一、指数、对数的运算
指数、对数的运算主要考查对数与指数的互化,对数、指数的运算性质以及换底公式等,并会利用运算性质进行化简、计算和证明.
【例1】 计算:
(1)1---+(-)0;
解:1---+(-)0
=1---+1
=1--2+-+1=-.
(2)log20.25+ln++lg 4+2lg 5-.
解:log20.25+ln++lg 4+2lg 5-=log2+ln ++lg 4+lg 52-=-2++81+lg 100-2=.
【反思感悟】
要熟练掌握指数与对数的运算法则,注意把握运算法则中式子的结构特征,同时也要注意符号与运算顺序.
二、指数、对数函数的图象及应用
掌握指数、对数函数图象的作法及简单的图象变换,会利用指数、对数函数的图象判断函数图象、函数的零点问题.
【例2】 (1)对数函数y=logax(a>0,且a≠1)与二次函数y=(a-1)x2-x在同一坐标系内的图象可能是( A )
解析:若0<a<1,则y=logax在(0,+∞)上单调递减,又由函数y=(a-1)x2-x开口向下,其图象的对称轴x=在y轴左侧,排除C、D;若a>1,则y=logax在(0,+∞)上是增函数,函数y=(a-1)·x2-x图象开口向上,且对称轴x=在y轴右侧,因此B项不正确,只有选项A满足.故选A.
(2)已知函数f(x)=若关于x的方程f(x)=k有两个不等实数根,则k的取值范围是( D )
A.(0,+∞) B.(-∞,0)
C.(1,+∞) D.(0,1]
解析:画出函数y=f(x)和y=k的图象,如图所示.由图可知,当方程f(x)=k有两个不等实数根时,实数k的取值范围是(0,1].
【反思感悟】
指数、对数函数的图象及其应用要点
(1)已知函数解析式判断其图象时,可通过图象经过的定点和特殊点来进行分析判断;
(2)进行图象识别与应用时,可从基本的指数、对数函数图象入手,通过平移、对称、翻折变换得到相关函数的图象;
(3)与方程根的个数有关的问题,通常不具体解方程,而是转化为判断指数、对数函数等图象的交点个数问题.
三、指数、对数函数的性质及应用(考教衔接)
掌握指数、对数函数的图象和性质,能利用指数、对数函数的性质比较大小、解方程和不等式等.以函数的性质为依托,考查函数的奇偶性和单调性,以及利用性质进行大小比较、方程和不等式求解等.在解含对数式的方程或不等式时,不能忘记对数中真数大于0,以免出现增根或扩大范围.
教材原题 (1)(教材P161复习参考题11题)已知函数f(x)=loga(x+1),g(x)=loga(1-x)(a>0,且a≠1).
①求函数f(x)+g(x)的定义域;
②判断函数f(x)+g(x)的奇偶性,并说明理由.
(2)(教材P161复习参考题12题)对于函数f(x)=a-(a∈R).
①探索函数f(x)的单调性;
②是否存在实数a使函数f(x)为奇函数?
变式1 已知指数型函数的奇偶性求参数
(2023·全国乙卷理4题)已知f(x)=是偶函数,则a=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
解析:D 法一 f(x)的定义域为{x|x≠0},因为f(x)是偶函数,所以f(x)=f(-x),即=,即e(1-a)x-ex=-e(a-1)x+e-x,即e(1-a)x+e(a-1)x=ex+e-x,所以a-1=±1,解得a=0(舍去)或a=2,故选D.
法二 因为f(x)是偶函数,所以f(1)-f(-1)=-==0,所以a-1=1,所以a=2.故选D.
变式2 已知对数型函数的奇偶性求参数
(2022·全国乙卷文16题)若f(x)=ln+b是奇函数,则a=-,b=ln 2.
解析:法一 f(x)=ln+b=ln+ln eb=ln.
∵f(x)为奇函数,∴f(-x)+f(x)=ln=0,
∴|(a+1)2e2b-a2e2bx2|=|1-x2|.当(a+1)2e2b-a2e2bx2=1-x2时,[(a+1)2e2b-1]+(1-a2e2b)x2=0对任意的x恒成立,则解得当(a+1)2e2b-a2e2bx2=x2-1时,[(a+1)2e2b+1]-(a2e2b+1)x2=0对任意的x恒成立,则无解.综上,a=-,b=ln 2.
法二 由题意可得f(x)+f(-x)=2b+ln=0在定义域内恒成立,所以·==为常数,即=1,解得a=-.将a=-代入f(x)+f(-x)=0中,得b=ln 2.
变式3 指(对)数型函数的单调性及其应用
(1)(2024·新高考Ⅰ卷6题)已知函数f(x)=在R上单调递增,则a的取值范围是( B )
A.(-∞,0] B.[-1,0]
C.[-1,1] D.[0,+∞)
解析:因为f(x)在R上单调递增,且x≥0时,f(x)=ex+ln(x+1)单调递增,则需满足解得-1≤a≤0,即a的取值范围是[-1,0].故选B.
