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高中数学
人教新课标A版
必修1
第二章 基本初等函数(Ⅰ)
2.2 对数函数
本节综合
2.2对数函数学案(共4份)
文档属性
名称
2.2对数函数学案(共4份)
格式
zip
文件大小
1.2MB
资源类型
教案
版本资源
人教新课标A版
科目
数学
更新时间
2019-05-21 08:06:29
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文档简介
§2.2 对数函数
2.2.1 对数与对数运算
第1课时 对 数
学习目标 1.了解对数的概念.2.会进行对数式与指数式的互化.3.会求简单的对数值.
知识点一 对数的概念
对数的概念:
一般地,如果ax=N(a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
常用对数与自然对数:
通常将以10为底的对数叫做常用对数,以e(e=2.718 28…)为底的对数称为自然对数,log10N可简记为lg_N,logeN简记为ln_N.
知识点二 对数与指数的关系
思考 求loga1(a>0,且a≠1)的值.
答案 设loga1=t,化为指数式at=1,则不难求得t=0,即loga1=0.
梳理 一般地,有对数与指数的关系:
若a>0,且a≠1,则ax=N?logaN=x.
对数恒等式:=N;logaax=x(a>0,且a≠1).
对数的性质:
(1)1的对数为零;
(2)底的对数为1;
(3)零和负数没有对数.
1.若3x=2,则x=log32.( √ )
2.因为a1=a(a>0且a≠1),所以logaa=1.( √ )
3.logaN>0(a>0且a≠1,N>0).( × )
4.若ln N=,则N=e.( × )
类型一 对数的概念
例1 在N=log(5-b)(b-2)中,实数b的取值范围是( )
A.b<2或b>5 B.2
C.4
考点 对数的概念
题点 对数的概念
答案 D
解析 ∵∴2
反思与感悟 由于对数式中的底数a就是指数式中的底数a,所以a的取值范围为a>0,且a≠1;由于在指数式中ax=N,而ax>0,所以N>0.
跟踪训练1 求f(x)=logx的定义域.
考点 对数的概念
题点 对数的概念
解 要使函数式有意义,需解得0
∴f(x)=logx的定义域为(0,1).
类型二 对数基本性质的应用
例2 求下列各式中x的值:
(1)log2(log5x)=0;
(2)log3(lg x)=1.
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
解 (1)∵log2(log5x)=0,∴log5x=20=1,∴x=51=5.
(2)∵log3(lg x)=1,∴lg x=31=3,∴x=103=1 000.
反思与感悟 此类题型应利用对数的基本性质从整体入手,由外到内逐层深入来解决问题.logaN=0?N=1;logaN=1?N=a使用频繁,应在理解的基础上牢记.
跟踪训练2 若log2(log3x)=log3(log4y)=log4(log2z)=0,则x+y+z的值为( )
A.9 B.8 C.7 D.6
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 A
解析 ∵log2(log3x)=0,∴log3x=1.
∴x=3.同理y=4,z=2.∴x+y+z=9.
类型三 对数式与指数式的互化
命题角度1 指数式化为对数式
例3 将下列指数式写成对数式:
(1)54=625;
(2)2-6=;
(3)3a=27;
(4)m=5.73.
考点 对数式与指数式的互化
题点 指数式化为对数式
解 (1)log5625=4;(2)log2=-6;
(3)log327=a;(4)
反思与感悟 指数式化为对数式,关键是弄清指数式各部位的去向:
跟踪训练3 (1)如果a=b2 (b>0,b≠1),则有( )
A.log2a=b B.log2b=a
C.logba=2 D.logb2=a
考点 对数式与指数式的互化
题点 指数式化为对数式
答案 C
解析 logba=2,故选C.
(2)将3-2=,6=化为对数式.
考点 对数式与指数式的互化
题点 指数式化为对数式
解 3-2=可化为log3=-2;
6=可化为
(3)解方程:m=5.
考点 对数式与指数式的互化
题点 指数式化为对数式
命题角度2 对数式化为指数式
例4 求下列各式中x的值:
(1)log64x=-;(2)logx8=6;(3)lg 100=x;
(4)-ln e2=x;(5)log(-1)=x.
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
解 (1)
(2)因为x6=8,所以
(3)10x=100=102,于是x=2.
(4)由-ln e2=x,得-x=ln e2,即e-x=e2.
所以x=-2.
(5)因为
所以(-1)x====-1,
所以x=1.
反思与感悟 要求对数的值,设对数为某一未知数,将对数式化为指数式,再利用指数幂的运算性质求解.
跟踪训练4 计算:(1)log927;
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
解 (1)设x=log927,则9x=27,32x=33,∴x=.
∴x=16.
(3)
∴x=3.
1.logbN=a(b>0,b≠1,N>0)对应的指数式是( )
A.ab=N B.ba=N
C.aN=b D.bN=a
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 B
2.若logax=1,则( )
A.x=1 B.a=1
C.x=a D.x=10
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 C
3.下列指数式与对数式互化不正确的一组是( )
A.e0=1与ln 1=0
B.=与log8=-
C.log39=2与=3
D.log77=1与71=7
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式与指数式的互化
答案 C
4.已知logx16=2,则x=________.
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 4
5.设10lg x=100,则x=________.
考点 对数的运算
题点 对数恒等式的应用
答案 100
1.对数概念与指数概念有关,指数式和对数式是互逆的,即ab=N?logaN=b(a>0,且a≠1,N>0),据此可得两个常用恒等式:(1)logaab=b;(2)alogaN=N.
2.在关系式ax=N中,已知a和x求N的运算称为求幂运算;而如果已知a和N求x的运算就是对数运算,两个式子实质相同而形式不同,互为逆运算.
一、选择题
1.有下列说法:
①零和负数没有对数;
②任何一个指数式都可以化成对数式;
③以10为底的对数叫做常用对数;
④以e为底的对数叫做自然对数.
其中正确命题的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
考点 对数的概念
题点 对数的概念
答案 C
解析 ①③④正确,②不正确,只有a>0,且a≠1时,ax=N才能化为对数式.
