初高中数学暑假衔接材料:暑假预习专题 第12讲 幂、指数与对数(原卷版及解析)(暑假预习讲义)_第1页
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2/14暑假预习专题第12讲幂、指数与对数内容导航01预习航标→析目标·明方向:预习导航精准定向02教材全解→建框架·精讲解:知识体系系统梳理03过关检测→练考点·强落实:过关检测全面巩固关键词学习目标导航幂指数对数1.理解整数指数幂及其运算律,并会进行相关运算。2.了解根式的概念和性质,理解分数指数幂的概念,会对根式、分数指数幂进行互化。3.掌握积、商、幂的对数运算性质,理解其推导和成立的条件,并熟练其运算技巧。学习重点:掌握有理数指数幂的运算性质,并会进行相关运算。学习难点:能熟练运用对数的性质进行化简求值;掌握换底公式。1.a的n次幂:如果a是一个实数,n是一个正整数,那么称an=a⋅a⋅⋯⋅an↑a为正整数指数幂的运算性质:对任意给定的实数a,b及正整数s,t,有a(1)asat=a2.整数指数幂当a≠0时,可以定义a0=1,a−n=13.根式(1)一般地,如果n为大于1的整数,且xn=a,那么x叫做a的n式子na叫做a的n次根式,n叫做根指数,a(2)a的4.有理数指数幂幂的概念正分数指数幂:am负分数指数幂:a−0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义有理数指幂的运算性质atas=(ab)5.对数的定义:在a>0,a≠1,且N>0的条件下,唯一满足ax=N的数x,称为对数,并用符号logaN表示,而N6.常用对数与自然对数名称定义符号常用对数以10为底的对数log自然对数以无理数e(e的值约为2.71828…)为底的对数log7.对数的运算性质性质1:当M>0,N>0时,性质2:当M>0,N>0时,性质3:当N>0时,对任何给定的实数c,log8.对数换底公式:当N>0时,logb9.常用结论:(1)对数恒等式:alogaN=N(a>0,a≠1且N>0);(2)知|知|识|框|架知|识知|识|精|讲知识点01幂与指数知识点1.指数幂1.的次幂:如果是一个实数,是一个正整数,那么称 为的次幂.正整数指数幂的运算性质:对任意给定的实数,b及正整数s,t,有(1);(2);(3).2.整数指数冥:当时,可以定义这样,可以证明对任意给定的非零实数及整数,上述幂的运算性质(1)到(3)仍然成立3.根式(1)一般地,如果为大于1的整数,且,那么叫做的次方根.式子叫做的次根式,叫做根指数,叫做被开方数.4.有理数指数幂幂的概念、、0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义有理数指幂的运算性质知识点2.幂的运算性质性质对任意给定的正数及实数有,,.实数指数幂运算的注意事项(1)实数指数幂的运算性质是由有理数指数幂、整数指数幂的运算性质推广而来的,有理数指数幂、整数指数幂的运算性质对于实数指数幂也同样适用.(2)在运算性质中,特别要注意幂的底数是正数的规定,若改变等式成立的条件,则等式有可能不成立.知识点3.幂的基本不等式定理无论给出的条件是还是,我们都可以通过倒数进行调整;无论给出的条件是还是,我们都可以通过相反数进行调整;将条件调整到底数大于1,指数大于0,进而应用幂的基本不等式.【经典例题】【例1】分数指数幂与根式运算的转化.(1)(,为正整数,);(2)(,,为正整数,).【技巧归纳】根据题意,结合指数幂的运算法则与运算性质,即可求解.【例2】(24-25高一上·上海浦东新·期中)当时,化简.【技巧归纳】将根式里面进行配方,结合的范围即可化简.【例3】(24-25高一上·上海·期中)已知,化简式子:.【技巧归纳】根据指数幂的运算法则计算化简即可.【例4】(24-25高一上·上海浦东新·期中)化简:.【技巧归纳】根据幂的运算法则计算化简即可.【例5】(24-25高一上·上海·期中)若,且,则的值为.【技巧归纳】利用指数幂的运算求解..【对点练习】【练习1】(24-25高一上·上海·月考)已知,,则【练习2】(24-25高一上·上海·期中)已知,化简.【练习3】(24-25高一上·上海浦东新·月考)若,则【练习4】(24-25高一上·上海·期中)已知,则.【练习5】(24-25高一上·上海·期中)已知,那么等于.【练习6】(25-26高一上·上海·月考)已知,化简.【练习7】(24-25高一上·上海·开学考试)化简:=.【练习8】(24-25高一上·上海·期中)设,下列计算中正确的是(