(2)(2023·新高考Ⅰ卷4题)设函数f(x)=2x(x-a)在区间(0,1)上单调递减,则实数a的取值范围是( D )
A.(-∞,-2] B.[-2,0)
C.(0,2] D.[2,+∞)
解析:设t=x(x-a),易知函数y=2t是增函数.因为f(x)=2x(x-a)在(0,1)上单调递减,所以由复合函数的单调性可知函数t=x(x-a)在(0,1)上单调递减.因为函数t=x(x-a)在(-∞,)上单调递减,所以≥1,即a≥2.故选D.
(3)(2023·全国甲卷文11题)已知函数f(x)=,记a=f(),b=f(),c=f(),则( A )
A.b>c>a B.b>a>c
C.c>b>a D.c>a>b
解析:函数f(x)=是由函数y=eu和u=-(x-1)2复合而成的复合函数,y=eu为R上的增函数,u=-(x-1)2在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以由复合函数的单调性可知,f(x)在(-∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.易知f(x)的图象关于直线x=1对称,所以c=f()=f(2-),又<2-<<1,所以f()<f(2-)<f(),所以b>c>a,故选A.
【反思感悟】
指数、对数函数由于底数的不同取值而具有不同的单调性,因此利用函数单调性比较大小、解决不等关系等问题时应特别注意底数范围对函数单调性的影响.
四、函数的零点
函数的零点主要考查零点个数及零点所在区间,主要利用转化思想把零点问题转化成函数与x轴的交点以及两函数图象的交点问题.
【例3】 (1)设函数f(x)=log2x+2x-3,则函数f(x)的零点所在的区间为( B )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
解析:易知函数f(x)=log2x+2x-3在(0,+∞)上单调递增,且f(1)=log21+21-3=-1<0,f(2)=log22+22-3=2>0,所以根据函数零点存在定理可知在区间(1,2)内函数存在零点.故选B.
(2)已知函数f(x)=(a∈R),若函数在R上有两个零点,则a的取值范围是( D )
A.(-∞,-1) B.(-∞,1)
C.(-1,0) D.[-1,0)
解析:由3x-1=0可得x=>0,若函数在R上有两个零点,可转化为ex+a=0在x≤0上有一个实根,即y=-a与y=ex在x≤0上有一个交点,因为当x≤0时,ex∈(0,1],又y=-a与y=ex在x≤0上有一个交点,所以0<-a≤1,即-1≤a<0.故选D.
【反思感悟】
转化是解决函数零点问题的基本思想,主要体现在函数的零点、方程的实数根、函数图象与x轴交点的横坐标、两函数图象交点的横坐标这四个问题间的相互转化,解决问题的过程中要注意等价转换.
五、函数模型的应用
函数模型的应用一般分为两类
(1)已知函数模型解决实际问题;
(2)根据实际生活情境抽象构建出切合实际的函数模型,并应用模型解决实际问题.
【例4】 (1)青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量.通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L和小数记录法的数据V满足L=5+lg V.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据约为(≈1.259)( )
A.1.5 B.1.2
C.0.8 D.0.6
解析:C 4.9=5+lg V lg V=-0.1 V=1=≈≈0.8,所以该同学视力的小数记录法的数据约为0.8.
(2)某个体经营者把开始6个月试销的A,B两种商品的逐月投入与所获纯利润列成下表:
投入A种商品的金额x/万元 1 2 3 4 5 6
所获纯利润y/万元 0.65 1.39 1.85 2.00 1.84 1.41
投入B种商品的金额x/万元 1 2 3 4 5 6
所获纯利润y/万元 0.25 0.51 0.74 1.00 1.26 1.49
该经营者准备下月投入12万元经营这两种商品,但不知投入A,B两种各多少万元才合算,请你帮助他制定一个投资方案,使得该经营者下月可获得最大纯利润(精确到小数点后一位).
解:通过表格所提供的数据,画出散点图,如图.
观察散点图可知,A商品所获纯利润y与投入资金x的关系可以用二次函数模型来刻画,
取(4,2)为最高点,设二次函数为y=a(x-4)2+2,
再把(1,0.65)代入,得0.65=a(1-4)2+2,解得a=-0.15,所以y=-0.15(x-4)2+2.
观察散点图可知,B商品所获纯利润y与投入资金x的关系可以用一次函数模型来刻画,
设一次函数为y=kx+b,把(1,0.25),(4,1)代入,得解得所以y=0.25x.将其他组数据代入验证,可知所选函数模型合适.
设下月投入的12万元中,投入到A商品m万元,则投入到B商品(12-m)万元(0≤m≤12).
设总纯利润为W万元,则W=-0.15(m-4)2+2+0.25(12-m)=-0.15+2.6+0.15×,
所以当m=时,总纯利润W取得最大值,最大纯利润为2.6+0.15×≈4.1(万元).
【反思感悟】
建立函数模型解决实际问题的步骤
1 / 6一、指数、对数的运算
指数、对数的运算主要考查对数与指数的互化,对数、指数的运算性质以及换底公式等,并会利用运算性质进行化简、计算和证明.