2.已知log3a=2,则a等于( )
A.6 B.7 C.8 D.9
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 D
解析 把log3a=2化为指数式,有a=32=9.
3.ln等于( )
A.0 B. C.1 D.2
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 B
解析 设ln=x,则ex==e,
∴x=.
4.方程2=的解是( )
A.x= B.x= C.x= D.x=9
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式与指数式的互化
答案 A
解析 ∵2=2-2,∴log3x=-2,∴x=3-2=.
5.下列四个等式:
①lg(lg 10)=0;②lg(ln e)=0;③若lg x=10,则x=10;④若ln x=e,则x=e2.
其中正确的是( )
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 C
解析 ①lg(lg 10)=lg 1=0;②lg(ln e)=lg 1=0;
③若lg x=10,则x=1010;④若ln x=e,则x=ee.
6.-1+log0.54的值为( )
A.6 B. C.0 D.
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 C
解析 -1+log0.54=-1+log4=2-2=0.
7.若loga3=m,loga5=n,则a2m+n的值是( )
A.15 B.75 C.45 D.225
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 C
解析 由loga3=m,得am=3,由loga5=n,得an=5,
∴a2m+n=(am)2·an=32×5=45.
8.log(3-2)等于( )
A.-2 B.-4 C.2 D.4
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 A
解析 3-2=2-2+1=()2-2+12
=(-1)2
=2=(+1)-2.
设log(3-2)=t,则(+1)t=3-2
=(+1)-2,∴t=-2.
二、填空题
9.log81=________.
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案 8
解析 设log81=t,则()t=81,3=34,=4,t=8.
10.已知log7[log3(log2x)]=0,那么x=________.
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案
解析 ∵log7[log3(log2x)]=0,∴log3(log2x)=1,
∴log2x=3,∴23=x,∴x=(23) ===.
11.设a=log310,b=log37,则3a-b=________.
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案
解析 ∵a=log310,b=log37,∴3a=10,3b=7,
∴3a-b==.
三、解答题
12.(1)先将下列式子改写成指数式,再求各式中x的值.
①log2x=-;②logx3=-.
(2)已知6a=8,试用a表示下列各式.
①log68;②log62;③log26.
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
解 (1)①因为log2x=-,所以x=2=.
②因为logx3=-,所以x=3,所以x=3-3=.
(2)①log68=a.
②由6a=8得6a=23,即6=2,所以log62=.
③由6=2得2=6,所以log26=.
13.求2+3的值.
考点 对数的运算
题点 对数恒等式的应用
解 2+3=22×2+
=4×3+=12+1=13.
四、探究与拓展
14.已知f(log2x)=x,则f =________.
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式与指数式的互化
答案
解析 令log2x=,则x=2=,
即f?=f(log2)=.
15.已知x=log23,求=________.
考点 对数式与指数式的互化
题点 对数式化为指数式
答案
解析 由x=log23,得2x=3,∴2-x==,
∴23x=(2x)3=33=27,2-3x==,
∴====.
第2课时 对数的运算
学习目标 1.掌握积、商、幂的对数运算性质,理解其推导过程和成立条件.2.掌握换底公式及其推论.3.能熟练运用对数的运算性质进行化简求值.
知识点一 对数运算性质
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:
(1)loga(M·N)=logaM+logaN;
(2)loga=logaM-logaN;
(3)logaMn=nlogaM(n∈R).
知识点二 换底公式
思考1 观察知识点一的三个公式,我们发现对数都是同底的才能用这三个公式.那么我们在运算和求值中遇到不同底的对数怎么办?
答案 设法换为同底.
梳理 对数换底公式:
logab=(a>0,且a≠1,b>0,c>0,且c≠1).
特别地:logab·logba=1(a>0,且a≠1,b>0,且b≠1).
1.log2x2=2log2x.( × )
2.loga[(-2)×(-3)]=loga(-2)+loga(-3).( × )
3.logaM·logaN=loga(M+N).( × )
4.logx2=.( √ )
类型一 具体数字的化简求值
例1 计算:(1)log345-log35;
(2)log2(23×45);
(3);
(4)log29·log38.
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
解 (1)log345-log35=log3=log39=log332=2log33=2.
(2)log2(23×45)=log2(23×210)=log2(213)
=13log22=13.
(3)原式=
==.
(4)log29·log38=log2(32)·log3(23)
=2log23·3log32
=6·log23·
=6.
反思与感悟 具体数的化简求值主要遵循两个原则
(1)把数字化为质因数的幂、积、商的形式.
(2)不同底化为同底.
跟踪训练1 计算:(1)2log63+log64;
(2)(lg 25-lg )÷
(3)log43·log98;
(4)log2.56.25+ln-
考点 对数的运算
题点 指数对数的混合运算
解 (1)原式=log632+log64=log6(32×4)=log6(62)=2log66=2.
(2)原式=÷=lg 102÷10-1
=2×10=20.
(3)原式=·=·=.
(4)原式=log2.5(2.5)2+-
=2+-=.
类型二 代数式的化简
命题角度1 代数式恒等变换
例2 化简loga.
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
解 ∵>0且x2>0,>0,∴y>0,z>0.
loga=loga(x2)-loga
=logax2+loga-loga
=2loga|x|+logay-logaz.
反思与感悟 使用公式要注意成立条件,如lg x2不一定等于2 lg x,反例:log10(-10)2=2log10(-10)是不成立的.要特别注意loga(MN)≠logaM·logaN,loga(M±N)≠logaM±logaN.
跟踪训练2 已知y>0,化简loga.
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
解 ∵>0,y>0,∴x>0,z>0.
∴loga=loga-loga(yz)=logax-logay-logaz.
命题角度2 用代数式表示对数
例3 已知log189=a,18b=5,求log3645.
考点 对数的运算
题点 用代数式表示对数
解 方法一 ∵log189=a,18b=5,∴log185=b,
于是log3645===
==.
方法二 ∵log189=a,18b=5,∴log185=b,
于是log3645==
==.
