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高中数学
人教新课标B版
必修1
第三章 基本初等函数(Ⅰ)
本章复习与测试
江西省丰城中学2015-2016学年上学期高一数学必修一导学案第三章 基本初等函数(Ⅰ)
文档属性
名称
江西省丰城中学2015-2016学年上学期高一数学必修一导学案第三章 基本初等函数(Ⅰ)
格式
zip
文件大小
560.2KB
资源类型
教案
版本资源
人教新课标B版
科目
数学
更新时间
2016-02-02 17:17:32
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文档简介
第三章指数函数和对数函数
§3.1 正整数指数函数
学习目标:
了解正整数指数函数的概念;理解具体 的正整数指数函数的图像特征及单调性;正整数指数幂的运算的函数性质
学习重点:
正整数指数函数的概念及性质.
自主学习(独学、质疑)
1.正整数指数函数的概念
一般地,函数___________ (a>0,a≠1,x∈N+)叫作正整数指数函数,其中x是自变量,定义域是正整数集N+.
2.下列函数是正整数指数函数的为( )
A.y=-2x(x∈N+) B.y=2x(x∈R)
C.y=x2(x∈N+) D.y=()x(x∈N+)
3.正整数指数函数的图像和性质
由于正整数指数函数的定义域是正整数集N+,所以用描点法画正整数指数函数的图像时,
不能用平滑的曲线将各点连接起来.也就是说,正整数指数
函数的图像是由一些____________组成的.如函数y=()x,y=2x(x∈N+)的图像(如图所示).
由图像可得:
(1)当底数a>1时,正整数指数函数的图像是____
____的;
(2)当底数0<a<1时,正整数指数函数的图像是________的.
由此得出正整数指数函数的单调性:(1)当底数a>1时,正整数指数函数是___函数;
(3)当底数0<a<1时,正整数指数函数是
____函数.
4:y=2x(x∈N+)的单调增区间是N+吗?
函数f(x)=()x(x∈N+),则f(2)=________.
合作探究(对学、群学)
例1:若x∈N+,判断下列函数是否是正整数指数函数,若是,指出其单调性.
(1)y=(-)x;
(2)y=x4;
(3)y=;
(4)y=()x;(5)y=(π-3)x.
变式1:若函数y=(a2-3a+3)·ax为正整数指数函数,则实数a的值为________.
例2:在同一平面直角坐标系中,分别画出下列两组函数的图像,并分析底数的不同对函数的单调性和图像递增或递减快慢的影响.
(1)y=2x,x∈N+,与y=3x,x∈N+;
(2)y=y=()x,x∈N+与y=y=()x,x∈N+.
变式2:比较下列各组幂值的大小(用“>”或“<”填空).
(1)1.5819________1.5820;
(2)0.52012________0.52013.
例3:某种放射性物质不断变化为其他物质,每经过1年剩留的这种物质是原来的84%.
写出这种物质的剩留量y随时间x(x∈N+ ( http: / / www.21cnjy.com ))变化的函数关系式;(2)画出该函数的图像;(3)说明该函数的单调性;(4)从图像上求出经过多少年,剩留量是原来的一半.
变式3:一个蜂巢里有1只蜜蜂.第1天,它飞出去找回了5个伙伴;第2天,6只蜜蜂飞出
去,各自找回了5个伙伴,…,如果找伙伴的过程这样继续下去,第6天所有的蜜蜂都归巢后,蜂巢中一共有多少只蜜蜂?
评价提升(评价、完善):
1.要注意正整数指数函数与幂函数y=xa的区别:正整数指数函数解析式中的底数是常数,而幂函数解析式中的指数是常数.
2.正整数指数函数的值域不是[a,+∞),而是{a,a2,a3,…}.
达标拓展(检测、拓展)
1.若f(x)=3x(x∈N且x>0),则函数y=f(-x)在其定义域上为( )
A.增函数 B.减函数
C.先增后减 D.先减后增
2.某厂2000年的生产总值为x万元,预计生产总值每年以12%的速度递增,则该厂到2012年的生产总值是________万元.
3.截止到1999年底,我国人口约为13亿 ( http: / / www.21cnjy.com ),若今后能将人口年平均递增率控制在1‰,经过x年后,我国人口数字为y(亿).(1)求y与x的函数关系y=f(x);(2)求函数y=f(x)的定义域;(3)判断函数f(x)是增函数还是减函数?并指出在这里函数的增、减有什么实际意义.
§3.2 指数扩充及其运算性质
学习目标::
理解无理数指数幂、分数指数幂的含义;理 解并应用幂的运算性质
学习重点::
正整数指数函数的概念及性质
自主学习
1.分数指数幂
给定正实数a,对于任意给定的整数m,n
(m,n互素),存在唯一的正实数b,使得b ( http: / / www.21cnjy.com )n=am,就把b叫作 ________________,记作_______________.它就是分数指数幂.
(1)正分数指数幂也可写成根式的形式,即=__________ (a>0,m,n∈N+,且n>1).
(2)正数的负分数指数幂的意义与负整数指数幂的意义相仿:=__________(a>0,m,n∈N+,且n>1).
(3)0的正分数指数幂等于________,0的负分数指数幂_______________.
问1.是个a相乘吗?
问2.()n与(n∈N+,n>1)相同吗?
2.正整数指数幂的运算性质:
(1)aman=am+n;(2)(am)n=amn;(3)(ab)n=anbn;
(4)当a≠0时,有=
合作探究(对学、群学)
例1:计算下列各式的值:
(1)2××;
(2).
变式1.化简:
(1)(-)÷;
(2)·(a<0);
(3) (a,b>0).
例2:计算下列各式.
(1)(·)-3÷ ;
(2)()-2+++4·3.
变式2.化简下列各式.
(1);
(2);
(3)+(0.002)--10(-2)-1+(2-)0.
例3已知,求下列各式的值,
(1)a+a-1;
(2)a2+a-2;
(3)
变式3.已知a2x=+1,求的值.
评价提升(评价、完善):
1.注意:式子()n(n∈N+,且n>1)中被开方数a的取值范围由根指数n来确定.当n是奇数时,a∈R;当n为偶数时,a∈[0,+∞).
2.对于分数指数幂的运算性质要注意其成立的条件.
达标拓展(检测、拓展)
1.等于( )
A. B. C. D.
2.若有意义,则-|3-x|化简后的结果是________.
3. 化简: ÷(1-2)×.
§3.3.1 指数函数(一)
学习目标::
理解并应用指数函数的图像与性质 ;理解指数函数中底数a的变化对函数值变 化的影响.
学习重点:
指数函数的图像与性质.
自主学习
1.指数函数的概念
函数y=ax(a>0且a≠ ( http: / / www.21cnjy.com )1,x∈R)叫作指数函数,在这个函数中,自变量x出现在指数的位置上,底数a是一个大于0且不等于1的常量,函数的定义域是实数集R.
2.指数函数y=ax(a>0,a≠1,x∈R)的图像与性质
问1:函数y=ax与y=()x(a>0,a≠1)的图像有什么关系?
合作探究(对学、群学)
例1:求下列函数的定义域和值域:
y=();
(2)y=.
变式1.求下列函数的定义域和值域:
y=3;
(2)y=.
例2: 画出函数y=|3x-1|的图像,并利用图像回答:k为何值时,方程|3x-1|=k无解?有一解?有两解?
变式2.画出函数y=()|x|的图像,根据图像指出其值域和单调区间.
例3:(1)解不等式()x2-2≤2;
(2)已知(a2+a+2)x>(a2+a+2)1-x,求x的取值范围.
变式3.比较下列各题中两个数的大小:
(1)1.72.5 ,1.73;
(2)2.3-0.28 ,0.67-3.1;
(3)a1.3,a2.5(a>0且a≠1).
评价提升(评价、完善):
1.指数幂ax和1的比较:
当x<0,0<a<1或x>0,a>1时,ax>1,即指数x和0比较,底数a和1比较,当不等号的方向相同时,ax大于1,简称为“同大”.
当x<0,a>1或x>0,0<a<1时,0<ax<1,
即指数x和0比较,底数a和1比较,当不等号的方向相反(异)时,ax小于1,简称为“异小”.
因此简称为“同大异小”.
2.比较指数幂的大小时,通常有以下几种 ( http: / / www.21cnjy.com )方法:当幂式的底数相同时,则利用指数函数的单调性进行比较,当底数中含有字母时要注意分类;若幂式的底数不同而指数相同时,可以根据指数函数的图像随底数的变化规律,利用图像进行比较;若底数不同且幂指数也不同时,则需要引入中间量进行比较,中间量可以是幂式,使它与其中一个底数相同而与另外一个指数相同,或用0、1作为中间量.
达标拓展(检测、拓展)
1.已知函数f(x)=若f(a)+f(1)=0,则实数a的值等于( )
A.-3 B.-1 C.1 D.3
2.已知a=,函数f(x)=ax,若实数m,n满足f(m)>f(n),则m,n的大小关系为________.
3.设f(x)=,若0
(1)f(a)+f(1-a)的值;(2)f()+f()+f()+…+f()的值.
§3.3.2指数函数 (二)
学习目标::
1.理解指数函数的概念和意义,探求并理解指数函数的单调性和特点.
