Karinoya 学习室

高中 · 高中数学 定期考试实验室

指数函数、对数函数

可以用简体中文阅读题目和解说。讲义(解说文章)仅有日文版。

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第1题 | 负指数

2⁻³ 的值是哪一个。

  1. −1/8
  2. 1/8
  3. −8
  4. 1/6
正确答案B. 1/8

负指数表示倒数,所以 2⁻³=1/2³=1/8。−8 是误解成“加个负号”的错误,1/6 是算成 2×3 的错误,−1/8 是把两种错误混在一起。

第2题 | 零次幂

5⁰ 的值是哪一个。

  1. 1
  2. 1/5
  3. 5
  4. 0
正确答案A. 1

当 a≠0 时 a⁰=1。因为 5²÷5²=5⁰,而实际的值是 25÷25=1。0 是“零次幂所以是0”这一常见误解,1/5 是与 5⁻¹ 混淆。

第3题 | 有理数指数

8^(2/3) 的值是哪一个。

  1. 4
  2. 16/3
  3. 16
  4. 2
正确答案A. 4

8^(2/3)=(∛8)²=2²=4。2 是停在 8^(1/3) 的错误,16 是把指数误当成乘法、算成 8×2 的错误,16/3 是算成 8×2/3 的错误。

第4题 | 指数运算法则

a³ × a⁵ ÷ a² 计算后的结果是哪一个(a≠0)。

  1. a⁸
  2. a¹⁰
  3. a⁶
  4. a⁴
正确答案C. a⁶

指数为 3+5−2=6,所以是 a⁶。a¹⁰ 是把除法也算成加、写成 3+5+2,a⁸ 是忘了 ÷a²、只算 3+5,a⁴ 是误算成 (3+5)÷2。

第5题 | 幂的乘方

(2³)² × 2⁻⁴ 的值是哪一个。

  1. 2
  2. 1/4
  3. 64
  4. 4
正确答案D. 4

(2³)²=2⁶,所以 2⁶×2⁻⁴=2²=4。2 是把 (2³)² 的指数算成 3+2=5、得到 2⁵⁻⁴,64 是忘了乘 2⁻⁴ 的 2⁶,1/4 是符号处理出错的 2⁻²。

第6题 | 方根的计算

∛16 × ∛4 的值是哪一个。

  1. ∛20
  2. 8
  3. 2
  4. 4
正确答案D. 4

同次方根相乘可以把根号里的数相乘:∛(16×4)=∛64=4。8 是与 √64(平方根)混淆的错误,∛20 是把 16+4 相加的错误,2 是与 ∛8 混淆。

第7题 | 大小比较

把 √2、∛4、∜8 由小到大排列,正确的是哪一个。

  1. √2 < ∛4 < ∜8
  2. √2 < ∜8 < ∛4
  3. ∜8 < ∛4 < √2
  4. ∛4 < √2 < ∜8
正确答案A. √2 < ∛4 < ∜8

统一化成以 2 为底:√2=2^(1/2)、∛4=2^(2/3)、∜8=2^(3/4)。底 2>1,所以指数 1/2<2/3<3/4 的顺序就是数值的大小顺序,即 √2 < ∛4 < ∜8。

第8题 | 分数的乘方

(1/2)⁻² 的值是哪一个。

  1. −4
  2. 1/4
  3. −1/4
  4. 4
正确答案D. 4

负指数表示倒数,所以 (1/2)⁻²=2²=4。1/4 是忽略负号、算成 (1/2)² 的结果,−4 与 −1/4 都来自“负指数就是负数”这一误解。

第9题 | 图象的性质

关于指数函数 y = 3ˣ 的图象的说明,正确的是哪一个。

  1. 经过点(0, 1),并且始终递增
  2. 与 x 轴交于 1 点
  3. 经过点(0, 0),并且始终递增
  4. 经过点(0, 1),并且始终递减
正确答案A. 经过点(0, 1),并且始终递增

因为 3⁰=1,所以图象必定经过点(0, 1);底 3>1,所以递增。又因为始终有 y>0,所以与 x 轴(渐近线)不相交。底满足 0<a<1 时才递减。

第10题 | 对称式的值

当 2ˣ + 2⁻ˣ = 3 时,4ˣ + 4⁻ˣ 的值是哪一个。

  1. 6
  2. 7
  3. 9
  4. 11
正确答案B. 7

4ˣ+4⁻ˣ=(2ˣ+2⁻ˣ)²−2·2ˣ·2⁻ˣ=3²−2=7(因为 2ˣ·2⁻ˣ=2⁰=1)。9 是漏掉 −2 的错误,11 是写成 +2 的符号错误,6 是误算成 2×3 的值。