方法三 ∵log189=a,18b=5,
∴lg 9=alg 18,lg 5=blg 18,
∴log3645===
==.
反思与感悟 此类问题的本质是把目标分解为基本“粒子”,然后用指定字母换元.
跟踪训练3 已知log23=a,log37=b,用a,b表示log4256.
考点 对数的运算
题点 用代数式表示对数
解 ∵log23=a,则=log32,又∵log37=b,
∴log4256===.
1.log5+log53等于( )
A.0 B.1 C.-1 D.log5
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
答案 A
2.设a,b,c均为不等于1的正实数,则下列等式中恒成立的是( )
A.logab·logcb=logca
B.logab·logca=logcb
C.loga(bc)=logab·logac
D.loga(b+c)=logab+logac
考点 对数的运算
题点 换底公式的应用
答案 B
解析 由logab·logcb=·≠logca,故A错;由logab·logca=·==logcb.故选B.
3.log29×log34等于( )
A. B. C.2 D.4
考点 对数的运算
题点 换底公式的应用
答案 D
4.lg 0.01+log216的值是________.
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
答案 2
解析 lg 0.01+log216=-2+4=2.
5.若2x=3y,则=________.
考点 对数的运算
题点 用代数式表示对数
答案 log23
解析 方法一 设2x=3y=t,
则x=log2t,y=log3t.
∴====log23.
方法二 ∵2x=3y,
则lg 2x=lg 3y,
∴xlg 2=ylg 3,
∴==log23.
1.换底公式可完成不同底数的对数式之间的转化,可正用、逆用;使用的关键是恰当选择底数,换底的目的是利用对数的运算性质进行对数式的化简.
2.运用对数的运算性质应注意:
(1)在各对数有意义的前提下才能应用运算性质.
(2)根据不同的问题选择公式的正用或逆用.
(3)在运算过程中避免出现以下错误:
①logaNn=(logaN)n,②loga(MN)=logaM·logaN,③logaM±logaN=loga(M±N).
一、选择题
1.下列各式(各式均有意义)不正确的个数为( )
①loga(MN)=logaM+logaN;②loga(M-N)=;③a=;④(am)n=amn;⑤=-nlogab.
A.2 B.3 C.4 D.5
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
答案 B
解析 ①正确,②不正确,③正确,④不正确,⑤不正确.
2.如果lg x=lg a+3lg b-5lg c,那么( )
A.x= B.x=
C.x=a+3b-5c D.x=a+b3-c3
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
答案 A
解析 lg a+3lg b-5lg c=lg a+lg b3-lg c5=lg,
∴由lg x=lg,可得x=.
3.log4等于( )
A. B. C.2 D.4
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
答案 D
解析 log4=log ()4=4.
4.化简等于( )
A.log54 B.3log52 C.2 D.3
考点 对数的运算
题点 换底公式的应用
答案 D
解析 =log28=log223=3.
5.已知lg 2=a,lg 3=b,则用a,b表示lg 15为( )
A.b-a+1 B.b(a-1)
C.b-a-1 D.b(1-a)
考点 对数的运算
题点 用代数式表示对数
答案 A
解析 lg 15=lg(3×5)=lg 3+lg 5
=lg 3+lg =lg 3+1-lg 2=b-a+1.
6.若log5·log36·log6x=2,则x等于( )
A.9 B. C.25 D.
考点 对数的运算
题点 换底公式的应用
答案 D
解析 由换底公式,得··=2,
lg x=-2lg 5,x=5-2=.
7.计算(log32+log23)2--的值是( )
A.log26 B.log36
C.2 D.1
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
答案 C
解析 原式=(log32)2+2log32·log23+(log23)2-(log32)2-(log23)2=2.
8.化简:+log2 等于( )
A.2 B.2-2log23
C.-2 D.2log23-2
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
答案 B
解析
==|log23-2|=2-log23.
∴原式=2-log23+log2=2-log23-log23=2-2log23.
二、填空题
9.(log43+log83)(log32+log92)=________.
考点 对数的运算
题点 换底公式的应用
答案
解析 原式=
=log23·=.
10.(lg 5)2+lg 2·lg 50=________.
考点 对数的运算
题点 利用lg 2+lg 5=1化简求解对数值
答案 1
解析 (lg 5)2+lg 2·lg 50=(lg 5)2+lg 2(lg 5+lg 10)
=(lg 5)2+lg 2·lg 5+lg 2
=lg 5(lg 5+lg 2)+lg 2
=lg 5+lg 2=1.
11.若3x=4y=36,则+=________.
考点 对数的运算
题点 用代数式表示对数
答案 1
解析 3x=4y=36,两边取以6为底的对数,得
xlog63=ylog64=2,
∴=log63,=log64,即=log62,
故+=log63+log62=1.
三、解答题
12.计算:
(1)(log33)2+log0.25+9log5-log1;
(2).
考点 对数的运算
题点 对数的运算性质
解 (1)(log33)2+log0.25+9log5-log1
=2+1+9×-0=+1+=.
(2)=
==
==
==1.
13.已知x,y,z为正数,3x=4y=6z,2x=py.
(1)求p的值;
(2)求证:-=.
考点 对数的运算
题点 用代数式表示对数
(1)解 设3x=4y=6z=t,则t>0,且t≠1.
∴x=log3t,y=log4t,z=log6t.
∵2x=py,∴2log3t=plog4t=p·.
∵log3t≠0,∴p=2log34=4log32.
(2)证明 -=-
=logt6-logt3=logt2.
又==·logt4=·2logt2=logt2,
∴-=.
四、探究与拓展
14.计算++(-)0-log31+2lg 5+lg 4-5=________.
考点 对数的运算
题点 指数对数的混合运算
答案
解析 ∵
===1,
(-)0=1,log31=0,
2lg 5+lg 4=lg(52×4)=lg 102=2,5=2,
∴原式=+1+1-0+2-2=.
15.若a=log43,则2a+2-a=________.
考点 对数的运算
题点 指数对数的混合运算
答案
解析 ∵a=log43=log23,
∴2a+2-a==+=.