2.掌握与指数函数有关的复合函数的单调性求解问题.
3.掌握与指数函数有关的函数图像的变换问题及指数方程、不等式问题.。
学习重点::
指数函数的定义、图像和性质及其应用.
自主学习:
1.指数函数定义
函数________叫作指数函数,其中________,定义域为________,值域为________.
2.指数函数的图像与性质
( http: / / www.21cnjy.com )
3.y=ax与y=()x的关系
一般地,当函数y=ax与函数y=的自变量的取值互为相反数时,其函数值________,这两个函数的图像是关于________对称的.
4.函数y=ax与y=bx的特点(a>b>1)
(1)当x<0时,总有ax________bx________1.
(2)都过点________.
(3)当x>0时,总有ax________bx________1.
(4)指数函数的底数越大,当x>0时,其函数值增长得就________.
合作探究(对学、群学)
例1.如图是指数函数:(1)y=ax;(2)y=bx;(3)y=cx;(4)y=dx的图像,则a,b,c,d与1的大小关系是( )
A.a
C.1
变式1.函数y=a|x|(a>1)的图像是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
例2.利用y=2x的图像,如何变换得到下列函数的图像?试作出它们的图像.
(1)y=2x-1;(2)y=2x ( http: / / www.21cnjy.com )+1;(3)y=2-x;(4)y=-2x;(5)y=-2-x;(6)y=2|x|;(7)y=|2x-1|.
变式2.已知函数y=ax+b的图像经过第一、三、四象限,试确定a,b的取值范围.
( http: / / www.21cnjy.com )
例3.已知函数y=(x∈R),确定其单调性及相应的单调区间,并求值域.
变式3.求下列函数的定义域、值域及单调区间:
(1)y=3-x2+2x+1;
(2)y=()2x2-4x+3.
评价提升(评价、完善):
1.指数函数y=ax(a>0且a≠1)的图象在第一象限内逆时针方向,图象对应的底数依次增大,即底大图高.
2.对于形如y=af(x)(a>0且a≠1)一类的函数,有以下结论:
(1)函数y=af(x)的定义域与f(x)的定义域相同;
(2)先确定函数f(x)的值域,根据指数函数的值域、单调性,可确定函数y=af(x)的值域;
(3)当a>1时,函数y=af(x)与函数u=f(x)的增减性相同;
当0
达标拓展(检测、拓展)
1.函数y=的定义域是( )
A.[0,+∞) B.(-∞,0]
C.[1,+∞) D.(-∞,+∞)
2.已知函数f(x)=ax-1+2(a>0,a≠1)的图像恒过定点P,则点P的坐标是( )
A.(1,3) B.(1,2)
C.(0,2) D.(2,0)
3.把函数y=f(x)的图像向左、向下分别平移2个单位,得到函数y=2x的图像,则f(x)=________.
§3.3.3指数函数(三)
学习目标:
了解指数函数模型的实际背景 ( http: / / www.21cnjy.com ).理解有理数指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算.理解指数幂的概念,理解指数函数的单调性,掌握指数函数图像通过的特殊点.
学习重点:
指数函数的图像与性质的应用
自主学习
1.两个重要公式 ( http: / / www.21cnjy.com )
②________(注意必须使有意义)
2.有理数的指数幂
(1)幂的有关概念.
①正分数指数幂:=____( >0,m、n∈N*,且n>1);
②负分数指数幂:=____=___(>0,m、n∈N*,且n>1).
③0的正分数指数幂等于________,0的负分数指数幂________.
合作探究(对学、群学)
例1:化简下列各式:(其中各字母均为正数)
变式训练1 计算:
例2:已知函数f(x)=(a>0且a≠1).(1)求函数f(x)的定义域;(2)讨论函数f(x)的奇偶性;(3)求a的取值范围,使f(x)>0在定义域上恒成立.
变式2.设f(x)=+是定义在R上的函数.(1)f(x)可能是奇函数吗?(2)若f(x)是偶函数,试研究其在(0,+∞)的单调性.
例3函数y=的图像大致为( )
A. B. C. D
变式3.已知方程10x=10-x,lgx+x=10的实数解分别为α和β,则α+β的值是______.
评价提升(评价、完善):
1.在指数幂的运算过程中,根式一般化为分数指数幂参与运算,要注意公式成立的条件
2.指数函数y=ax(a>0,且a≠1)是描 ( http: / / www.21cnjy.com )述客观世界中许多事物发展变化的一类重要模型.研究指数函数应从a>1和0
3.指数函数的性质除了分两类情况外,应从以下几方面研究:①定义域;②值域;③函数值的变化;④单调性;⑤定点.
达标拓展(检测、拓展)
1.等于( )
A、 B、 C、 D、
2.若函数f(x)=,则该函数在(-∞,+∞)上是( )
A.单调递减无最小值 B.单调递减有最小值
C.单调递增无最大值 D.单调递增有最大值
3.已知a eq \s\up15( ) 错误!未找到引用源。+a eq \s\up15(- ) 错误!未找到引用源。=3,则a+a-1=__________;a2+a-2=__________.
§3.4.1 对数及其运算
学习目标:了解对数式的书写形与指数式的区;
理解对数的概念及运算性质;掌握指数式与对数式的互化,对数式的运算性质及对数式的化简。
学习重点:
对数的概念及运算性质.
自主学习
1.对数的概念
(1)定义:一般地,如果ab=N(a>0,且
a≠1),那么数b叫作以a为底N的________,
记作b=______________,其中a叫作对数的底数,N叫作真数.
(2)指数式与对数式的关系
式子 名称
a b N
指数式 ab=N ______ _____ _____
对数式 logaN=b ______ _____ 真数
2.两种特殊的对数
(1)以10为底的对数叫作________________,简记为lgN.
(2)以无理数e=2.71828…为底数的对数叫作____________,简记为lnN.
3.对数的基本性质
(1)零和负数_________对数;
(2)alogaN=______ (a>0,a≠1);
(3)loga1=______ (a>0,a≠1);
(4)logaa=________ (a>0,a≠1).
4.对数的运算性质
如果a>0,a≠1,M>0,N>0,则:
loga(MN)=________________;(2)logaMn=____________________ (n∈R)
(3)loga=________________.
合作探究(对学、群学)
例1:利用指数式、对数式的互化求下列各式中的x.
(1)logx27=; (2)log2x=-;
(3)logx(3+2)=2;
变式1:利用指数式、对数式的互化求下列各式中的x.
(1log5(log2x)=0; (2)x=log27;
(3)x=log16.
例2 求下列各式中x的值.
(1)log2(log4x)=0;
(2)log3(lgx)=1;
(3)log(-1)=x.
变式2.求下列各式的值.
(1)71+log75;( ( http: / / www.21cnjy.com )2)alogab·blogbc(a,b为不等于1的正数,c>0);(3)log22log21;(4)log5(lg10).
例3:计算下列各式的值:
(1)log2+log212-log242;
(2)lg52+lg8+lg5·lg20+(lg2)2.
变式3.计算:
lg14-2lg+lg7-lg18;
(2)(lg2)2+lg2·lg5+lg50.
评价提升(评价、完善):
1.在使用对数的运算性质时,应注意各个字母的取值范围:
a>0,a≠1,M>0, ( http: / / www.21cnjy.com )N>0,尤其是M,N都是正数这一条件,否则M,N中有一个小于或等于0,就导致logaM或logaN无意义,另外还要注意M>0,N>0与M·N>0并不等价.
例如lg[(-2)×(-3)]存在,但 ( http: / / www.21cnjy.com )lg(-2)、lg(-3)不存在,lg(-10)2存在,而2lg(-10)不存在等,因此不能得出lg[(-2)×(-3)]=lg(-2)+lg(-3),lg(-10)2=2lg(-10).
2.运用对数的运算性质,可进行对数式的化简求值问题,但要防止出现下面的错误:
loga(M±N)=logaM±logaN;loga(M+N)=logaM·logaN;loga(M·N)=logaM·logaN;
loga=;logaMn=(logaM)n(其中a>0,a≠1,M>0,N>0,n∈R).
达标拓展(检测、拓展)
1.3b=5化为对数式是( )
A.logb3=5 B.log35=b
C.log5b=3 D.log53=b
2.若a>0,a≠1,x>y>0,下列式子中正确的个数是( )
①logax·logay=loga(x ( http: / / www.21cnjy.com )+y);②logax-logay=loga(x-y);③loga=logax÷logay;④loga(xy)=logax·logay.
A.0 B.1 C.2 D.3
3.已知lgM+lgN=2lg(M-2N),求log 的值.
§3.4.2 换底公式
学习目标:
了解对数的概念与运算,理解换底公式的推导过程;掌握将其它对数转化常用对数,自然对数求值。
学习重点:
换底公式的特征
自主学习
1.对数换底公式
logbN=_______(a,b>0,a,b≠1,N>0)
问1.logab与logba(a>0,a≠1,b>0,b≠1)有什么关系?
问2.(logab)·(logbc)·(logca)(a,b,c>0且a,b,c≠1)的值是多少?
合作探究(对学、群学)
例1:计算:
(1)log1627log8132;
(2)(log32+log92)(log43+log83).