)A.B.C. D.知识点02对数知识点4.对数1.对数的定义:在,且的条件下,唯一满足的数,称为以为底的对数,并用符号表示,而称为真数."log"的含义:对于初学对数的同学们来说,"log"这个符号似乎很难理解,但是如果将"log"类比成""或者"分子分母"的运算来看,其实就不难理解.对数运算不过是将运算的符号写在数字的前面,是已知一个底数和它的幂求指数的运算.2.常用对数与自然对数名称定义符号常用对数以10为底的对数自然对数以无理数(的值约为2.71828…)为底的对数3.对数与指数的关系(1)只有符合且这三个条件的情况下,才有,如不可转化为对数式;(2)两个式子是同一数量关系的满种不同表现形式,它们互为逆运算.知识点5.对数的运算性质1.两个常用结论(1)对数恒等式:且;(2)且.2.对数的运算性质性质1:当时,;性质2:当时,;性质3:当时,对任何给定的实数.知识点6.对数的换底1.对数换底公式:当时,.(1)换底公式成立的条件是公式中的每一个对数式都有意义.(2)换底公式的意义在于改变对数式的底数,把不同底数问题转化为同底数问题进行化简、计算及证明.(3)换底公式在实际应用中应当根据已知的条件选择适当的“底”,一般换成以10或e为底的对数.2.常用推论:推论,即;推论.相当于"约分";推论3:可看作运算性质3的推广.【经典例题】【例6】(24-25高一上·上海·期中)关于的方程的解集为.【技巧归纳】整理可得,结合对数解方程即可..【例7】(22-23高一上·上海浦东新·期中)若,则.【易错提醒】由对数的概念运算求解即可.【例8】(24-25高一上·上海·期中)设,是方程的两根,则.【易错提醒】先由韦达定理得,,然后化简求解即可.【例9】24-25高一上·上海奉贤·期中)数学上将形如(p为素数)的素数称为“梅森素数”,试估计“梅森素数”的位数为(

)A.607 B.608 C.609 D.610【易错提醒】由题意求出的近似值,可将写成的形式,即可得到结果.【例10】(23-24高一上·上海青浦·期中)已知为正实数,(1)若,求证:;(2)若,不等式,对任意实数均成立,求实数的取值范围.【易错提醒】(1)取对数表示,利用换底公式及对数运算法则证明即可;(2)利用均值不等式求出的最小值,解不等式即可求解.【对点练习】【练习9】(24-25高一上·上海徐汇·期末)已知,则用表示.【练习10】(23-24高一上·上海浦东新·期中)若方程的两个解为,,求的值为.【易错提醒】利用换底公式,得到,再结合韦达定理求值.【练习11】(24-25高一上·上海闵行·期中)已知,则=.【练习12】(24-25高一上·上海·期中)已知e是自然对数的底,求值:.【练习13】(24-25高一上·上海·期中)已知,用的代数式表示.【练习14】已知,则(

)A. B. C. D.【练习15】若,是方程的两个实根,则ab的值等于(

)A.2 B. C.100 D.【练习16】已知,求证:.1.(23-24高一上·上海·期中)化简:.2.(24-25高一上·上海·期中)化简:.3.(24-25高一上·上海·期中)当时,式子的值是.4.(24-25高一上·上海浦东新·期中)计算5.(24-25高一上·上海·期中)代数式化成分数指数幂为.6.已知,则的值为.7.(22-23高一上·上海静安·期中)在中,x的取值范围是8.(24-25高一上·上海奉贤·期中)已知,则.(用a和b表示)9.(24-25高一上·上海·期中)若,则用来表示是.10.已知,则实数的取值范围是.11.设实数a、b、c满足a≥1,b≥1,c≥1,且abc=10,alga•blgb•clgc≥10,则a+b+c=12.若实数x,y满足,且,则的最小值为.13.(22-23高一上·上海·期中)若,则关于的首数与尾数的叙述中正确的是(