2.2.2 对数函数及其性质(一)
学习目标 1.理解对数函数的概念.2.掌握对数函数的性质.3.了解对数函数在生产实际中的简单应用.
知识点一 对数函数的概念
思考 已知函数y=2x,那么反过来,x是否为关于y的函数?
答案 由于y=2x是单调函数,所以对于任意y∈(0,+∞)都有唯一确定的x与之对应,故x也是关于y的函数,其函数关系式是x=log2y,此处y∈(0,+∞).习惯上用x,y分别表示自变量、因变量.上式可改为y=log2x,x∈(0,+∞).
梳理 一般地,把函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞).
知识点二 对数函数的图象与性质
对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象和性质如下表:
定义
y=logax (a>0,且a≠1)
底数
a>1
0
图象
定义域
(0,+∞)
值域
R
单调性
在(0,+∞)上是增函数
在(0,+∞)上是减函数
共点性
图象过定点(1,0),即x=1时,y=0
函数值特点
x∈(0,1)时,y∈(-∞,0);
x∈[1,+∞)时,y∈[0,+∞)
x∈(0,1)时,y∈(0,+∞);
x∈[1,+∞)时,y∈(-∞,0]
对称性
函数y=logax与y=x的图象关于x轴对称
1.由y=logax,得x=ay,所以x>0.( √ )
2.y=2log2x是对数函数.( × )
3.y=ax与y=logax的单调区间相同.( × )
4.由loga1=0,可得y=logax恒过定点(1,0).( √ )
类型一 对数函数的定义域的应用
例1 求下列函数的定义域.
(1)y=loga(3-x)+loga(3+x);
(2)y=log2(16-4x).
考点 对数函数的定义域
题点 对数函数的定义域
解 (1)由得-3
∴函数的定义域是{x|-3
(2)由16-4x>0,得4x<16=42,
由指数函数的单调性得x<2,
∴函数y=log2(16-4x)的定义域为{x|x<2}.
引申探究
1.把本例(1)中的函数改为y=loga(x-3)+loga(x+3),求定义域.
解 由得x>3.
∴函数y=loga(x-3)+loga(x+3)的定义域为{x|x>3}.
2.求函数y=loga[(x+3)(x-3)]的定义域,相比引申探究1,定义域有何变化?
解 (x+3)(x-3)>0,即或
解得x<-3或x>3.
∴函数y=loga[(x+3)(x-3)]的定义域为{x|x<-3或x>3}.
相比引申探究1,函数y=loga[(x+3)(x-3)]的定义域多了(-∞,-3)这个区间,原因是对于y=loga[(x+3)·(x-3)],要使对数有意义,只需(x+3)与(x-3)同号,而对于y=loga(x-3)+loga(x+3),要使对数有意义,必须(x-3)与(x+3)同时大于0.
反思与感悟 求含对数式的函数定义域关键是真数大于0,底数大于0且不为1.如需对函数式变形,需注意真数底数的取值范围是否改变.
跟踪训练1 求下列函数的定义域.
(1)y=;
(2)y=log(x+1)(16-4x);
考点 对数函数的定义域
题点 对数函数的定义域
解 (1)要使函数有意义,需
即即-3
故所求函数的定义域为(-3,-2)∪[2,+∞).
(2)要使函数有意义,需即
所以-1
故所求函数的定义域为{x|-1
类型二 对数函数单调性的应用
命题角度1 比较同底对数值的大小
例2 比较下列各组数中两个值的大小.
(1)log23.4,log28.5;
(2)log0.31.8,log0.32.7;
(3)loga5.1,loga5.9(a>0,且a≠1).
考点 对数值大小比较
题点 对数值大小比较
解 (1)考察对数函数y=log2x,
因为它的底数2>1,
所以它在(0,+∞)上是增函数,
又3.4<8.5,
于是log23.4
(2)考察对数函数y=log0.3x,因为它的底数0<0.3<1,
所以它在(0,+∞)上是减函数,
又1.8<2.7,
于是 log0.31.8>log0.32.7.
(3)当a>1时,y=logax在(0,+∞)上是增函数,
又5.1<5.9,
于是loga5.1
当0
又5.1<5.9,
于是loga5.1>loga5.9.
综上,当a>1时,loga5.1<loga5.9,
当0<a<1时,loga5.1>loga5.9.
反思与感悟 比较两个同底数的对数大小,首先要根据对数底数来判断对数函数的增减性;然后比较真数大小,再利用对数函数的增减性判断两对数值的大小.对于底数以字母形式出现的,需要对底数a进行讨论.对于不同底的对数,可以估算范围,如log22
跟踪训练2 设a=log3π,b=log2,c=log3,则( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.b>a>c D.b>c>a
考点 对数值大小比较
题点 对数值大小比较
答案 A
解析 ∵a=log3π>1,b=log23,
其中log22
则<b<1,c=log32<,∴a>b>c.
命题角度2 求y=logaf?x?型的函数值域
例3 函数f(x)=log2(3x+1)的值域为________.
考点 对数函数的值域
题点 对数函数的值域
答案 (0,+∞)
解析 f(x)的定义域为R.
∵3x>0,∴3x+1>1.
∵y=log2x在(0,+∞)上单调递增,
∴log2(3x+1)>log21=0.
即f(x)的值域为(0,+∞).
反思与感悟 在函数三要素中,值域从属于定义域和对应关系.故求y=logaf(x)型函数的值域必先求定义域,进而确定f(x)的范围,再利用对数函数y=logax的单调性求出logaf(x)的取值范围.
跟踪训练3 已知f(x)=log2(1-x)+log2(x+3),求f(x)的定义域、值城.
考点 对数函数的值域
题点 真数为二次函数的对数型函数的值域
解 要使函数式有意义,需解得定义域为(-3,1).
f(x)=log2[(1-x)(x+3)]=log2[-(x+1)2+4].
∵x∈(-3,1),
∴-(x+1)2+4∈(0,4].
∴log2[-(x+1)2+4]∈(-∞,2].
即f(x)的值域为(-∞,2].