变式1.计算(log2125+log425+log85)(log52+log254+log1258).
例2:已知log189=a,18b=5,试用a,b表示log3645.
变式2.已知log142=a,试用a表示log7
例3 设3a=4b=36,求+的值.
变式3.设2a=5b=m且+=2,则m=( )
A. B.10 C.20 D.100
评价提升(评价、完善):
利用对数换底公式logbN=(a> ( http: / / www.21cnjy.com )0,a≠1,b>0,b≠1,N>0),可以将不同底数的对数化为同底数的对数;将一般的对数化为自然对数或常用对数,再化简计算.
换底公式中的底可由条件决定,也可换为常用 ( http: / / www.21cnjy.com )对数的底,一般来讲,对数的底越小越便于化简,如an为底的换为a为底.例如:loganbn=logab;loganbm=logab.
达标拓展(检测、拓展)
1.log713等于( )
A.log137 B. C. D.
2.已知f(3x)=4xlog23+234,则f(2)+f(4)+f(8)+…+f(28)的值等于________.
3.设x,y,z∈(0,+∞),且3x=4y=6z,比较3x,4y,6z的大小.
§3.5.1对数函数的概念 ( file: / / / D:\\TDDOWNLOAD\\各科教材\\成才之路·北师大版数学必修1\\3-5-1、2.ppt" \t "_parent )学习目标::了解y=2x与y=log2x互为反函数的关系;理解对数函数的概念;掌握y=log2x的图像与性质
学习重点::对数函数的概念及y=log2x的图像性质.
自主学习
1.对数函数的概念
2.反函数的概念
通常情况下,x表示自变量,y表示函数 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以对数函数应该表示为y=logax(a>0,a≠1),指数函数表示为y=ax(a>0,a≠1),因此,指数函数y=ax(a>0,a≠1)是对数函
数y=logax(a>0,a≠1)的_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______;同时,对数函数y=logax(a>0,a≠1)也是指数函数y=ax(a>0,a≠1)的反函数.
问:y=log2x、x=2y,y=2x图像之间有什么关系?
3.函数y=log2x的图像与性质
合作探究(对学、群学)
例1: 求下列函数的定义域:
(1) y=loga(9-x)(a>0,a≠1);
(2) y=log(x-1)(3-x).
变式1.求下列函数的定义域:
y=;
(2)y=logx(2-x).
例2:写出下列函数的反函数:
y=logx;
y=lnx;
y=2x-1;
(4)y=()x.
变式2.指出下列各组函数之间是否互为反函数,并说明理由.
(1)y=x和y=lgx;
(2)y=2x和y=log2x;
(3)y=ex和y=lnx;
(4)y=x和y=log2x.
例3根据函数f(x)=log2x的图像和性质解决以下问题.
(1)若f(a)>f(2),求a的取值范围;
(2)y=log2(2x-1)在x∈[2,14]上的最值;
(3)求函数y=log2(2x-1)的图像所过的定点坐标.
变式3.(1)比较log2与log2的大小;
(2)若log2(2-x)>0,求x的取值范围.
评价提升(评价、完善):
1.对数函数的解析式同时满足:
(1)对数符号前面的系数是1;
(2)对数的底数是不等于1的正实数常数;
(3)对数的真数仅有自变量x,才可为对数函数.
2.求对数函数定义域时,要注意底数是否有“未知数x”,若有也应满足底数的条件.
3.并不是所有的函数都有反函数,只有x与y之间是一一对应的函数才可求反函数.
达标拓展(检测、拓展)
1.下列为对数函数的是( )
A.y=log1x B.y=3log21x
C.y=log19(x+1) D.y=log32x
3.函数y=logx反函数为________.
4.函数y=log2x的图像大致是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
§3.5.2 对数函数的图像和性质
学习目标:
了解底数a对对数函数y=logax图像的影响,理解对数函数y=logax常用性质,掌握对数的尾数的大小比较,定义域,值域,单调区间等求法
学习重点:
对数函数y=logax的图像性质.
自主学习
1.对数函数的图像和性质
(1).函数y=ax与y=logax(a>0,a≠1)的图像是什么关系?
(2).函数y=logax与y=logx的图像有什么对称性?
合作探究(对学、群学) 比较对数值的大小
例1:比较大小.
(1)log23.4 log28.5;(2)log0.31.8 log0.32.7;
log67 log76; (4)log3π log20.8;
(5)log712 log812.
变式1.比较下列各组中两个值的大小;
(1)log31.9 log32;(2)log23 log0.32;
(3)logaπ loga3.141.
例2:作出函数y=log2|x+1|的图像,由图像指出函数的单调区间,并说明它的图像可由y=log2x的图像经过怎样变换而得到.
变式2.函数y=log(x-1)的图像是如图所示的( )
例3(1)已知loga>1,求a的取值范围;
(2)已知log0.7(2x)<log0.7(x-1),求x的取值范围.
变式3.求函数f(x)=的定义域;
评价提升(评价、完善):
1.对数函数的底数的大小决定了图像相对位置的高低,在第一象限内,自左向右,图像对应的对数函数的底数逐渐变大.
即b>a>1>d>c.
2.形如logax>logab的不等式,借助y=logax的单调性求解,如果a的取值不确定,需分a>1与0<a<1两种情况讨论.
3.形如logax>b的不等式,应将b化为以a为底的对数式的形式,再借助y=logax的单调性求解.
达标拓展(检测、拓展)
1.函数y=logax+1(a>0,a≠1)的图像过定点( )
A.(1,1) B.(1,0) C.(0,1) D.(0,0)
2.函数y=的定义域是( )
A.(3,+∞) B.[3,+∞)
C.(4,+∞) D.[4,+∞)
3.若函数y=log2的定义域为R,求实数a的取值范围.
§3.5.3对数函数(三)
学习目标::
理解对数的概念及其运算性质,知道换底公式能将一般对数转化为自然对数或常用对数;了解对数在简化运算中的作用.
理解对数函数的概念,理解对数函数的单调性,掌握对数函数图像通过的特殊点.
学习重点:
是对数式的运算和对数函数的图像、性质的综合应用
自主学习
1.对数的概念
(1)对数的定义 (2)几种常见对数
2.对数的性质与运算法则
(1)对数的性质:
①alogaN=______;②logaaN=______(a>0,且a≠1).
(2)对数的重要公式:
①换底公式:__________(a,b均大于零,且不等于1);
②logab=,推广logab·logbc·logcd=________.
(3)对数的运算法则:
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么
①loga(MN)=__________________;
②loga=____________________;
③logaMn=__________________(n∈R);
④logamMn=________________________
3.对数函数的图像与性质
4.y=ax与y=logax(a>0,a≠1)的关系
指数函数y=ax与对数函数__________互为反函数,它们的图像关于直线______对称.
合作探究(对学、群学)
例1:求值:
(1);
(lg5)2+lg50·lg2;
(3)lg-lg+lg.
变式1.(1)若2a=5b=10,求+的值;
(2)若xlog34=1,求4x+4-x的值.
例2:已知f(x)是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,且在(-∞,0]上是增函数,设a=f(log47),b=,c=f(0.2-0.6),则a,b,c的大小关系是( )
A.c<a<b B.c<b<a C.b<c<a D.a<b<c
变式2.设a=log32,b=ln2,c=5则a,b,c的大小关系是( )
A.a
例3已知函数f(x)=loga(2-ax),是否存在实数a,使函数f(x)在[0,1]上是关于x的减函数,若存在,求a的取值范围.
变式3.已知f(x)=log4(4x-1).(1)求f(x)的定义域;
(2)讨论f(x)的单调性;(3)求f(x)在区间上的值域.
评价提升(评价、完善):
熟练地掌握对数的性质、对数的运算法则、对数恒等式和换底公式是有效的解决对数问题的前提,要注意各公式的适用条件.
2.含指数式或对数式的方程(或不等式)常常用换元法,结合单调性来解决.
达标拓展(检测、拓展)
1.2log510+log50.25=( )
A.0 B.1 C.2 D.4
2.函数f(x)=log2(3x+1)的值域为( )
A.(0,+∞)B.[0,+∞)C.(1,+∞)D.[1,+∞)
3.已知a>0且a≠1,则函数y=loga(x+2 013)+2的图像恒过定点__________.
§6 指数函数、幂函数、对数函数增长的比较
学习目标:
了解指数函数,对数函数,幂函数的增长差异,理解直线上升,指数爆炸对数增长的含义,掌握解决相应的实际问题。
学习重点:
指数函数、对数函数、幂函数、直线增长的含义.
自主学习
1.三种函数的增长趋势:当a> ( http: / / www.21cnjy.com )1时,指数函数y=ax是_________,并且当a越____时, 其函数值的增长就越快.当a>1时,对数函数y=logax是_______,并且当a越_____时,其函数值的增长就越快.当x>0,n>1时,幂函数y=xn显然也是
__________,并且当n越_______时,其函数值的增长就越快.
问1.由于指数函数值增长非常快,所以对于x∈R都是2x>x2,对吗?