第11题 | 对数的定义

log_2 8 的值是哪一个。

  1. 2
  2. 16
  3. 4
  4. 3
正确答案D. 3

它回答的是“2 的多少次幂等于 8”,因为 2³=8,所以是 3。4 是算成 8÷2 的错误,16 是算成 2×8 的错误,2 是直接答底的错误。

第12题 | log 1 的值

log_3 1 的值是哪一个。

  1. 1
  2. 1/3
  3. 3
  4. 0
正确答案D. 0

因为 3⁰=1,所以 log_3 1=0。无论底是什么,都有 log_a 1=0。1 是与 log_a a=1 混淆,1/3 是 3⁻¹ 的值,3 是直接答底的错误。

第13题 | 对数的和

log_2 8 + log_2 4 的值是哪一个。

  1. 5
  2. 6
  3. 12
  4. 1
正确答案A. 5

log_2 8=3、log_2 4=2,所以 3+2=5(用真数相乘算 log_2 32=5 也一样)。6 是算成 3×2 的错误,12 是把真数相加成 8+4 的错误,1 是写成 log_2(8/4)、误用成商的错误。

第14题 | 常用对数的和

log_10 5 + log_10 2 的值是哪一个。

  1. log_10 7
  2. 1
  3. log_10 3
  4. 10
正确答案B. 1

用积的公式得 log_10(5×2)=log_10 10=1。log_10 7 是把真数相加成 5+2 的错误,log_10 3 是相减成 5−2 的错误,10 是把 log 去掉、只答真数之积的错误。

第15题 | 幂的对数

log_2 √8 的值是哪一个。

  1. 3
  2. 1/2
  3. 2√2
  4. 3/2
正确答案D. 3/2

因为 √8=8^(1/2),所以 log_2 √8=(1/2)log_2 8=(1/2)×3=3/2。3 是忽略根号、算成 log_2 8 的错误,1/2 是只答指数的错误,2√2 则是 √8 本身的值。

第16题 | 对数的差

log_3 18 − log_3 2 的值是哪一个。

  1. 16
  2. 2
  3. 1
  4. 9
正确答案B. 2

用商的公式得 log_3(18/2)=log_3 9=2(因为 3²=9)。9 是把 log 去掉、只答 18÷2 的错误,16 是把真数相减成 18−2 的错误,1 是把 log_3(18/2) 又约成 log_3 3 的过度化简(log_3 3=1)。

第17题 | 换底

log_4 8 的值是哪一个。

  1. 3/2
  2. 1/2
  3. 2
  4. 2/3
正确答案A. 3/2

用换底公式得 log_4 8=log_2 8/log_2 4=3/2。2/3 是把分子分母弄反的错误,2 是算成 8÷4 的错误,1/2 是算成 4÷8 的错误。

第18题 | 对数与字母

设 log_2 3 = a、log_2 5 = b,把 log_2 45 用 a、b 表示,结果是哪一个。

  1. a + b
  2. 2ab
  3. a + 2b
  4. 2a + b
正确答案D. 2a + b

因为 45=3²×5,所以 log_2 45=2log_2 3+log_2 5=2a+b。a + 2b 是误分解成 45=3×5² 的错误,a + b 是漏掉平方、当成 45=15 的错误,2ab 是把系数写成乘法的错误。

第19题 | 换底与乘积

log_2 3 × log_3 4 的值是哪一个。

  1. 1
  2. 12
  3. log_2 12
  4. 2
正确答案D. 2

由换底公式 log_3 4=log_2 4/log_2 3,所以乘积等于 log_2 4=2。1 是与 log_2 3×log_3 2=1(互为倒数的关系)混淆,log_2 12 与 12 都来自“相乘就把真数相乘”这一误解。

第20题 | 指数方程

方程 2ˣ = 16 的解是哪一个。

  1. x = 8
  2. x = 2
  3. x = 4
  4. x = 32
正确答案C. x = 4

因为 16=2⁴,比较指数得 x=4。8 是算成 16÷2,32 是算成 16×2 的错误,2 是与 √16 混淆。把两边化成同底的幂是基本做法。

第21题 | 指数与分数

方程 3ˣ = 1/9 的解是哪一个。

  1. x = −2
  2. x = −3
  3. x = 2
  4. x = 3
正确答案A. x = −2

因为 1/9=1/3²=3⁻²,所以 x=−2。2 是忘了倒数带来的负号,−3 是与 1/27=3⁻³ 混淆,3 是与 27 混淆。用“1/aⁿ=a⁻ⁿ”把底统一起来。