类型三 对数函数的图象
例4 画出函数y=lg|x-1|的图象.
考点 对数函数的图象
题点 含绝对值的对数函数的图象
解 (1)先画出函数y=lg x的图象(如图).
(2)再画出函数y=lg|x|的图象(如图).
(3)最后画出函数y=lg|x-1|的图象(如图).
反思与感悟 现在画图象很少单纯依靠描点,大多是以基本初等函数为原料加工,所以一方面要掌握一些常见的平移、对称变换的结论,另一方面要关注定义域、值域、单调性、关键点.
跟踪训练4 画出函数y=|lg(x-1)|的图象.
考点 对数函数的图象
题点 含绝对值的对数函数的图象
解 (1)先画出函数y=lg x的图象(如图).
(2)再画出函数y=lg(x-1)的图象(如图).
(3)再画出函数y=|lg(x-1)|的图象(如图).
1.下列函数为对数函数的是( )
A.y=logax+1(a>0且a≠1)
B.y=loga(2x)(a>0且a≠1)
C.y=log(a-1)x(a>1且a≠2)
D.y=2logax(a>0且a≠1)
考点 对数函数的概念
题点 对数函数的概念
答案 C
2.函数y=log2(x-2)的定义域是( )
A.(0,+∞) B.(1,+∞)
C.(2,+∞) D.[4,+∞)
考点 对数函数的定义域
题点 对数函数的定义域
答案 C
3.函数y=2log4(1-x)的图象大致是( )
考点 对数函数的图象
题点 对数函数的图象
答案 C
解析 函数y=2log4(1-x)的定义域为(-∞,1),排除A,B;又函数y=2log4(1-x)在定义域内单调递减,排除D.故选C.
4.函数f(x)=log0.2(2x+1)的值域为________.
考点 对数函数的值域
题点 对数函数的值域
答案 (-∞,0)
5.若函数f(x)=2loga(2-x)+3(a>0,且a≠1)过定点P,则点P的坐标是__________.
考点 对数函数的性质
题点 对数函数图象过定点问题
答案 (1,3)
1.含有对数符号“log”的函数不一定是对数函数.
判断一个函数是否为对数函数,不仅要含有对数符号“log”,还要符合对数函数的概念,即形如y=logax(a>0,且a≠1)的形式.如:y=2log2x,y=log5都不是对数函数,可称其为对数型函数.
2.研究y=logaf(x)的性质如定义域、值域、比较大小,均需依托对数函数的相应性质.
一、选择题
1.给出下列函数:
①y=logx2;②y=log3(x-1);③y=log(x+1)x;④y=logπx.
其中是对数函数的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
考点 对数函数的概念
题点 对数函数的概念
答案 A
解析 ①②不是对数函数,因为对数的真数不是只含有自变量x;③不是对数函数,因为对数的底数不是常数;④是对数函数.
2.已知函数f(x)=的定义域为M,g(x)=ln(1+x)的定义域为N,则M∩N等于( )
A.{x|x>-1} B.{x|x<1}
C.{x|-1
考点 对数函数的定义域
题点 对数函数的定义域
答案 C
解析 ∵M={x|1-x>0}={x|x<1},
N={x|1+x>0}={x|x>-1},
∴M∩N={x|-1
3.已知a>0,且a≠1,函数y=ax与y=loga(-x)的图象只能是下图中的( )
考点 对数函数的图象
题点 同一坐标系下的指数函数与对数函数的图象
答案 B
解析 y=ax与y=loga(-x)的单调性相反,排除A,D.y=loga(-x)的定义域为(-∞,0),排除C,故选B.
4.已知函数f(x)=loga(x+2),若图象过点(6,3),则f(2)的值为( )
A.-2 B.2 C. D.-
考点 对数函数的性质
题点 对数函数图象过定点问题
答案 B
解析 代入(6,3),3=loga(6+2)=loga8,
即a3=8,∴a=2.
∴f(x)=log2(x+2),∴f(2)=log2(2+2)=2.
5.若函数f(x)=loga(x+b)的图象如图所示:其中a,b为常数,则函数g(x)=ax+b的图象大致是( )
考点 对数函数的图象
题点 同一坐标系下的指数函数与对数函数的图象
答案 D
解析 由f(x)的图象可知0
∴g(x)的图象应为D.
6.下列不等号连接错误的一组是( )
A.log0.52.2>log0.52.3
B.log34>log65
C.log34>log56
D.logπe>ln π
考点 对数值大小比较
题点 对数值大小比较
答案 D
解析 对A,根据y=log0.5x为单调减函数易知正确.
对B,由log34>log33=1=log55>log65可知正确.
对C,由log34=1+log3>1+log3>1+log5=log56可知正确.
对D,由π>e>1,得ln π>1>logπe可知错误.
7.已知f(x)=2+log3x,x∈,则f(x)的最小值为( )
A.-2 B.-3 C.-4 D.0
考点 对数函数的值域
题点 对数函数的值域
答案 A
解析 ∵≤x≤9,
∴log3≤log3x≤log39,即-4≤log3x≤2,
∴-2≤2+log3x≤4.
∴当x=时,f(x)min=-2.
8.已知函数f(x)=loga|x+1|在(-1,0)上有f(x)>0,那么( )
A.f(x)在(-∞,0)上是增函数
B.f(x)在(-∞,0)上是减函数
C.f(x)在(-∞,-1)上是增函数
D.f(x)在(-∞,-1)上是减函数
考点 对数函数的图象
题点 含绝对值的对数函数的图象
答案 C
解析 当x∈(-1,0)时,|x+1|∈(0,1),
∵loga|x+1|>0,∴0
画出f(x)的图象如图:
由图可知选C.
二、填空题
9.已知函数f(x)的图象如图所示,则函数g(x)=logf(x)的定义域是____________.
考点 对数函数的定义域
题点 对数函数的定义域
答案 {x|2
解析 由题意知,f(x)>0,由所给图象可知f(x)>0的解集为{x|2
10.设a=log2π,b=logπ,c=π-2,则a,b,c的大小关系是______________.