)A.首数为,尾数为 B.首数为,尾数为C.首数为,尾数为 D.首数为,尾数为14.(22-23高一上·上海松江·期中)对数中的实数的取值范围与下列哪个不等式的解相同(

)A. B. C. D.15.标准的围棋盘共19行19列,361个格点,每个格点上可能出现“黑”“白”“空”三种情况,因此有种不同的情况;而我国北宋学者沈括在他的著作《梦溪笔谈》中,也讨论过这个问题,他分析得出一局围棋不同的变化大约有“连书万字五十二”种,即,下列数据最接近的是(

)(参考数据:)A. B. C. D.16.(24-25高一上·上海·期中)设a是不等于1的正数,M,N是任意给定的正数,c是任意给定的实数,则下列性质中错误的是(

)A.B.C. D.17.(24-25高一上·上海·期中)成立”是“成立”的(

)条件.A.充分非必要 B.必要非充分 C.既非充分也非必要 D.充要18.(24-25高一上·上海金山·期中)“学如逆水行舟,不进则退;心似平原跑马,易放难收”(明《增广贤文》是勉励人们专心学习的.

假设初始值为,如果每天的“进步率”都是,那么一年后是;如果每天的“退步率”都是,那么一年后是.

一年后“进步者”是“退步者”的倍.

照此计算,大约经过(

)天,“进步者”是“退步者”的倍(近似取计算).A.33 B.35 C.37 D.3919.(24-25高一上·上海·期中)已知,,用表示.20.计算下列各式:(1);(2);(3).21(1)利用关系式证明换底公式:;(2)利用(1)中的换底公式求值:;(3)利用(1)中的换底公式证明:.22.(24-25高一上·上海·月考)已知a、b、c为正实数,且a、b、c均不等于1,(1)求证:;(2)设,,,为正实数且(且),请把(1)中结论进行推广,并证明.23.已知在中,,角A,B,C所对应的三条边长分别为a,b,c.求证:.