合作探究(对学、群学)
例1:四个变量y1,y2,y3,y4随变量x变化的数据如下表:
( http: / / www.21cnjy.com )
关于x呈指数型函数变化的变量是______.
变式1.三个变量y1,y2,y3随着变量x的变化情况如下表:
( http: / / www.21cnjy.com )
则关于x分别呈对数型函数,指数型函数,幂函数型函数变化的变量依次为( )
A.y1,y2,y3 B.y2,y1,y3
C.y3,y2,y1 D.y1,y3,y2
例2:比较下列各组数的大小.
(1),;(2)0.32,log20.3,20.3.
变式2.y1=2x,y2=x2,y3=log2x,当2<x<4时,有( )
A.y1>y2>y3 B.y2>y1>y3
C.y1>y3>y2 D.y2>y3>y1
例3 某公司为了实现1000万元利润的 ( http: / / www.21cnjy.com )目标,准备制定一个激励销售部门的奖励方案:在销售利润达到10万元时,按销售利润进行奖励,且奖金y(万元)随销售利润x(万元)的增加而增加,但奖励总数不超过5万元,同时奖金不超过利润的25%,现有三个奖励模型:y=0.25x,y=log7x+1,y=1.002x,其中哪个模型能符合公司要求?
变式3. 18世纪70年代,德国科学家提丢斯发现金星、地球、火星、木星、土星离太阳的平均距离(天文单位)如下表所示:
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 他研究行星排列规律后预测在火星与木星之间应该有一颗大的行星,后来果然发现了一颗谷神星,但不算大行星,它可能是一颗大行星爆炸后的产物.请你推测谷神星的位置,在土星外面是什么星?它与太阳的距离大约是多少?
评价提升(评价、完善):
1.函数模型应用不当,是常见的解题错误.所以,应正确理解题意,选择适当的函数模型.
2.要特别关注实际问题的自变量的取值范
围,合理确定函数的定义域.
3.注意问题反馈.在解决函数模型后,必
须验证这个数学解对实际问题的合理性.
达标拓展(检测、拓展)
1.当a>1时,下列结论:①指数函数y=a ( http: / / www.21cnjy.com )x,当a越大时,其函数值的增长越快;②指数函数y=ax,当a越小时,其函数值的增长越快;③对数函数y=logax,当a越大时,其函数值的增长越快;④对数函数y=logax,当a越小时,其函数值的增长越快.其中正确的结论是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
2. 函数,满足 ( ) ( )
A.奇函数是减函数 B.偶函数又是增函数
C.奇函数又是增函数 D.偶函数又是减函数
3.试比较函数y=x100,y=5x,y=log5x的增长情况.
本章小结与复习(一)
本章知识结构:
1.正整数指数函数
2. 指数概念的扩充
3.指数函数和对数函数
4. 对数及其运算
5. 指数函数的图像和性质
6. 对数函数的图像和性质
7.指数函数、幂函数和对数函数增长的比较
复习重点:
指数函数与对数函数的函数性质及图象特征.
自主学习(独学、质疑)
指数函数与对数函数的函数性质及图象特征
合作探究(对学、群学):
比较两数(式)或几个数(式) ( http: / / www.21cnjy.com )大小问题是一个重要题型,它主要是考查幂函数、指数函数、对数函数图像与性质的应用及差值比较法与商值比较法的应用,常用的方法有单调性法、图像法、中间量搭桥法、作差法、作商法、分析转化
例1:已知f(x)是定义在(-∞,+∞ ( http: / / www.21cnjy.com ))内的偶函数,且在(-∞,0]上是增函数,设a=f(ln),b=f(log43),c=f(0.41.2),则a,b,c的大小关系是________.
法等.
变式1.已知a=30.2,b=0.2-3,c=3-0.2,则a,b,c三者的大小关系是 ( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.c>a>b D.b>c>a
例2:设0≤x≤2,求函数y=4x--3·2x+5的最大值和最小值.
变式2.已知函数y=a2x+2ax+3(a>0,a≠1)在区间[-1,1]上有最大值11,试求a的值.
例3:求不等式loga(2x+7)>loga(4x-1)
(a>0且a≠1)中x的取值范围.
变式3:已知函数f(x)=loga(x+3)在区间
[-2,-1]上总有|f(x)|<2,求实数a的取值范围.
评价提升(评价、完善):
指数函数、对数函数是中学数学中 ( http: / / www.21cnjy.com )重要的函数,它们的图像和性质是考查的重点,应熟练掌握图像的形状特征及画法,记熟性质,特别要注意指数函数与对数函数的底数在取不同值时,对图像和性质的影响.
达标拓展(检测、拓展)
:
1.若a=log3π,b=log76,c=log20.8,则( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.c>a>b D.b>c>a
2.如果f(x)=lg(10x+1)+ax为偶函数,g(x)=为奇函数,那么a+b的值为________.
3.不等式2x+3-2m>0在x∈[0,+∞)时恒成立,求实数m的取值范围.
第三章 指数函数与对数函数复习(二)
复习目标
掌握指数函数与对数函数的函数性质及图象特征,加深对图象法,比较法等一些常规方法的理解,.体会分类讨论,数形结合等数学思想.
复习重点:
指数函数与对数函数的函数性质及图象特征.
自主学习(独学、质疑)
指数函数与对数函数的函数性质及图象特征.
例4:设a、b∈R,且a≠2,定义在区间(-b,b)内的函数 是奇函数. (1)求b的取值范围;
(2)讨论函数f(x)的单调性.
变式4.函数是奇函数 (其中0<a<1),则
(1)m=_______;
(2)若m≠1,则f(x)的值域为________.
例5:设a>0且a≠1,为常数,函数
(1)试确定函数f(x)的奇偶性;
(2)若f(x)是增函数,求a的取值范围.
变式5.设函数() 是R上的奇函数.
(1)求a的值;
(2)求f(x)的反函数;
(3)解不等式:f -1(x)>log2(x+1).
例6 已知函数f(x)=loga(a-ax) (a>1且为常数).
(1)求f(x)的定义域和值域;
(2)判断f(x)的单调性;
(3)证明:函数y=f(x)的图象关于直线y=x对称.
变式6.已知f(x)=lg(ax-bx)(a>1>b>0).
(1)求f(x)的定义域;
(2)判断f(x)在其定义域内的单调性;
(3)若f(x)在(1,+∞)内恒为正,试比较a-b与1的大小.
评价提升(评价、完善):
1.函数单调性的证明应利用定义.
2.含参数的二次函数在闭区间上的最值应注意谈论.
3.会用反证法证明否定性的命题.
达标拓展(检测、拓展)
:
1.设,则 ( )
A. B
C D
2.函数的单调递增区间为 ( )
A B C D
函数的递增区间是 .
第三章指数函数和对数函数
.§3.1 正整数指数函数
自主学习(独学、质疑)
1.y=ax
2.D
(1)上升
(2)下降_
3.孤立的点
1.提示:不是 由于正整数指数函数的定义域是N+,而N+
不是区间,因此正整数指数函数虽然是单调函数,却没有单调区间.
4.答案:
合作探究(对学、群学)
例1:解析: (1)因为y=(-)x的底数-小于0,所以y=(-)x不是正整数指数函数;
(2)因为y=x4中自变量x在底数位置上,所以y=x4不是正整数指数函数,实际上y=x4是幂函数;
(3)y==·2x,因为2x前的系数不是1,所以y=不是正整数指数函数;
(4)是正整数指数函数,因为y=()x的底数是大于1的常数,所以是增函数;
(5)是正整数指数函数,因为y=(π-3)x的底数是大于0且小于1的常数,所以是减函数.
变式1解析:根据正整数指数函数解析式的结构特征,若函数y=(a2-3a+3)·ax为正整数指数函数,则ax的系数a2-3a+3=1,且底数
a>0,a≠1.由此可知,实数a的值为2.
答案:2
例2解析: 两组函数的图像如下(为了便于辨认某点在哪一函数图像上,特用虚线将同一函数图像上的点连接).
由上图可以看出,对于正整数指数函数y=ax(a>0,a≠1,x∈N+),当a>1时,底数a越大,图像上升的越快;
当0<a<1时,底数a越小,图像下降的越
快. 10分
变式2.解析:(1)考虑正整数指数函数y=1.58x,x∈N+.
∵1.58>1,∴y=1.58x在N+上是增函数
又∵19<20,∴1.5819<1.5820.
(2)考虑正整数指数函数y=0.5x,x∈N+.
∵0<0.5<1,∴y=0.5x在N+上是减函数.
又∵2012<2013,∴0.52012>0.52013.
答案:< >
例3解析: (1)设这种物质最初的质量是1,经过x年,剩留量是y,由题意得
经过1年,剩留量y=1×84%=0.841;
经过2年,剩留量y=1×84%×84%=0.842;
……
一般地,经过x年,剩留量y随时间x变化的函数关系式为y=0.84x(x∈N+).
(2)用描点法画出指数函数y=0.84x(x∈N+)的图像,它的图像是由一些孤立的点组成的.
(3)通过计算和看图知道,随着时间的增加,剩留量在逐渐减少,该函数为减函数.
(4)从图上看出y=0.5,只需x≈4.
即约经过4年,剩留量是原来的一半.