考点 对数值大小比较
题点 指数、对数值大小比较
答案 a>c>b
解析 因为π>2,所以a=log2π>1,所以b=logπ<0.因为π>1,所以0<π-2<1,即0
c>b.
11.已知函数f(x)=|lg x|,若0
考点 对数函数的图象
题点 含绝对值的对数函数的图象
答案 (5,+∞)
解析 因为f(a)=f(b),且0
g(1)=1+=5,即a+4b的取值范围是(5,+∞).
三、解答题
12.已知f(x)=log2(x+1),当点(x,y)在函数y=f(x)的图象上时,点在函数y=g(x)的图象上.
(1)写出y=g(x)的解析式;
(2)求方程f(x)-g(x)=0的根.
考点 对数函数的解析式
题点 对数函数的解析式
解 (1)设=x′,=y′,
则x=3x′,y=2y′.
∵(x,y)在y=f(x)的图象上,
∴y=log2(x+1),
∴2y′=log2(3x′+1),y′=log2(3x′+1),
即点(x′,y′)在y=log2(3x+1)的图象上.
∴g(x)=log2(3x+1).
(2)f(x)-g(x)=0,即log2(x+1)=log2(3x+1)=log2,
∴x+1=,
∴
解得x=0或x=1.
13.已知1≤x≤4,求函数f(x)=log2×log2的最大值与最小值.
考点 对数函数的值域
题点 对数函数的值域
解 ∵f(x)=log2×log2
=(log2x-2)(log2x-1)
=2-,
又∵1≤x≤4,∴0≤log2x≤2,
∴当log2x=,即x=2=2时,f(x)取最小值-;
当log2x=0,即x=1时,f(x)取最大值2.
∴函数f(x)的最大值是2,最小值是-.
四、探究与拓展
14.已知loga(3a-1)恒为正,则a的取值范围是________.
考点 对数函数的图象
题点 对数函数的图象
答案
解析 由题意知loga(3a-1)>0=loga1.
当a>1时,y=logax是增函数,
∴解得a>,∴a>1;
当0
∴解得
∴
综上所述,a的取值范围是.
15.已知函数f(x)=ln(ax2+2x+1).
(1)若f(x)的定义域为R,求实数a的取值范围;
(2)若f(x)的值域为R,求实数a的取值范围.
考点 对数函数的值域
题点 求对数函数的定义域与值域
解 (1)若f(x)的定义域为R,则y=ax2+2x+1的图象恒在x轴的上方,
所以
所以a>1.
(2)若f(x)的值域为R,则y=ax2+2x+1的图象一定要与x轴有交点,且能取得y轴正半轴的任一值,
所以a=0或
所以0≤a≤1.
2.2.2 对数函数及其性质(二)
学习目标 1.掌握对数型复合函数单调区间的求法及单调性的判定方法.2.掌握对数型复合函数奇偶性的判定方法.3.会解简单的对数不等式.4.了解反函数的概念及它们的图象特点.
知识点一 不同底的对数函数图象的相对位置
思考 y=log2x与y=log3x同为(0,+∞)上的增函数,都过点(1,0),怎样区分它们在同一坐标系内的相对位置?
答案 可以通过描点定位,也可令y=1,对应x值即底数.
梳理 一般地,对于底数a>1的对数函数,在(1,+∞)区间内,底数越大越靠近x轴;对于底数0
知识点二 反函数的概念
思考 如果把y=2x视为A=R→B=(0,+∞)的一个映射,那么y=log2x是从哪个集合到哪个集合的映射?
答案 如图,y=log2x是从B=(0,+∞)到A=R的一个映射,相当于A中元素通过f:x→2x对应B中的元素2x,y=log2x的作用是B中元素2x原路返回对应A中元素x.
梳理 一般地,像y=ax与y=logax(a>0,且a≠1)这样的两个函数互为反函数.
(1)y=ax的定义域R就是y=logax的值域;而y=ax的值域(0,+∞)就是y=logax的定义域.
(2)互为反函数的两个函数y=ax(a>0,且a≠1)与y=logax(a>0,且a≠1)的图象关于直线y=x对称.
(3)互为反函数的两个函数的单调性相同.但单调区间不一定相同.
1.y=log2x2在[0,+∞)上为增函数.(×)
2.在(0,+∞)上为增函数.(×)
3.ln x<1的解集为(-∞,e).(×)
4.y=ax与x=logay的图象相同.(√)
类型一 对数型复合函数的单调性
命题角度1 求单调区间
例1 求函数的单调区间.
考点 对数函数的单调性
题点 对数型复合函数的单调区间
解 令1-|x|>0,即|x|<1.
解得的定义域为(-1,1).
=
在区间(-1,0]上,y=1+x为增函数,
故为减函数.
同理在区间(0,1)上为增函数,
∴的增区间为(0,1),减区间为(-1,0].
反思与感悟 求复合函数的单调性要抓住两个要点:(1)单调区间必须是定义域的子集,哪怕一个端点都不能超出定义域.
(2)f(x),g(x)单调性相同,则f(g(x))为增函数;f(x),g(x)单调性相异,则f(g(x))为减函数,简称“同增异减”.
跟踪训练1 求y=ln 的单调区间.
考点 对数函数的单调性
题点 对数型复合函数的单调区间
解 y=ln 的定义域为(1,+∞),在区间(1,+∞)上,y=为减函数,
∴y=ln 也为减函数.
∴y=ln 的减区间为(1,+∞),没有增区间.
命题角度2 已知复合函数单调性求参数范围
例2 已知函数在区间(-∞,)上是增函数,求实数a的取值范围.
考点 对数函数的单调性
题点 由对数型复合函数的单调性求参数的取值范围
解 令g(x)=x2-ax+a,g(x)在上是减函数,∵0<<1,
∴是减函数,而已知复合函数在区间(-∞,)上是增函数,
∴只要g(x)在(-∞,)上单调递减,且g(x)>0在x∈(-∞,)上恒成立,
即
∴2≤a≤2(+1),
故所求a的取值范围是[2,2(+1)].