暑假预习专题第12讲幂、指数与对数内容导航01预习航标→析目标·明方向:预习导航精准定向02教材全解→建框架·精讲解:知识体系系统梳理03过关检测→练考点·强落实:过关检测全面巩固关键词学习目标导航幂指数对数1.理解整数指数幂及其运算律,并会进行相关运算。2.了解根式的概念和性质,理解分数指数幂的概念,会对根式、分数指数幂进行互化。3.掌握积、商、幂的对数运算性质,理解其推导和成立的条件,并熟练其运算技巧。学习重点:掌握有理数指数幂的运算性质,并会进行相关运算。学习难点:能熟练运用对数的性质进行化简求值;掌握换底公式。1.a的n次幂:如果a是一个实数,n是一个正整数,那么称an=a⋅a⋅⋯⋅an↑a为正整数指数幂的运算性质:对任意给定的实数a,b及正整数s,t,有a(1)asat=a2.整数指数幂当a≠0时,可以定义a0=1,a−n=13.根式(1)一般地,如果n为大于1的整数,且xn=a,那么x叫做a的n式子na叫做a的n次根式,n叫做根指数,a(2)a的4.有理数指数幂幂的概念正分数指数幂:am负分数指数幂:a−0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义有理数指幂的运算性质atas=(ab)5.对数的定义:在a>0,a≠1,且N>0的条件下,唯一满足ax=N的数x,称为对数,并用符号logaN表示,而N6.常用对数与自然对数名称定义符号常用对数以10为底的对数log自然对数以无理数e(e的值约为2.71828…)为底的对数log7.对数的运算性质性质1:当M>0,N>0时,性质2:当M>0,N>0时,性质3:当N>0时,对任何给定的实数c,log8.对数换底公式:当N>0时,logb9.常用结论:(1)对数恒等式:alogaN=N(a>0,a≠1且N>0);(2)知|知|识|框|架知|知|识|精|讲知识点01幂与指数知识点1.指数幂1.的次幂:如果是一个实数,是一个正整数,那么称 为的次幂.正整数指数幂的运算性质:对任意给定的实数,b及正整数s,t,有(1);(2);(3).2.整数指数冥:当时,可以定义这样,可以证明对任意给定的非零实数及整数,上述幂的运算性质(1)到(3)仍然成立3.根式(1)一般地,如果为大于1的整数,且,那么叫做的次方根.式子叫做的次根式,叫做根指数,叫做被开方数.4.有理数指数幂幂的概念、、0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义有理数指幂的运算性质知识点2.幂的运算性质性质对任意给定的正数及实数有,,.实数指数幂运算的注意事项(1)实数指数幂的运算性质是由有理数指数幂、整数指数幂的运算性质推广而来的,有理数指数幂、整数指数幂的运算性质对于实数指数幂也同样适用.(2)在运算性质中,特别要注意幂的底数是正数的规定,若改变等式成立的条件,则等式有可能不成立.知识点3.幂的基本不等式定理无论给出的条件是还是,我们都可以通过倒数进行调整;无论给出的条件是还是,我们都可以通过相反数进行调整;将条件调整到底数大于1,指数大于0,进而应用幂的基本不等式.【经典例题】【例1】分数指数幂与根式运算的转化.(1)(,为正整数,);(2)(,,为正整数,).【答案】【详解】解:(1)由指数幂的运算法则与运算性质,可得;(2)由指数幂的运算法则与运算性质,可得.故答案为:;.【技巧归纳】根据题意,结合指数幂的运算法则与运算性质,即可求解.【例2】(24-25高一上·上海浦东新·期中)当时,化简.【答案】4【详解】因为,所以,所以,故答案为:4.【技巧归纳】将根式里面进行配方,结合的范围即可化简.【例3】(24-25高一上·上海·期中)已知,化简式子:.【答案】【详解】,故答案为:.【技巧归纳】根据指数幂的运算法则计算化简即可.【例4】(24-25高一上·上海浦东新·期中)化简:.【答案】【详解】.【技巧归纳】根据幂的运算法则计算化简即可.【例5】(24-25高一上·上海·期中)若,且,则的值为.【答案】/【详解】解:因为,且,所以,所以,故答案为:.【技巧归纳】利用指数幂的运算求解..【对点练习】【练习1】(24-25高一上·上海·月考)已知,,则【答案】/【分析】应用指数幂的运算性质计算即可.【详解】解:因为,,所以;故答案为:.【练习2】(24-25高一上·上海·期中)已知,化简.【答案】a【分析】根据根式与指数幂的互化与指数幂的运算公式化简可得解.【详解】因为,故答案为:.【练习3】(24-25高一上·上海浦东新·月考)若,则【答案】±【分析】根据题意,利用指数幂的运算法则,以及根式的互化,准确计算,即可求解.【详解】由,可得,即,所以;故答案为:.【练习4】(24-25高一上·上海·期中)已知,则.【答案】/【分析】条件等式两边平方可求,结合立方和公式求,由此可得结论.【详解】因为,所以,故,故,又,所以,所以;故答案为:.【练习5】(24-25高一上·上海·期中)已知,那么等于.【答案】【分析】根据,再结合时,则,即可求解.【详解】由,因为,则,故,即得;故答案为:.【练习6】(25-26高一上·上海·月考)已知,化简.【答案】【分析】根据已知条件化简求得解.【详解】;故答案为:.【练习7】(24-25高一上·上海·开学考试)化简:=.【答案】1【分析】根据指数幂的运算法则计算即可.【详解】解:由题意可知,所以;故答案为:1.【练习8】(24-25高一上·上海·期中)设,下列计算中正确的是(

