答案: 4
下面我们用不同的方式来讲解为什么 log₂9 * log₃4 = 4。
1. 换底公式的简洁解法
这是最直接也是最常用的方法。核心在于使用换底公式:logₐb = logₓb / logₓa,其中x可以是任意底数,通常选择10或者e(自然对数)来方便计算。这里,我们选择底数为2进行转换:
- log₃4 = log₂4 / log₂3
那么原式就变成:
log₂9 * log₃4 = log₂9 * (log₂4 / log₂3)
再将 log₂9 写成 log₂(3²) = 2log₂3,并将 log₂4 写成 log₂(2²) = 2,代入:
= 2log₂3 * (2 / log₂3)
= 4 * (log₂3 / log₂3)
= 4 * 1
= 4
2. 指数函数的视角:一种思维的转换
让我们换个角度思考。 假设 log₂9 = x,log₃4 = y。
那么,根据对数的定义:
- 2ˣ = 9
- 3ʸ = 4
我们的目标是求 x * y。
将第一个等式两边同时开方(1/2次方):
(2ˣ)^(1/2) = 9^(1/2)
2^(x/2) = 3
将第二个等式代入,因为 3ʸ = 4:
2^(x/2) = 3 ⇒ (2^(x/2))ʸ = 3ʸ = 4
所以, 2^(xy/2) = 4 = 2²
指数相等,则 xy/2 = 2 ⇒ xy = 4
3. 逐步拆解:理解对数的本质
让我们不用公式,尝试理解对数的含义来一步一步分解问题:
log₂9 的含义是:2 的多少次方等于 9? 略大于 3,因为 2³ = 8
log₃4 的含义是:3 的多少次方等于 4? 略大于 1,因为 3¹ = 3
我们可以将 9 表示为 3²,将 4 表示为 2²。
因此,log₂9 = log₂(3²) = 2log₂3
并且,log₃4 = log₃(2²) = 2log₃2
现在我们有:
log₂9 * log₃4 = (2log₂3) * (2log₃2) = 4 * log₂3 * log₃2
关键一步: log₂3 * log₃2 = 1, 为什么呢?
可以这样理解,log₂3 表达的是 2 变成 3 的“倍率”,而 log₃2 表达的是 3 变成 2 的“倍率”,两者相乘自然等于1,相当于互为倒数。严格的证明可以用换底公式:
log₃2 = 1 / log₂3
因此 log₂3 * log₃2 = log₂3 * (1 / log₂3) = 1
所以,最终结果为 4 * 1 = 4
4. 简单记忆的技巧
记住一个常用的对数性质:logₐb * logbₐ = 1 (只要底数和真数交换,乘积就是 1). 有了这个基础,配合换底公式就能迅速解决问题。
总结
无论使用换底公式、指数函数的转换,还是理解对数的本质,都能得出 log₂9 * log₃4 = 4 这个结果。 掌握这些方法,能更灵活地应对类似的对数运算问题。