反思与感悟 若a>1,则y=logaf(x)的单调性与y=f(x)的单调性相同,若0
跟踪训练2 若函数f(x)=loga(6-ax)在[0,2]上为减函数,则a的取值范围是( )
A.(0,1) B.(1,3)
C.(1,3] D.[3,+∞)
考点 对数函数的单调性
题点 由对数型复合函数的单调性求参数的取值范围
答案 B
解析 函数由y=logau,u=6-ax复合而成,因为a>0,所以u=6-ax是减函数,那么函数y=logau就是增函数,所以a>1,因为[0,2]为定义域的子集,所以当x=2时,u=6-ax取得最小值,所以6-2a>0,解得a<3,所以1
类型二 对数型复合函数的奇偶性
例3 判断函数f(x)=ln 的奇偶性.
考点 对数函数的综合问题
题点 与奇偶性有关的对数函数综合问题
解 由>0可得-2
所以函数的定义域为(-2,2),关于原点对称.
方法一 f(-x)=ln =ln-1=-ln
=-f(x),
即f(-x)=-f(x),
所以函数f(x)=ln 是奇函数.
方法二 f(x)+f(-x)=ln +ln
=ln=ln 1=0,
即f(-x)=-f(x),
所以函数f(x)=ln 是奇函数.
引申探究
若已知f(x)=ln为奇函数,则正数a,b应满足什么条件?
解 由>0得-b
∵f(x)为奇函数,∴-(-b)=a,即a=b.
当a=b时,f(x)=ln.
f(-x)+f(x)=ln+ln
=ln
=ln 1=0,
∴有f(-x)=-f(x),
∴此时f(x)为奇函数.
故f(x)为奇函数时,a=b.
反思与感悟 (1)指数函数、对数函数都是非奇非偶函数,但并不妨碍它们与其他函数复合成奇函数(或偶函数).
(2)含对数式的奇偶性判断,一般用f(x)±f(-x)=0来判断,运算相对简单.
跟踪训练3 判断函数f(x)=lg(-x)的奇偶性.
考点 对数函数的综合问题
题点 与奇偶性有关的对数函数综合问题
解 方法一 由-x>0可得x∈R,
所以函数的定义域为R且关于原点对称,
又f(-x)=lg(+x)
=lg
=lg
=-lg(-x)=-f(x),
即f(-x)=-f(x).
所以函数f(x)=lg(-x)是奇函数.
方法二 由-x>0可得x∈R,
f(x)+f(-x)=lg(-x)+lg(+x)
=lg[(-x)(+x)]
=lg(1+x2-x2)=0.
所以f(-x)=-f(x),
所以函数f(x)=lg(-x)是奇函数.
类型三 简单的对数型不等式的解法
例4 已知函数f(x)=loga(1-ax)(a>0,且a≠1),解关于x的不等式loga(1-ax)>f(1).
考点 对数不等式
题点 解对数不等式
解 ∵f(x)=loga(1-ax),∴f(1)=loga(1-a),
∴1-a>0,∴0<a<1,
∴不等式可化为loga(1-ax)>loga(1-a).
∴即∴0<x<1.
∴不等式的解集为(0,1).
反思与感悟 对数不等式解法要点
(1)化为同底logaf(x)>logag(x).
(2)根据a>1或0<a<1去掉对数符号,注意不等号方向.
(3)加上使对数式有意义的约束条件f(x)>0且g(x)>0.
跟踪训练4 函数f(x)=的定义域为( )
A.(0,2) B.(0,2] C.(2,+∞) D.[2,+∞)
考点 对数不等式
题点 解对数不等式
答案 C
解析 要使函数有意义,则有
即解得x>2,
即函数的定义域为(2,+∞).
1.如图所示,曲线是对数函数f(x)=logax的图象,已知a取,,,,则对应于C1,C2,C3,C4的a值依次为( )
A.,,, B.,,,
C.,,, D.,,,
考点 对数函数的图象
题点 对数函数的图象
答案 A
2.如果那么( )
A.y
C.1
考点 对数不等式
题点 解对数不等式
答案 D
3.设a=log37,b=21.1,c=0.83.1,则( )
A.b
C.c
考点 对数值大小比较
题点 指数、对数值大小比较
答案 B
解析 ∵a=log37,∴1
∵b=21.1,∴b>2.
∵c=0.83.1,∴0
即c
4.若函数y=f(x)是函数y=ax(a>0,且a≠1)的反函数,且f(2)=1,则f(x)=________.
考点 函数的反函数
题点 求函数的反函数
答案 log2x
5.函数f(x)=ln x2的减区间为____________.
考点 对数函数的单调性
题点 对数型复合函数的单调区间
答案 (-∞,0)
1.与对数函数有关的复合函数的单调区间、奇偶性、不等式问题都要注意定义域的影响.
2.y=ax与x=logay图象是相同的,只是为了适应习惯用x表示自变量,y表示因变量,把x=logay换成y=logax,y=logax才与y=ax关于直线y=x对称,因为点(a,b)与点(b,a)关于直线y=x对称.
一、选择题
1.函数y=的定义域为( )
A.[1,+∞) B.(1,+∞)
C. D.
考点 对数不等式
题点 解对数不等式
答案 A
解析 要使函数有意义,需满足
∴ ∴x≥1,
∴函数y=的定义域为[1,+∞).
2.已知函数f(x)=那么f?的值为( )
A.27 B. C.-27 D.-
考点 对数函数的求值
题点 对数函数的求值
答案 B
解析 f?=log2=log22-3=-3,f?=f(-3)=3-3=.
3.设a=log36,b=log510,c=log714,则( )
A.c>b>a B.b>c>a
C.a>c>b D.a>b>c
考点 对数值大小比较
题点 对数值大小比较
答案 D
解析 a=log36=log32+1,b=log52+1,c=log72+1,
在同一坐标系内分别画出y=log3x,y=log5x,y=log7x的图象,
当x=2时,由图易知log32>log52>log72,
∴a>b>c.