)A.B.C. D.【答案】B【分析】利用指数幂的运算法则,对各个选项逐一计算判断即可得解.【详解】对于选项A,,故选项A错误,对于选项B,,故选项B正确,对于选项C,,故选项C错误,对于选项D,,故选项D错误,故选:B.知识点02对数知识点4.对数1.对数的定义:在,且的条件下,唯一满足的数,称为以为底的对数,并用符号表示,而称为真数."log"的含义:对于初学对数的同学们来说,"log"这个符号似乎很难理解,但是如果将"log"类比成""或者"分子分母"的运算来看,其实就不难理解.对数运算不过是将运算的符号写在数字的前面,是已知一个底数和它的幂求指数的运算.2.常用对数与自然对数名称定义符号常用对数以10为底的对数自然对数以无理数(的值约为2.71828…)为底的对数3.对数与指数的关系(1)只有符合且这三个条件的情况下,才有,如不可转化为对数式;(2)两个式子是同一数量关系的满种不同表现形式,它们互为逆运算.知识点5.对数的运算性质1.两个常用结论(1)对数恒等式:且;(2)且.2.对数的运算性质性质1:当时,;性质2:当时,;性质3:当时,对任何给定的实数.知识点6.对数的换底1.对数换底公式:当时,.(1)换底公式成立的条件是公式中的每一个对数式都有意义.(2)换底公式的意义在于改变对数式的底数,把不同底数问题转化为同底数问题进行化简、计算及证明.(3)换底公式在实际应用中应当根据已知的条件选择适当的“底”,一般换成以10或e为底的对数.2.常用推论:推论,即;推论.相当于"约分";推论3:可看作运算性质3的推广.【经典例题】【例6】(24-25高一上·上海·期中)关于的方程的解集为.【答案】【详解】因为,可得,所以方程的解集为;故答案为:.【技巧归纳】整理可得,结合对数解方程即可..【例7】(22-23高一上·上海浦东新·期中)若,则.【答案】【详解】由对数运算的定义,有∵,∴,∴,∴.故答案为:.【易错提醒】由对数的概念运算求解即可.【例8】(24-25高一上·上海·期中)设,是方程的两根,则.【答案】【详解】因为,是方程的两根,所以由韦达定理可知,.则;故答案为:.【易错提醒】先由韦达定理得,,然后化简求解即可.【例9】24-25高一上·上海奉贤·期中)数学上将形如(p为素数)的素数称为“梅森素数”,试估计“梅森素数”的位数为(

)A.607 B.608 C.609 D.610【答案】B【详解】因为,则,即,所以的位数为;故选:B.【易错提醒】由题意求出的近似值,可将写成的形式,即可得到结果.【例10】(23-24高一上·上海青浦·期中)已知为正实数,(1)若,求证:;(2)若,不等式,对任意实数均成立,求实数的取值范围.【答案】(1)证明见解析;(2).【详解】(1)令且,则,,,所以,,故成立.(2)由(1)知,,即,所以,当且仅当时,即时等号成立,由恒成立知,成立,即,解得.【易错提醒】(1)取对数表示,利用换底公式及对数运算法则证明即可;(2)利用均值不等式求出的最小值,解不等式即可求解.【对点练习】【练习9】(24-25高一上·上海徐汇·期末)已知,则用表示.【答案】【分析】利用换底公式和对数运算性质即可.【详解】因为,所以;故答案为:.【练习10】(23-24高一上·上海浦东新·期中)若方程的两个解为,,求的值为.【答案】【详解】由题意:,又;故答案为:.【易错提醒】利用换底公式,得到,再结合韦达定理求值.【练习11】(24-25高一上·上海闵行·期中)已知,则=.【答案】【分析】先利用对数的定义可得,,代入利用对数的换底公式计算即可求值.【详解】因为,所以,,,所以;故答案为:.【练习12】(24-25高一上·上海·期中)已知e是自然对数的底,求值:.【答案】/【分析】利用对数的换底公式求解.【详解】解:,故答案为:.【练习13】(24-25高一上·上海·期中)已知,用的代数式表示.【答案】【分析】应用对数运算律计算化简即可.【详解】因为,则,所以;故答案为:.【练习14】已知,则(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】应用对数运算律结合已知计算求解.【详解】因为,则,则,则;故选:D.【练习15】若,是方程的两个实根,则ab的值等于(