变式3:解:设第n天共有yn只蜜蜂,则:
y1=5+1=6,
y2=6×5+6=62,
y3=62×5+62=63
yn=6n,
∴y6=66=46656,
∴第6天共有46656只蜜蜂.
达标拓展(检测、拓展):
1.. B
解析: ∵f(x)=3x(x∈N且x<0),
∴y=f(-x)=3-x=()x,
∴函数为减函数,故选B.
2.解:可先考察正整数指数函数y=0.9 ( http: / / www.21cnjy.com )x(x∈N+),因为此函数是减函数,所以0.911<0.910<1;再考察正整数指数函数y=1.1x(x∈N+),因为此函数是增函数,所以1.15>1.14>1.因此0.911<0.910<0.010<1.14<1.15.
3.解析: (1)1999年年底的人口数:13亿;
当0<a<1时,底数a越小,图像下降的越
快. 10分
变式2.解析:(1)考虑正整数指数函数y=1.58x,x∈N+.
∵1.58>1,∴y=1.58x在N+上是增函数
又∵19<20,∴1.5819<1.5820.
(2)考虑正整数指数函数y=0.5x,x∈N+.
∵0<0.5<1,∴y=0.5x在N+上是减函数.
又∵2012<2013,∴0.52012>0.52013.
答案:< >
例3解析: (1)设这种物质最初的质量是1,经过x年,剩留量是y,由题意得
经过1年,剩留量y=1×84%=0.841;
经过2年,剩留量y=1×84%×84%=0.842;
……
一般地,经过x年,剩留量y随时间x变化的函数关系式为y=0.84x(x∈N+).
(2)用描点法画出指数函数y=0.84x(x∈N+)的图像,它的图像是由一些孤立的点组成的.
(3)通过计算和看图知道,随着时间的增加,剩留量在逐渐减少,该函数为减函数.
(4)从图上看出y=0.5,只需x≈4.
即约经过4年,剩留量是原来的一半.
变式3:解:设第n天共有yn只蜜蜂,则:
y1=5+1=6,
y2=6×5+6=62,
y3=62×5+62=63
yn=6n,
∴y6=66=46656,
∴第6天共有46656只蜜蜂.
§3.2 指数扩充及其运算性质
自主学习
问1.提示:分数指数幂不是个a相乘,实质上是关于b的方程bn=am的解.
问2.提示:不同()n=a.
合作探究(对学、群学)
例1:解析:(1)原式=2×3×()×(3×22)=21-+×3++=2×3=6.
(2)原式=(52×5)÷(5×5)=52+--=5.
变式1.解:(1)原式=(5-5)÷5=5÷5-5÷5=5--5-=5-5.
(2)原式=a·(-a)=-(-a)·(-a)
=-(-a)+=-(-a).
(3)原式={ab2[(ab)]3}=(a1+·b2+)
=a×b×=ab.
例2:解析: (1)原式=(a·b)-3÷[b-4(a-2)]
=a-·b-2÷(b-2·a-)
=a-+·b-2+2
=a-1·b0=.
(2)原式=(2-2)-2+(6-)-+(3+2)2-4××6=24+6+5+2×6-3×6=21.
变式2.解:(1)=a.
(2)=|3-π|=π-3.
(3)原式=(-1)-(3)-+()--+1
=()-+500-10(+2)+1
=+10-10-20+1=-.
例3.解析: (1)将a+a-=3两边平方,得
a+a-1+2=9.即a+a-1=7.
(2)将上式平方,有a2+a-2+2=49.
∴a2+a-2=47.
(3)设a=t,则a-=,所以t+=3.
于是a+a-=t3+=(t+)(t2+-1),
==.
变式3.解:令ax=t,则t2=+1.
∴=
==t2+t-2-1
=+1+-1=+1+-1-1=2-1.
达标拓展(检测、拓展):
1.D
2.-1
3.解:原式=××a
==a.
§3.3.1 指数函数(一)
问1:提示:一般地,当函数y=ax与函数y= ( http: / / www.21cnjy.com )()x(即函数y=a-x)的自变量的取值互为相反数时,其函数值是相等的,这两个函数的图像是关于y轴对称的.
合作探究(对学、群学)
例1:解析: (1)要使函数有意义,只需x∈R,所以函数的定义域为R.因为当x∈R时,x2-2x=(x-1)2-1≥-1,y=()x为减函数,所以0<()≤()-1,即0<y≤2.
所以函数的值域为{y|0<y≤2}.
(2)由1-3x≥0,得3x≤1=30,
因为函数y=3x是R上的增函数,所以x≤0,
故函数y=的定义域为(-∞,0].
因为x≤0,所以0<3x ≤1,所以0≤1-3x<1,所以0≤<1,即函数y=的值域为[0,1).
变式1.解:(1)要使函数y=3有意义,需1-x≥0,即x≤1,
∴函数的定义域是(-∞,1].
设y=3u,u=,则有u≥0.
又函数y=3u是增函数,
∴y≥30=1,即函数y=3的值域是[1,+∞).
(2)要使函数y=有意义,需(x)-2≥0,即()x≥2=()-1,因为函数y=()x是R上的减函数,所以x≤-1,故函数y=的定义域为(-∞,-1].因为x≤-1,所以()x≥2,所以()x-2≥0,所以 ≥0,
即函数y=的值域为[0,+∞).
例2:解析: 函数y=|3x-1|的图像如下(图中实线部分).
由图可知,当k<0时,直线y=k与函数y=|3x-1|的图像无交点,即方程|3x-1|=k无解;
当k=0或k≥1时,直线y=k与函数y=|3x-1|的图像有唯一的交点,即方程|3x-1|=k有一解;
当0<k<1时,直线y=k与函数y=|3x-1|的图像有两个不同交点,即方程|3x-1|=k有两解.
变式2.解:因为|x|=所以当x≥0时,函数为y=()x;
当x<0时,函数为y=()-x=2x,
其图像由y=()x(x≥0)和
y=2x(x<0)的图像合并而成.
而y=()x(x≥0)和y=2x(x<0)
的图像关于y轴对称,所以
原函数图像关于y轴对称,如图所示.
由图像可知值域是(0,1],递增区间是(-∞,0],递减区间是[0,+∞).
==() x-x-2(x2-x1)
=() (x2-x1)(x2+x1-2)
.4分
①当x1<x2≤1时,x1+x2<2,即有x1+x2-2<0.
又∵x2-x1>0,∴(x2-x1)(x2+x1-2)<0,
则知()(x2-x1)(x2+x1-2)>1.
又对于任意x∈R,f(x)>0恒成立,
∴f(x2)>f(x1).
∴函数f(x)在(-∞,1]上单调递增. 7分
②当1≤x1<x2时,x1+x2>2时,即有x1+x2-2>0,
又∵x2-x1>0,∴(x2-x1)(x2+x1-2)>0,
则知0<()(x2-x1)(x2+x1-2)<1,∴f(x2)<f(x1).
∴函数f(x)在[1,+∞)上单调递减.
综上所述,函数f(x)在区间(-∞,1]上是增函数,在区间[1,+∞)上是减函数. 8分
∴函数f(x)的值域为(0,3].12分
法二:∵函数f(x)的定义域为R,令u=x2-2x,
∴f(u)=()u.2分
∵u=x2-2x=(x-1)2-1,在(-∞,1]上是减函数,
f(u)=()u在其定义域内是减函数,
∴函数f(x)在(-∞,1]内为增函数5分
又∵f(u)=()u在其定义域内为减函数,
而u=x2-2x在[1,+∞)上为增函数,
∴函数f(x)在[1,+∞)上为减函数.8分
值域求法同法一.
例3:解析: (1)∵()x2-2=(2-1)x2-2=22-x2,
∴原不等式等价于22-x2≤2.
∵y=2x在R上是增函数,∴2-x2≤1,∴x2≥1,观察二次函数y=x2的图像可知x≥1或x≤-1.
∴原不等式的解集是{x|x≥1或x≤-1}.
(2)∵a2+a+2=(a+)2+>1,
∴y=(a2+a+2)x在R上是增函数,
∴x>1-x,解得x>,∴x的取值范围是{x|x>}.
变式3.解:(1)由于1.72.5与1 ( http: / / www.21cnjy.com ).73的底数都是1.7,故可以构造函数y=1.7x,则函数y=1.7x是R上的增函数,又2.5<3,所以1.72.5<1.73.
(2)由指数函数的性质知:2.3-0.28<2.30=1,0.67-3.1>0.670=1,所以2.3-0.28<0.67-3.1.
(3)当0<a<1时,函数y=ax是R上的减函数,此时a1.3>a2.5;当a>1时,函数y=ax是R上的增函数,此时a1.3<a2.5.
综上所述,当0<a<1时,a1.3>a2.5;当a>1时,a1.3<a2.5.
达标拓展(检测、拓展)
1.答案: A
解析: 本题考查分段函数求值.
∵f(1)=21=2,∴由f(a)+f(1)=0知 f(a)=-2.
当a>0时 2a=-2不成立.
当a<0时a+1=-2,a=-3.
2.答案: m
解析: ∵a=,∴0
函数f(x)=ax在x∈R上是单调递减的且f(m)>f(n),∴m
3.解析: (1)f(a)+f(1-a)
=+=+=+=+
==1.