4.已知loga<1,那么a的取值范围是( )
A.0
C.
1
考点 对数不等式
题点 解对数不等式
答案 D
解析 当a>1时,由loga
,得a>1;当0
故0
综上可知,a的取值范围是.
5.若函数y=loga|x-2|(a>0,且a≠1)在区间(1,2)上是增函数,则f(x)在区间(2,+∞)上的单调性为( )
A.先增后减 B.先减后增
C.单调递增 D.单调递减
考点 对数函数的单调性
题点 对数型复合函数的单调区间
答案 D
解析 当1
(2,+∞)上是一个单调递减函数.
6.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增.若实数a满足f(log2a)+f(loga)≤2f(1),则a的取值范围是( )
A.[1,2] B.
C. D.(0,2]
考点 对数不等式
题点 解对数不等式
答案 C
解析 ∵f(loga)=f(-log2a)=f(log2a),∴原不等式可化为f(log2a)≤f(1).又∵f(x)在区间[0,+∞)上单调递增,∴0≤log2a≤1,即1≤a≤2.∵f(x)是偶函数,∴f(log2a)≤f(-1).又f(x)在区间(-∞,0]上单调递减,∴-1≤log2a≤0,∴≤a≤1.综上可知≤a≤2.
7.若=loga,且|logba|=-logba,则a,b满足的关系式是( )
A.a>1且b>1 B.a>1且0
C.0
1 D.0
考点 对数不等式
题点 解对数不等式
答案 C
解析 依题意有loga≥0,∴0
又logba<0,∴b>1.
8.已知函数f(x)=ln(-3x)+1,则f(lg 2)+f?等于( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
考点 对数函数的综合问题
题点 与奇偶性有关的对数函数综合问题
答案 D
解析 易知函数f(x)的定义域为R,f(x)+f(-x)=ln(-3x)+ln(+3x)+2=ln(1+9x2-9x2)+2=ln 1+2=2,由上式关系知,f(1g 2)+f?=f(lg 2)+f(-lg 2)=2.
二、填空题
9.若函数y=f(x)是函数y=ax(a>0,且a≠1)的反函数,其图象经过点,则a=________.
考点 函数的反函数
题点 反函数的图象与性质
答案
解析 因为点在y=f(x)的图象上,
所以点在y=ax的图象上,则有=a,
即a2=2,又因为a>0,所以a=.
10.函数y=log2(x2-1)的增区间为________.
考点 对数函数的单调性
题点 对数型复合函数的单调区间
答案 (1,+∞)
解析 由x2-1>0解得定义域为{x|x<-1或x>1},
又y=log2x在定义域上单调递增,y=x2-1在(1,+∞)上单调递增,
∴函数的增区间为(1,+∞).
11.已知函数f(x)=lg(x+1),则不等式0
考点 对数不等式
题点 解对数不等式
答案
解析 不等式0
即0
由得-1
由0
因为x+1>0,所以x+1<2-2x<10x+10,
解得-
由得-
三、解答题
12.已知函数y=lg是奇函数,求实数a的值.
考点 对数函数的综合问题
题点 与奇偶性有关的对数函数综合问题
解 由函数y=lg是奇函数,得
lg=-lg=lg ,
即-a=,
化简得4-4a+a2(1-x2)=1-x2,
所以解得a=1.
13.已知f(x)=log (x2-ax-a).
(1)当a=-1时,求f(x)的单调区间及值域;
(2)若f(x)在上为增函数,求实数a的取值范围.
考点 对函数的单调性
题点 由对数型复合函数的单调性求参数的取值范围
解 (1)当a=-1时,f(x)=log(x2+x+1),
∵x2+x+1=2+≥,
∴log(x2+x+1)≤log=2-log23,
∴f(x)的值域为(-∞,2-log23].
∵y=x2+x+1在上递减,在上递增,y=logx在(0,+∞)上递减,
∴f(x)的增区间为,
减区间为.
(2)令u(x)=x2-ax-a=2--a,
∵f(x)在上为单调增函数,
又∵y=logu(x)为单调减函数,
∴u(x)在上为单调减函数,且u(x)>0在上恒成立.
因此即
解得-1≤a≤.
故实数a的取值范围是.
四、探究与拓展
14.若函数f(x)=ax+loga(x+1)在[0,1]上的最大值和最小值之和为a,则a的值为________.
考点 对数函数的综合问题
题点 与单调性有关的对数函数综合问题
答案
解析 当a>1时,y=ax与y=loga(x+1)在[0,1]上是增函数,
∴f(x)max=a+loga2,f(x)min=a0+loga1=1,
∴a+loga2+1=a,∴loga2=-1,a=(舍去);
当0
y=ax与y=loga(x+1)在[0,1]上是减函数,
∴f(x)max=a0+loga(0+1)=1,f(x)min=a+loga2,
∴a+loga2+1=a,∴a=.
综上所述,a=.
15.如图所示,过函数f(x)=logcx(c>1)的图象上的两点A,B作x轴的垂线,垂足分别为M(a,0),N(b,0)(b>a>1),线段BN与函数g(x)=logmx(m>c>1)的图象交于点C,且AC与x轴平行.
(1)当a=2,b=4,c=3时,求实数m的值;
(2)当b=a2时,求-的最小值.
考点 对数函数的综合问题
题点 与单调性有关的对数函数综合问题
解 (1)由题意得A(2,log32),B(4,log34),C(4,logm4),
因为AC与x轴平行,所以logm4=log32,所以m=9.
(2)由题意得A(a,logca),B(b,logcb),C(b,logmb),
因为AC与x轴平行,所以logmb=logca,
因为b=a2,所以m=c2,
所以-=-=2-1,
所以当=1时,-取得最小值-1.
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同课章节目录
第一章 集合与函数概念
1.1 集合
1.2 函数及其表示
1.3 函数的基本性质
第二章 基本初等函数(Ⅰ)
2.1 指数函数
2.2 对数函数
2.3 幂函数
第三章 函数的应用
3.1 函数与方程
3.2 函数模型及其应用
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