)A.2 B. C.100 D.【答案】C【分析】依题意,由韦达定理得,解等式即可.【详解】因为是方程的两个实根所以,即,所以,故选:C.【练习16】已知,求证:.【答案】证明见解析【分析】先令,根据指数式与对数式的互化,以及换底公式,即可证明结论成立.【详解】令,则,,,所以.1.(23-24高一上·上海·期中)化简:.【答案】【分析】由根式的计算求解即可.【详解】,故答案为:.2.(24-25高一上·上海·期中)化简:.【答案】【分析】利用根式和分数指数幂的运算求解.【详解】解:,故答案为:.3.(24-25高一上·上海·期中)当时,式子的值是.【答案】0【分析】利用根式的运算性质化简即可.【详解】因为,所以;故答案为:0.4.(24-25高一上·上海浦东新·期中)计算【答案】9【分析】运用分数指数幂和根式之间转化计算即可.【详解】;故答案为:9.5.(24-25高一上·上海·期中)代数式化成分数指数幂为.【答案】【分析】先将根式化为分数指数幂,再化成负分数指数幂即可求解.【详解】,故答案为:.6.已知,则的值为.【答案】1或【分析】根据题意,先求,即可得解.【详解】根据题意,,所以,则或;故答案为:1或.7.(22-23高一上·上海静安·期中)在中,x的取值范围是【答案】【分析】根据底数和真数的范围,列出不等式,求解即可.【详解】要使得有意义,则,且,解得.故答案为:.8.(24-25高一上·上海奉贤·期中)已知,则.(用a和b表示)【答案】【分析】由题意可得,利用换底公式结合对数运算求解.【详解】因为,则,所以;故答案为:.9.(24-25高一上·上海·期中)若,则用来表示是.【答案】【分析】根据题意利用换底公式以及对数的运算性质求解.【详解】若,所以;故答案为:.10.已知,则实数的取值范围是.【答案】【分析】化简方程可得,变形并结合对数真数大于0,可利用均值不等式求解.【详解】易得,故,由得,故,所以,当且仅当,即时等号成立;故答案为:.11.设实数a、b、c满足a≥1,b≥1,c≥1,且abc=10,alga•blgb•clgc≥10,则a+b+c=【答案】12【解析】由已知可得0≤lga≤1,0≤lgb≤1,0≤lgc≤1,得到lg2a≤lga,lg2b≤lgb,lg2c≤lgc,进而得出lg2a+lg2b+lg2c≥lga+lgb+lgc,从而得到lg2a=lga,lg2b=lgb,lg2c=lgc,由此得到a,b,c的值,则答案可求.【详解】由a≥1,b≥1,c≥1,且abc=10,可得0≤lga≤1,0≤lgb≤1,0≤lgc≤1.可得lg2a≤lga,lg2b≤lgb,lg2c≤lgc,又由alga•blgb•clgc≥10,可得lg(alga•blgb•clgc)≥lg10,可得lg2a+lg2b+lg2c≥1,又由lgabc=lga+lgb+lgc=lg10=1,可得lg2a+lg2b+lg2c≥lga+lgb+lgc,所以lg2a=lga,lg2b=lgb,lg2c=lgc,则a=10或1,b=10或1,c=10或1,由对称思想,不妨a=10,则b=1,c=1,所以a+b+c=12;故答案为:12.12.若实数x,y满足,且,则的最小值为.【答案】8【分析】由给定条件可得,再变形配凑借助均值不等式计算作答.【详解】由得:,又实数x,y满足,则,当且仅当,即时取“=”,由解得:,所以当时,取最小值8;故答案为:8.13.(22-23高一上·上海·期中)若,则关于的首数与尾数的叙述中正确的是(

)A.首数为,尾数为 B.首数为,尾数为C.首数为,尾数为 D.首数为,尾数为【答案】C【分析】利用首数与尾数的概念求解即可.【详解】,首数为,尾数为,故选:C.14.(22-23高一上·上海松江·期中)对数中的实数的取值范围与下列哪个不等式的解相同(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】根据对数中底数的取值要求进行求解判断即可.【详解】对数中的实数的取值要求为:且,A:本选项显然不符合题意;B:,显然不符合题意;C:,或,显然不符合题意;D:且,所以有且,显然符合题意,故选:D.15.标准的围棋盘共19行19列,361个格点,每个格点上可能出现“黑”“白”“空”三种情况,因此有种不同的情况;而我国北宋学者沈括在他的著作《梦溪笔谈》中,也讨论过这个问题,他分析得出一局围棋不同的变化大约有“连书万字五十二”种,即,下列数据最接近的是(

)(参考数据:)A. B. C. D.【答案】C【分析】对取对数,利用对数的运算求解即可得.【详解】,所以,分析选项知C中与其最接近;故选:C.16.(24-25高一上·上海·期中)设a是不等于1的正数,M,N是任意给定的正数,c是任意给定的实数,则下列性质中错误的是(

)A

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