(2)f()+f()+f()+…+f()
=[f()+f()]+[f()+f()]+…+[f()+f()]=500×1=500.
3.3.2.指数函数 (二)
自主学习
例1.解析: 当y=ax(a>1)时图像 ( http: / / www.21cnjy.com )上升且底数越大,图像越向上靠近y轴;当y=ax(0
变式1.解析: ∵y=a|x|为偶函数,
∴其图像关于y轴对称,当x>0时,y>1,与y=ax(a>1)的图像一致,故选B.
例2.解析: (1)将y=2x图像向右平移1个单位可得到y=2x-1的图像,如图①.
(2)将y=2x图像向上平移1个单位可得到y=2x+1的图像,如图②.
(3)将y=2x图像关于y轴对称,可得到y=2-x的图像,如图③.
(4)将y=2x图像关于x轴对称,可得到y=-2x的图像,如图④.
(5)将y=2x图像关于原点对称,可得到y=-2-x的图像,如图⑤.
(6)将y=2x图像位于y轴左边的 ( http: / / www.21cnjy.com )部分删除,由y=2|x|是偶函数,图像应关于y轴对称,只要作y轴右边部分的图像然后再关于y轴对称,就可得到y=2|x|的图像,如图⑥.
(7)将y=2x图像向下平移1个单位,再将位于x轴下方的图像关于x轴翻折到x轴上方,即可得到y=|2x-1|的图像,如图⑦.
( http: / / www.21cnjy.com )
变式2.解析: 如图所示,当x=0时,y<0,
∴a0+b<0,∴b<-1,显然a>1.
故a∈(1,+∞),b∈(-∞,-1).
例3.解析: 令t=x2-2x-3,则t=(x-1)2-4.
y=,y是关于t的减函数,t在x∈(-∞,1]上是减函数,在x∈[1,+∞)上是增函数,
则当x∈(-∞,1]时,t随x增大而减小,而y=却随着t的增大而减小,故可得出y=x2-2x-3在(-∞,1]上是增函数,同理可得y=()x2-2x-3在[1,+∞)上为减函数.
又∵t=x2-2x-3=(x-1)2-4≥-4,
∴y=在t∈[-4,+∞)上的值域是(0,81].
∴y=x2-2x-3的值域为(0,81].
变式3.解析: (1)定义域为(-∞,+∞),设g(x)=-x2+2x+1,则原函数可化为y=3g(x),
∵g(x)=-(x-1)2+2≤2,∴0
即值域为(0,9].
又∵g(x)的对称轴为x=1,∴x∈(-∞,1]时,
g(x)是增函数;当x∈[1,+∞)时,g(x)是减函数.
又∵f(x)=3x在(-∞,+∞)上是增函数,
∴y=f[g(x)]=3-x2+2x+1的增区间是(-∞,1],
减区间是[1,+∞).
(2)原函数的定义域是(-∞,+∞),
又2x2-4x+3=2(x-1)2+1≥1,
∴原函数值域是(0,]
单调增区间是(-∞,1],单调减区间是[1,+∞).
达标拓展(检测、拓展):
1.答案: B解析: 由题意,得1-3x≥0,∴3x≤1,∴x≤0,
∴函数y=的定义域为(-∞,0].
答案: A
解析: 令x-1=0,x=1,f(x)=3,
∴点P的坐标是(1,3).
3.答案: 2x-2+2
解析: 因为将函数y=2x的图像向上平移2个单位得到函数y=2x+2的图像,再向右平移2个单位得到函数y=2x-2+2的图像,
所以函数f(x)的解析式为f(x)=2x-2+2.
§3.3.3指数函数(三)
自主学习
1.①,,-②a
2.①②;③0,无意义
3.①②
合作探究(对学、群学)
例1:
变式1.
例2:解析:(1)由于ax-1≠0,即ax≠1,所以x≠0.
∴函数f(x)的定义域为{x|x∈R,且x≠0}.
(2)对于定义域内任意x,有f(-x)=(-x)3
=(-x)3=(-x)3
=x3=f(x),
∴f(x)是偶函数.
(3)当a>1时,对x>0,由指数函数的性质知ax>1,
∴ax-1>0,+>0.
又x>0时,x3>0,
∴x3>0,即当x>0时,f(x)>0.
又由(2)知f(x)为偶函数,即f(-x)=f(x),
则当x<0时,-x>0,有f(-x)=f(x)>0成立.
所以,当a>1时,f(x)>0在定义域上恒成立.
当0<a<1时,f(x)=.
当x>0时,1>ax>0,ax+1>0,
ax-1<0,x3>0,此时f(x)<0,不满足题意;
当x<0时,-x>0,f(-x)=f(x)<0,也不满足题意.
综上可知,所求a的取值范围是a>1.
变式2.(2)因为f(x)是偶函数,
所以f(-x)=f(x),即+=+,
整理得(ex-e-x)=0,
又∵对任意x∈R都成立,∴有a-=0,得a=±1.
当a=1时,f(x)=e-x+ex,以下讨论其单调性,
例3.解析:y==1+,当x>0时,e2x-1>0且随着x的增大而增大,故y=1+>1且随着x的增大而减小,即函数y在(0,+∞)上恒大于1且单调递减,又函数y是奇函数,故选A.
变式3.解析:作函数y=f(x)=10 ( http: / / www.21cnjy.com )x,y=g(x)=lgx,y=h(x)=10-x的图像如图所示,由于y=f(x)与y=g(x)互为反函数,∴它们的图像是关于直线y=x对称的.又直线y=h(x)与y=x垂直,∴y=f(x)与y=h(x)的交点A和y=g(x)与y=h(x)的交点B是关于y=x对称的.而y=x与y=h(x)的交点为(5,5).又方程10x=10-x的解α为A点横坐标,同理,β为B点横坐标.
∴=5,即α+β=10.
答案:10
达标拓展(检测、拓展):
1.C
2.解析:设y=f(x), ( http: / / www.21cnjy.com )t=2x+1,则y=,t=2x+1,x∈(-∞,+∞),t=2x+1在(-∞,+∞)上递增,值域为(1,+∞).
因此y=在(1,+∞)上递减,值域为(0,1).
3.解析:由已知条件(a eq \s\up15( ) +a eq \s\up15(- ) )2=9,整理得:a+a-1=7.
又(a+a-1)2=49,因此a2+a-2=47.
答案:7 47
3.4.1 对数及其运算答案
自主学习
1.(1)答;对数,logaN (2)
2.答;常用对数
4.答:logaM+logaN,nlogaM,logaM-logaN
合作探究(对学、群学) 用换底公式求对数式的值
例1:【解】 (1)由logx27=,得x=27,
∴x=27=32=9.
(2)由log2x=-,得2-=x,
∴x==.
(3)由logx(3+2)=2,
得3+2=x2,即x=(3+2)=+1.
变式1.(4)由log5(log2x)=0,得log2x=1,
∴x=21=2.
(5)由x=log27,得27x=,即33x=3-2,
∴x=-.
(6)由x=log16,得()x=16,即2-x=24,
∴x=-4.
例2:【解】(1)∵log2(log4x)=0,∴log4x=20=1.
∴x=41=4.
(2)∵log3(lgx)=1,∴lgx=31=3.
∴x=103=1000.
(3)∵log(-1)=x,
∴(-1)x===
=-1.∴x=1.
变式2.解:(1)原式=7·7log75=7×5=35;
(2)原式=bc;
(3)原式=log220=log21=0;
(4)原式=log51=0.
例3.【解】(1)原式=log2=log2=-.
(2)原式=2lg5+2lg2+lg5×(1+lg2)+(lg2)2
=2(lg5+lg2)+lg5+lg2(lg5+lg2)
=2+lg5+lg2=2+1=3.
变式3.解:(1)法一:原 ( http: / / www.21cnjy.com )式=lg(2×7)-2(lg7-lg3)+lg7-lg(32×2)=lg2+lg7-2lg7+2lg3+lg7-2lg3-lg2=0.
法二:原式=lg14-lg()2+lg7-lg18
=lg
(2)原式=lg2(lg2+lg5)+lg(5×10)=lg2·lg10+lg5+lg10=lg2+lg5+1=1+1=2.
=lg1=0.
达标拓展(检测、拓展):
1.解析:选B.底数不变,幂值为对数的真数,指数为对数值.
2.答案:A
3.解:由已知可得lg(MN)=lg(M-2N)2,
故得MN=(M-2N)2,
整理得M2-5MN+4N2=0,
即(M-N)(M-4N)=0.
解得M=N或M=4N.
又∵M>0,N>0,M-2N>0,
∴M>2N>0,∴M=N应舍去.
∴M=4N,即=4.
∴log=log4=4.
3.4.2 换底公式
答案:
自主学习
1.提示:logab=.
2.提示:(logab)·(logbc)·(logca)=logab··=1
合作探究(对学、群学) 用换底公式求对数式的值
例1:【解】 (1)log1627log8132=×
=×=×=.
(2)(log32+log92)(log43+log83)
=
=(log32+log32)
=log32×log23=××=.