第22题 | 统一底数

方程 4ˣ = 8 的解是哪一个。

  1. x = 4
  2. x = 2
  3. x = 3/2
  4. x = 2/3
正确答案C. x = 3/2

统一成底 2 得 2²ˣ=2³,由 2x=3 得 x=3/2。2/3 是把 2x=3 反着解成 x=2/3 的错误,2 是由 4×2=8 想当然,4 是算成 8−4 的错误。

第23题 | 对数方程

方程 log_2 x = 5 的解是哪一个。

  1. x = 25
  2. x = 32
  3. x = 10
  4. x = 7
正确答案B. x = 32

由定义得 x=2⁵=32。25 是把底与指数弄反、算成 5² 的错误,10 是算成 2×5,7 是算成 2+5 的错误。关键全在 log_a x=p ⇔ x=aᵖ 这一改写。

第24题 | 求真数

方程 log_3 (x−1) = 2 的解是哪一个。

  1. x = 10
  2. x = 4
  3. x = 7
  4. x = 9
正确答案A. x = 10

在真数条件 x−1>0 之下,x−1=3²=9,所以 x=10(此时 x−1=9>0,符合条件)。9 是忘了 +1 的错误,7 是把 3×2=6 再加 1 的错误,4 是误读成 3¹=3 再加 1 的错误。

第25题 | 指数不等式

不等式 (1/2)ˣ < 1/8 的解是哪一个。

  1. x > −3
  2. x < 3
  3. x < −3
  4. x > 3
正确答案D. x > 3

因为 1/8=(1/2)³,所以 (1/2)ˣ<(1/2)³。底 1/2 小于 1,是减函数,所以不等号方向要反过来,得 x>3。x<3 是忘记反转方向的常见错误。实际上 (1/2)⁴=1/16<1/8,可以据此确认。

第26题 | 对数不等式

不等式 log_(1/3) x > −2 的解是哪一个。

  1. 0 < x < 1/9
  2. x > 1/9
  3. x > 9
  4. 0 < x < 9
正确答案D. 0 < x < 9

−2=log_(1/3) 9(因为 (1/3)⁻²=9)。底 1/3<1,所以不等号方向反过来得 x<9,再结合真数条件 x>0,得 0<x<9。x>9 是忘了反转方向,1/9 是把符号弄错、算成 (1/3)² 的值。

第27题 | 换元

方程 4ˣ − 3·2ˣ − 4 = 0 的解是哪一个。

  1. x = 2
  2. x = 2, x = −1
  3. x = 1
  4. x = 4
正确答案A. x = 2

令 2ˣ=t(t>0),则 t²−3t−4=0,即 (t−4)(t+1)=0。由 t>0 只取 t=4,再由 2ˣ=4 得 x=2。写成 x=2, −1 是忘了舍去 t=−1 的错误,x=4 是把 t 的值直接当成解的错误,x=1 代入得 4−6−4=−6≠0,不成立。

第28题 | 位数的基础

设 log_10 2 = 0.3010,2¹⁰ 是几位数。

  1. 10 位数
  2. 3 位数
  3. 5 位数
  4. 4 位数
正确答案D. 4 位数

log_10 2¹⁰=10×0.3010=3.010。由 3≦log_10 2¹⁰<4 得 10³≦2¹⁰<10⁴,所以是 4 位数(实际上 2¹⁰=1024)。3 位数是直接用整数部分、忘了 +1 的错误,10 位数是与指数混淆。

第29题 | 位数

设 log_10 2 = 0.3010,2⁵⁰ 是几位数。

  1. 16 位数
  2. 50 位数
  3. 17 位数
  4. 15 位数
正确答案A. 16 位数

log_10 2⁵⁰=50×0.3010=15.05。由 15≦log_10 2⁵⁰<16 得 10¹⁵≦2⁵⁰<10¹⁶,所以是 16 位数。15 位数是忘了给整数部分 +1 的错误,50 位数是与指数混淆,17 位数是多加了 1、按 +2 计数的错误。

第30题 | 不等式与位数

设 log_10 2 = 0.3010,使 (1/2)ⁿ < 0.001 成立的最小自然数 n 是哪一个。

  1. n = 3
  2. n = 11
  3. n = 9
  4. n = 10
正确答案D. n = 10

两边取常用对数得 −0.3010n<−3,即 n>3/0.3010=9.96…。满足它的最小自然数是 n=10。验算:(1/2)⁹≒0.00195 还大于 0.001,到 (1/2)¹⁰≒0.00098 才首次小于它。9 是把 9.96… 舍成整数部分的错误,3 是直接照抄 0.001=10⁻³ 的指数的错误。

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