【例1】 计算:
(1)1---+(-)0;
(2)log20.25+ln++lg 4+2lg 5-.
【反思感悟】
要熟练掌握指数与对数的运算法则,注意把握运算法则中式子的结构特征,同时也要注意符号与运算顺序.
二、指数、对数函数的图象及应用
掌握指数、对数函数图象的作法及简单的图象变换,会利用指数、对数函数的图象判断函数图象、函数的零点问题.
【例2】 (1)对数函数y=logax(a>0,且a≠1)与二次函数y=(a-1)x2-x在同一坐标系内的图象可能是( )
(2)已知函数f(x)=若关于x的方程f(x)=k有两个不等实数根,则k的取值范围是( )
A.(0,+∞) B.(-∞,0)
C.(1,+∞) D.(0,1]
【反思感悟】
指数、对数函数的图象及其应用要点
(1)已知函数解析式判断其图象时,可通过图象经过的定点和特殊点来进行分析判断;
(2)进行图象识别与应用时,可从基本的指数、对数函数图象入手,通过平移、对称、翻折变换得到相关函数的图象;
(3)与方程根的个数有关的问题,通常不具体解方程,而是转化为判断指数、对数函数等图象的交点个数问题.
三、指数、对数函数的性质及应用(考教衔接)
掌握指数、对数函数的图象和性质,能利用指数、对数函数的性质比较大小、解方程和不等式等.以函数的性质为依托,考查函数的奇偶性和单调性,以及利用性质进行大小比较、方程和不等式求解等.在解含对数式的方程或不等式时,不能忘记对数中真数大于0,以免出现增根或扩大范围.
教材原题 (1)(教材P161复习参考题11题)已知函数f(x)=loga(x+1),g(x)=loga(1-x)(a>0,且a≠1).
①求函数f(x)+g(x)的定义域;
②判断函数f(x)+g(x)的奇偶性,并说明理由.
(2)(教材P161复习参考题12题)对于函数f(x)=a-(a∈R).
①探索函数f(x)的单调性;
②是否存在实数a使函数f(x)为奇函数?
变式1 已知指数型函数的奇偶性求参数
(2023·全国乙卷理4题)已知f(x)=是偶函数,则a=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
变式2 已知对数型函数的奇偶性求参数
(2022·全国乙卷文16题)若f(x)=ln+b是奇函数,则a= ,b= .
变式3 指(对)数型函数的单调性及其应用
(1)(2024·新高考Ⅰ卷6题)已知函数f(x)=在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.[-1,0]
C.[-1,1] D.[0,+∞)
(2)(2023·新高考Ⅰ卷4题)设函数f(x)=2x(x-a)在区间(0,1)上单调递减,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-2] B.[-2,0)
C.(0,2] D.[2,+∞)
(3)(2023·全国甲卷文11题)已知函数f(x)=,记a=f(),b=f(),c=f(),则( )
A.b>c>a B.b>a>c
C.c>b>a D.c>a>b
【反思感悟】
指数、对数函数由于底数的不同取值而具有不同的单调性,因此利用函数单调性比较大小、解决不等关系等问题时应特别注意底数范围对函数单调性的影响.
四、函数的零点
函数的零点主要考查零点个数及零点所在区间,主要利用转化思想把零点问题转化成函数与x轴的交点以及两函数图象的交点问题.
【例3】 (1)设函数f(x)=log2x+2x-3,则函数f(x)的零点所在的区间为( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(2,3) D.(3,4)
(2)已知函数f(x)=(a∈R),若函数在R上有两个零点,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-1) B.(-∞,1)
C.(-1,0) D.[-1,0)
【反思感悟】
转化是解决函数零点问题的基本思想,主要体现在函数的零点、方程的实数根、函数图象与x轴交点的横坐标、两函数图象交点的横坐标这四个问题间的相互转化,解决问题的过程中要注意等价转换.
五、函数模型的应用
函数模型的应用一般分为两类
(1)已知函数模型解决实际问题;
(2)根据实际生活情境抽象构建出切合实际的函数模型,并应用模型解决实际问题.
【例4】 (1)青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量.通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L和小数记录法的数据V满足L=5+lg V.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据约为(≈1.259)( )
A.1.5 B.1.2
C.0.8 D.0.6
(2)某个体经营者把开始6个月试销的A,B两种商品的逐月投入与所获纯利润列成下表:
投入A种商品的金额x/万元 1 2 3 4 5 6
所获纯利润y/万元 0.65 1.39 1.85 2.00 1.84 1.41
投入B种商品的金额x/万元 1 2 3 4 5 6
所获纯利润y/万元 0.25 0.51 0.74 1.00 1.26 1.49
该经营者准备下月投入12万元经营这两种商品,但不知投入A,B两种各多少万元才合算,请你帮助他制定一个投资方案,使得该经营者下月可获得最大纯利润(精确到小数点后一位).
【反思感悟】
建立函数模型解决实际问题的步骤
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