=a-b+12
(B)lg 2=2a+b+13,lg 3=a+b+12
(C)lg 2=2a-b+12,lg 3=a-b+13
(D)lg 2=2a+b+12,lg 3=a+b+13
(4)若67x=27,603y=81,则3x-4y。
(5)已知b=logx+7(x2+6x+5)有意义,则x的取值范围是。
(6)已知logu(3+1)+logu(3-1)=12,则logu(17+1)+logu(17-1)=。
(7)已知2lg(3x-2)=lgx+lg(3x+2) ,求logx222的值。
(8)已知a,b,c是△ABC 的三边且关于x的一元二次方程:x2-2x+lg(c2-b2)-2lga+1=0,有相等的实根,试判断△ABC 的形状。
(9)某工厂1983年生产种产品2万件,计划从1984年开始每年的产量比上一年增长20%。问从哪一年开始这家工厂生产这种产品的年产量开始。(已知lg 2=0.3010,lg 3=0.4771)
答案:
(1)B(2) ①-4 ②-1 ③1④53
(3)A(4)-2 (5)(-7,-6)∪(-6,-5)∪(-1,+∞)
(6)2(7)74 (8)直角三角形(9)1993年【典型例题】
例1求下列各式中的 。
(1)log45x=-12 ;
(2) logx5=32;
(3) (logx4)2=9;
(4) log(x-1)(x2+8x+7)=1;(5) logx+2(x2-2x-2)=0。
分析:根据式中x的位置或转化成指数式计算或利用对数性质进行计算。
解: (1)x=(45)-12=54=52。
(2)x32=5,得x=523 =325。
(3)logx4=±3 ,得x=34 或x=314 。
(4)由对数性质得x=8。
(5)由对数性质得x2-2x-2=1
x+2>0,x+2≠1解得x=3。
证明:对数式的运算除了注意使各量都有意义为前提,还要注意指对之间的互化互助。
例2已知f(x6)=log2x,求f(8)的值。
分析:根据复合函数的概念,结合换元法可以直接求值,当然也可以先求出f(x)的解析式再求f(8)的值。
解:法一令x6=u则x=6u,u>0,
∴f(u)=log26u. ∴f(8)=log268=log2212=12 。
法二由x6=8,得x=68,∴f(8)=log268=12。
说明:此题以函数概念为背景,实际考察对数的运算法则的使用。
例3计算
(1) lg27+lg8-lg1000lg1.2;(2) lg2·lg52+lg0.2·lg40;(3)(10)2-lg1625 。
分析:对数运算法则是解决这类运算的重要工具,除此之外还需用到有关指数幂的运算法则进行计算。
解:(1)原式=32lg3+3lg2-32lg2×35
=32(lg3+2lg2-1)lg3+2lg2-1=32。
(2)原式=lg2·lg1022+lg210·lg(22×10)
=lg2(1-2lg2)+(lg2-1)(2lg2+1)
=lg2-2(lg2)2+2(lg2)2-2lg2+lg2-1
=-1 。
(3)原式=(1012)2-2lg45=101-1lg45=1010lg45=1045=252。
说明:第(2)小题的运算除利用法则外,有一定的设计性,主导思想是减少对数值的个数。此题在减少量的思想指导下,只剩一种元“lg2”是最理想的状态。
例4(1)已知log7[log3(log2x)]=0,则 x-23=。
(2)设|a-8b|+(4b-1)2=0(a,b∈R),则log2ab的值为。
(3)已知loga2=m,loga3=n则a2m+n的值为。
分析:此组小题主要将指对运算混合在一起,注意各自法则的正确使用。
解: (1)由性质得log3(log2x)=1,又由性质得log2x=3,由定义得x=8.∴8-23=2-2=14。
(2)由已知得4b-1=0
a=8b ∴a=2
b=14。
∴log2ab =log2214 =14。
(3)将其改写为指数式为am=2,an=3,a2m+n=22·3=12。
说明: 利用指数对数的对立统一性,注意运算形式的选择,以简化计算。
例5已知a=lg(1+17),b=lg(1+149) ,试用a,b的式子表示lg1.4。
分析:求以a,b表示lg1.4的式子,实际上是寻找lg87,lg5049和lg1.4之间的关系所以应将三个真数尽量化整并化小,便于寻找关系。
解:b=lg5049=lg50-2lg7=2-lg2-2lg7(1)
a=lg87=3lg2-lg7(2)
由(1)(2)解得lg2=17(2a-b+2),lg7=17(-a-3b+6)。
∴lg1.4=lg1410=lg2+lg7-1=17(a-4b+ 1)。
说明:本题的求解中,分解化简和方程思想的运用在处理很多问题中具有一般性。
例6对于正整数a,b,c(a≤b≤c)和实数x,y,z,w,ax=by=cz=30w,1x+1y+1z=1w求a,b,c的值。
分析:可先从条件中化去w,得到含有a,b,c的方程,转化条件可以利用指对互化来完成。
解:在ax=30w中,两边取对数得xlga=wlg30,∴wx=lgalg30 。
同理由by=30w和cz=30w得wy=lgblg30=wz=lgclg30,又1x+1y+1z=1w∴lgalg30+lgblg30+lgclg30=1即lgabc=lg30,∴abc=30。又1≤a≤b≤c ,可分为三种情况:如果a=1由ax=30w得30w=1,w=0(舍去)
如果a=2,得bc=15,∴b=3,c=5.
如果a>2,此时bc无整数解。∴a=2,b=3,c=5
说明:对所给条件两边同时取对数是化简条件向指数转化的重要手段,且这里对a,b,c 情况的讨论也要有主有次,抓住一个为主元,进行讨论即可。
例7已知函数f(x)=x2+(lga+2)x+lgb满足f(-1)=-2。且对一切实数x都有 f(x)≥2x,求实数a,b的值。
分析:这是一道函数与不等式结合的题目,需确定f(x)≥2x的类型,再根据条件求解。
解:由f(-1)=-2得1-lga+lgb=0 (1)
由f(x)≥2x得x2+lga·x+lgb≥0(2)
(2)对任意x恒成立的条件是△=lg2a-4lgb≤0。将(1)中lgb=lga-1代入得lg2a-4(lga-1)≤0解得lga=2,a=100 b=10。
说明:此题中“对一切实数x都有f(x)≥2x恒成立”的问题的转化,必须保证其等价性。