变式1.解:法一:原式=(log253++)(log52++)=(3log25+log25+log25)(log52+log52+log52)
=(3+1+)log25·(3log52)=13log25·==13.
法二:原式=(++)(++)
=(++)(++)
=()()=13.
例2:【解】 法一:由18b=5,得log185=b.又log189=a,
则log3645==
=
==
=.
法二:由log189=a,18b=5,
有=a,①
log185=b,
==b,②
而log3645==,③
由①②联立,得lg2=,lg9=,④
把④代入③,得log3645=.
变式2.解:法一:∵log142=a,∴log214=.
∴1+log27=.∴log27=-1.
由对数换底公式,得log27==.
例3 解】法一:由3a=4b=36,得log336=a,log436=b,由换底公式可得a=log336=,b=log436=,…5分
所以+=2log363+log364=log369+log364
=log3636=1.10分
eq \a\vs4\al(法二:对已知条件中的三项取以6为底的对数,,得alog63=2blog62=2.…2分,所以\f(2,a)=log63,\f(1,b)=log62.………5分)
所以+=log63+log62=log66=1.
变式3.
达标拓展(检测、拓展):
1.解析:选B.log713换为常用对数为.
2.解析:令t=3x,则x=log3t,
∴f(t)=4log3t·log23+234=4··log23+234=3.log2t+234.
∴f(2)+f(4)+f(8)+…+f(28)
=4(1+2+3+…+8)+8×234=144+1872=2016.
4.解:3x-4y=3log3k-4log4k=-
==,
∵k>1,∴logk64-logk81<0,∴3x<4y.
4y-6z=4logk4-6log6k
=-==,
∵k>1,∴logk36<logk64,
∴4y<6z,∴3x<4y<6z.
§3.5.1对数函数的概念 ( file: / / / D:\\TDDOWNLOAD\\各科教材\\成才之路·北师大版数学必修1\\3-5-1、2.ppt" \t "_parent )
§3.5.2对数函数y=log2x的图像和性质
自主学习
2.反函数
问:提示:y=log2x与x=2y的数量关系是相同的,图像是一致的.
y=log2x与y=2x是一对互为反函数,图像关于y=x对称,都是增函数.
合作探究(对学、群学)
例1:解析: (1)要使函数有意义,须9-x>0,
∴x<9,
∴此函数定义域为(-∞,9).
(2)要使函数有意义,
须,∴,
∴此函数定义域为(1,2)∪(2,3).
变式1.解:(1)由,得,
∴x>-1且x≠999.
∴函数的定义域为{x|x>-1且x≠999}.
(2)由,得.
∴函数的定义域为{x|0<x<2且x≠1}.
例2:解析: (1)对数函数y=logx的底数是,它的反函数是指数函数y=()x.
(2)对数函数y=lnx的底数是e,它的反函数是指数函数y=ex.
(3)由y=2x-1得2x=y+1,
∴x=log2(y+1).
故它的反函数是y=log2(x+1)(x>-1).
(4)指数函数y=()x的底数是,它的反函数是对数函数y=logx(x>0).
变式2.解:根据指数函数y=ax(a>0,a≠1)与对数函数y=logax(a>0,a≠1)互为反函数来判
断.(2)和(3)组是,
因为它们的定义域、值域互换,对应法则互换,符合y=ax和y=logax的关系;
(1)和(4)组不是,不符合y=ax和y=logax的关系.
例3.解析: 函数y=log2x的图像如图.
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)因为y=log2x是增函数,
若f(a)>f(2),即log2a>log22,则a>2.
所以a的取值范围为(2,+∞).5分
(2)∵2≤x≤14,
∴3≤2x-1≤27,
∴log23≤log2(2x-1)≤log227.
∴函数y=log2(2x-1)在x∈[2,14]上的最小值为log23,
最大值为log227.8分
(3)令2x-1,∴x=1,∴y=0,
∴y=log2(2x-1)过定点(1,0).
变式3.解:(1)函数f(x)=log2x在(0,+∞)上为增函数,
又∵>,∴log2>log2.
(2)log2(2-x)>0即log2(2-x)>log21,
∵函数y=log2x为增函数,
∴2-x>1,∴x<1.
∴x的取值范围为(-∞,1).
达标拓展(检测、拓展):
1.答案:D
2.y=()x
3.C
5.3 对数函数的图像和性质 (一)
自主学习
1.y=ax与y=logax互为反函数,其图像关于y=x对称.
2.提示:y=logx=-logax与y=logax关于x轴对称.
合作探究(对学、群学)
例1:【解】 (1)考查对数函数y=log2x,
∵2>1,∴它在(0,+∞)上是增函数.
∴log23.4<log28.5.
(2)考查对数函数y=log0.3x,
∵0<0.3<1,
∴它在(0,+∞)上是减函数,
∴log0.31.8>log0.32.7.
(3)∵log67>log66=1,log76<log77=1,
∴log67>log76.
(4)∵log3π>log31=0,log20.8<log21=0,
∴log3π>log20.8.
(5)在同一坐标系中作出函数y=log7x与y=log8x的图像,如图,由底数
变化对图像位置的影响知:
log712>log812.
变式1.解:(1)(单调性法)因为y=log3x在(0,+∞)上是增函数,所以log31.9<log32.
(2)(中间量法)因为log23>log21=0,log0.32<0,
所以log23>log0.32.
(3)(分类讨论)当a>1时,函数y=logax在定义域上是增函数,则有logaπ>loga3.141;
当0<a<1时,函数y=logax在定义域上是减函数,则有logaπ<loga3.141.
综上所得,当a>1时,logaπ>loga3.141;
当0<a<1时,logaπ<loga3.141.
例2:【解】作出函数y=log2x的图像, ( http: / / www.21cnjy.com )将其关于y轴对称得到函数y=log2|x|的图像的另一分支曲线,再将整个图像向左平移1个单位长度就得到函数y=log2|x+1|的图像,如图所示:
由图可得函数y=log2|x+1|
的递减区间为(-∞,-1),
递增区间为(-1,+∞).
变式2.解析:选D.只需将y=logx的图像向右平移一个单位长度即可.故选D.
例3.【解】 (1)由loga>1,得loga>logaa.
①当a>1时,有a<,此时无解;
②当0<a<1时,有<a,从而<a<1.
∴a的取值范围是(,1).
(2)∵函数y=log0.7x在(0,+∞)上为减函数,
∴由log0.7(2x)<log0.7(x-1),
得,解得x>1.
变式3.解:要使函数有意义需有
即解得<x≤1.
∴函数f(x)的定义域为.
∵x∈(-2,1]时,u关于x是增函数,y=logu是减函数,
∴y=log(-x2+2x+8)为减函数.
x∈[1,4)时,u关于x是减函数,y=logu是减函数,
∴y=log(-x2+2x+8)为增函数.
达标拓展(检测、拓展):
1.解析:选A.当x=1时,y=1.
2.解析:选D.使函数有意义,需log2x-2≥0,即log2x≥2=log24,∴x≥4.
3.解:函数y=log2的定义域为R,
即ax2+(a-1)x+>0恒成立,
若a=0时,显然-x+>0不能恒成立,
∴a≠0,
∴二次函数t=ax2+(a-1)x+
的图像在x轴上方,
∴a>0,且Δ<0,即(a-1)2-4··a<0,
∴a2-3a+1<0
令t=a2-3a+1,并作出其图像如图,
令t=0,得a=
观察图像得a∈.
3.5.3对数函数复习课
自主学习
2.(1)N;N (2) logbN= ;logad
(3)logaM+logaN;
logaM-logaN;
nlogaM;
logaM
4.y=logax; y=x
合作探究(对学、群学)
例1:解析:(1)原式==.
(2)原式=(lg5)2+lg(10×5)lg=(lg5)2+(1+lg5)(1-lg5)=(lg5)2+1-(lg5)2=1.
(3)方法一:原式=(5lg2-2lg7) ( http: / / www.21cnjy.com )-×lg2+(2lg7+lg5)=lg2-lg7-2lg2+lg7+lg5=(lg2+lg5)=lg10=.
方法二:原式=lg-lg4+lg(7)=lg
=lg=.
变式1.析:(1)由已知a=log210,b=log510,则+=lg2+lg5=lg10=1.
由已知x=log43,则4x+4-x=4log43+4-log43=3+=.
例2
∴f(0.2-0.6)<f( ( http: / / www.21cnjy.com )log3)<f(log47),即c<b<a,选B 变式2.解析:方法一:a=log32=,b=ln2=,而log23>log2e>1,所以a<b,c=5 eq \s\up15(- ) =,而>2=log24>log23,所以c<a,综上c<a<b,故选C.
方法二:a=log32=,b=ln2=,1<log2e<log23<2,
∴<<<1;
c=5 eq \s\up15(- ) =<=,所以c<a<b,选C.
例3.解析:∵a>0,且a≠1, ( http: / / www.21cnjy.com )∴u=2-ax在[0,1]上是关于x的减函数.又f(x)=loga(2-ax)在[0,1]上是关于x的减函数,
∴函数y=logau是关于u的增函数,且对x∈[0,1]时,u=2-ax恒为正数.
其充要条件是即1<a<2.
