对数换底公式的探究及应用(修改稿)
云南会泽一中 郭兴甫 邮编:654200
课本66页中给出探究问题,你能根据对数的定义推导出下面的换底公式吗?
你推导了吗?这里给出一种证明,供你参考比较。
证明:设
故
成立。
由对数的性质,利用换底公式易得探究变式:
变式1.
证明:
变式2.
由变式1可证这里略。
变式3.
证明:由换底公式,可得
变式4.
证明:左边=
=右边。
变式5.
证明可仿变式4.这里略。
举例:
例1已知
的值。
分析
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:由于已知的对数和所求的对数的底数不同,可用换底公式换成常用对数,寻找已知和未知之间的关系,可将真数都化成质数的形式,方便计算。
解:由
评注:应用换底公式时一般换成以10为底或以其中一个底数相同的对数的形式,也可根据实际需要换成相应的底。
例2.计算
分析:因对数式中底数都不相同,故不能直接利用对数的运算性质计算。利用变式2化简每一个对数式。
解:原式=
=
评注:正确利用换底公式是快速,准确求解对数问题的有效途径之一。
例3.设
的值。
分析:已知条件可转化为对数式,在利用换底公式将底数化为同底的对数式。
解:
评注:利用对数的底数与真数互换,对数值互为倒数,可把两对数的底数化为相同,进而可利用对数的性质运算。
例4.计算
分析:本题是求几个对数值的积的问题,由于底数不同,可利用变式4改变真数的位置,再把真数化为质数幂的形式。
解:原式=
=2
=8
评注:本题的解答过程实际是把对数换底,再约分。
例5已知
的最大值和最小值。
分析:由条件知
的范围,将所求函数式化为用
表
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示的形式,再用函数在闭区间上的最值问题求解。
解:
=
时,
故函数的最大值为2,最小值为-
。
评注:解决本题的关键是正确利用换底公式
把对数式转化为
的形式,提示也是解决本题的一个难点。
附注:本文适合第6期4版自主探究、方法技巧等栏目。笔者在教学中发现学生能灵活应用换底公式,对解决对数方面的问题十分有益。希望本文能给同学们一点帮助与启示!