变式3.解析:(1)由4x-1>0解得x>0,因此f(x)的定义域为(0,+∞).
(2)设0<x1<x2,则0<4x1-1<4x2-1,
因此log4(4x1-1)<log4(4x2-1),即f(x1)<f(x2),f(x)在(0,+∞)上递增.
(3)f(x)在区间上递增,又f=0,f(2)=log415,
因此f(x)在上的值域为[0,log415].
达标拓展(检测、拓展):
1.解析:原式=log5100+log50.25=log525=2. 答案:C
2.解析:设y=f(x),t=3x+1,则y=log2t,t=3x+1,x∈R.
由y=log2t,t>1知函数f(x)的值域为(0,+∞). 答案:A
3.解析:令x+2 013=1,即x=-2 012时,y=2,故其图像恒过定点(-2 012,2).
答案:(-2 012,2)
§6 指数函数、幂函数、对数函数增长的比较
自主学习
:增函数,大;增函数,小;增函数,大;
问1.提示:不对.y=2x与y=x2的图像有交叉现象,只有当x>4时,才有2x>x2成立.
合作探究(对学、群学)
例1:解析:指数型函数呈“爆炸式”增长.
从表格中可以看出,四个变量y1,y2,y3 ( http: / / www.21cnjy.com ),y4均是从5开始变化,变量y4的值越来越小,但是减小的速度很慢,故变量y4关于x不呈指数型函数变化;而变量y1,y2,y3的值都是越来越大,但是增长速度不同,其中变量y2的增长速度最快,画出它们的图像(图略),可知变量y2关于x呈指数型函数变化,故填y2.
答案: y2
变式1.
解析:选C.通过指数型函数,对数型函数 ( http: / / www.21cnjy.com ),幂函数型函数的增长规律比较可知,对数型函数的增长速度越来越慢,变量y3随x的变化符合此规律;指数型函数的增长是爆炸式增长,y2随x的变化符合此规律;幂函数型函数的增长速度越来越快,y1随x的变化符合此规律,故选C.
例2:解析: (1)函数y1=为减函数,又>,
∴>.∴>.
∴>.
(2)令函数y1=x2,y2=log2x,
y3=2x.在同一坐标系内作出上述三个函数的图像如图,然后作x=0.3,此直线必与上述三个函数图像相交.由图像知
log20.3<0.32<20.3.
又函数y2=在(0,+∞)上是增函数,且>,
变式2.
解析:选B.在同一平面直角坐标系中 ( http: / / www.21cnjy.com )画出函数y=2x,y=x2,y=log2x的图像(图略),在区间(2,4)上从上往下图像依次是y=x2,y=2x,y=log2x,所以y2>y1>y3.
例3.解析: 借助计算器或计算机作出函数y=5,y=0.25x,y=log7x+1,
y=1.002x的图像如图所示:
观察图像发现,在区间[10,10 ( http: / / www.21cnjy.com )00]上模型y=0.25x,y=1.002x的图像都有一部分在y=5的上方,这说明只有按模型y=log7x+1进行奖励才能符合公司要求,下面通过计算确认上述判断.
对于模型y=0.25x,它在区间[10 ( http: / / www.21cnjy.com ),1000]上是单调递增的,当x∈(20,1000]时,y>5,因此该模型不符合要求.对于模型y=1.002x,利用计算器,可知1.002806≈5.005,由于y=1.002x是增函数,故当x∈(806,1000]时,y>5,因此,也不符合题意.对于模型y=log7x+1,它在区间[10,1000]上单调递增且当x=1000时,y=log71000+
1≈4.55<5,所以它符合奖金总数不超过
5万元的要求.
再计算按模型y=log7x+1奖励时,奖金是否
超过利润x的25%,即当x∈[10,1000]时,利
用计算器或计算机作f(x)=log7x+1-0.25x
的图像,由图像可知f(x)是减函数,因此f(x)
<f(10)≈-0.3167<0,即log7x+1<0.25x.
所以当x∈[10,1000]时,y ( http: / / www.21cnjy.com )<0.25x.这说明,按模型y=log7x+1奖励不超过利润的25%. 综上所述,模型y=log7x+1确实符合公司要求.
变式3.
解:根据散点图如图所示,宜采用指数型函数作模型.设f(x)=a×bx+c,
代入前三个数据可得a=,b=2,c=.
所以f(x)=×2x+,用x=5和6代入检验f(5)==5.2,f(6)=10,刚好符合.所以f(4)=2.8,f(7)=19.6.实际上后来在离太阳19.2天文单位处发现了天王星,与19.6非常接近,提丢斯创造了一个天文史上的传奇.
达标拓展(检测、拓展):
1.答案:B
2.D
3解:三个函数中,y=log5x增长的 ( http: / / www.21cnjy.com )速度要比y=x100和y=5x增长的速度慢得多,且y=log5x增长得越来越慢,图像几乎渐渐与x轴平行;而y=x100和y=5x,当x比较小时,y=x100要比y=5x增长得快,但当x逐渐增大,增大到一定程度后,y=5x要比y=x100增长得快..
本章小结与复习(一)
合作探究(对学、群学)
例1:【解析】 ∵f(x)是定义在(-∞,+∞)内的偶函数,且在(-∞,0]上是增函数,
∴f(x)在[0,+∞)上是减函数,且a=f(ln)
=f(-ln 3)=f(ln 3).
∵ln 3>ln e=1,=log42<log43<log44=1,0<0.41.2<,
∴0.41.2<log43<ln 3,
故f(0.41.2)>f(log43)>f(ln 3),即c>b>a.
【答案】 c>b>a
变式1.解析:因为b=53>a=30.2>1,而0<c=3-0.2<1,
所以b>a>c.
答案:B
例2:【解】 y=22(x-)-3·2x+5=·22x-3·2x+5=(2x-3)2+.
∵0≤x≤2,∴1≤2x≤4.
∴当2x=3,即x=log23时,ymin=;
当2x=1,即x=log21=0时,ymax=.
∴当x=log23时,ymin=,当x=0时,ymax=
变式2.解析: y=a2x+2ax+3=(ax)2+2ax+3
=(ax+1)2+2,
令ax=t,则y=(t+1)2+2,
当a>1时,因为-1≤x ( http: / / www.21cnjy.com )≤1,所以≤ax≤a,即≤t≤a.因为函数的对称轴为t=-1,所以当t=a时函数取最大值,所以(a+1)2+2=11,所以a=2;
当0
即a≤t≤,所以当t=时函数取最大值,
所以2+2=11,所以a=.
综上所述,a的值是2或.
例3.【解】 当a>1时,由原不等式有
解得<x<4.
当0<a<1时,由原不等式有
解得x>4.
∴当a>1时,x的取值范围为;当0<a<1时,x的取值范围为(4,+∞).
变式3.【解】 ∵x∈[-2,-1],∴1≤x+3≤2.
当a>1时,loga1≤loga(x+3)≤loga2,即0≤f(x)≤loga2.
∵|f(x)|<2,∴∴a>.
当0<a<1时,loga2≤loga(x+3)≤loga1,即loga2≤f(x)≤0.
∵|f(x)|<2,∴∴0<a<.
综上可得,实数a的取值范围是∪(,+∞).
达标拓展(检测、拓展):
1.解析:选A.利用界值法可得a>log33=1,0<b=log76<log77=1,c=log20.8<log21=0.故选A.
2.解析:∵f(x)为偶函数,∴f(-x)=f(x),
∴lg(10-x+1)-ax=lg(10x+1)+ax,
即lg(10x+1)-x-ax=lg(10x+1)+ax,
∴(2a+1)x=0,∴2a+1=0,即a=-,
又g(x)为奇函数,且x∈R,
∴g(0)=0=,∴b=1,∴a+b=.
3.解:原不等式可转化为2m-3< ( http: / / www.21cnjy.com )2x在x∈[0,+∞)时恒成立,只要2m-3小于2x的最小值即可.当x∈[0,+∞)时,由y=2x的单调性知,2x的最小值是20=1,
∴2m-3<1,∴m<2.∴实数m的取值范围为(-∞,2).
第三章 指数函数与对数函数复习(二)
例4:(1)b的取值范围是(0,]
(2)f(x)在(-b,b)内是减函数,具有单调性.
变式4.(1),(2)R
例5:(1)f(x)为奇函数
(2)a的取值范围是(0,1)∪( ,+∞).
变式5.(1)a=1(2) (-1
例6. (1)f(x)的定义域是(-∞,1),f(x)的值域为(-∞,1).
(2)f(x)是减函数(3)函数y=f(x)的图象关于直线y=x对称
变式6.(1)定义域为(0,+∞).(2)f(x)在(0,+∞)是增函数.(3)a-b≥1
达标拓展(检测、拓展):
1.D 2.D 3.
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同课章节目录
第一章 集合
1.1 集合与集合的表示方法
1.2 集合之间的关系与运算
第二章 函数
2.1 函数
2.2 一次函数和二次函数
2.3 函数的应用(Ⅰ)
2.4 函数与方程
第三章 基本初等函数(Ⅰ)
3.1 指数与指数函数
3.2 对数与对数函数
3.3 幂函数
3.4 函数的运用(ⅠⅠ)
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