苏教版(2019)高中数学 必修第一册 6.3 对数函数(课件+学案共4份打包)

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名称 苏教版(2019)高中数学 必修第一册 6.3 对数函数(课件+学案共4份打包)
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文件大小 8.4MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 数学
更新时间 2020-09-08 15:05:03

文档简介

6.3 对数函数
第一课时 对数函数(一)
课标要求
素养要求
1.理解对数函数的概念.2.初步掌握对数函数的图象和性质.
理解对数函数的概念及图象、性质,发展学生的数学抽象素养,直观想象素养及数学运算素养.
新知探究
中科院古脊椎动物与古人类研究所的专家向外界确认,河南汝阳村李锤发现的“龙骨”实际上是一头距今已有1亿至8
000万年历史的黄河巨龙的肋骨.经过发掘、整理、还原模型,专家推断这条黄河巨龙活着的时候,体重应该在60吨左右,是迄今为止亚洲最高大、最肥胖的“亚洲龙王”.
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同学们,你们知道专家是怎样依据化石估算出黄河巨龙的生活年代的吗?那就让我们学习一种新的函数模型——对数函数来解决这个问题吧!
问题 (1)考古学家一般通过提取附着在出土文物、古遗址上死亡物体的残留物,利用t=logP(P为碳14含量)估算出土文物或古遗址的年代t,那么t是P的函数吗?为什么?
(2)函数t=logP的解析式与函数y=log2x的解析式有什么共同特征?
提示 (1)t是P的函数,因为对于P每取一个确定的值按照对应关系f:t=logP,都有唯一的值与之相对应,故t是P的函数.
(2)两个函数都是对数的真数作为函数的自变量.
1.对数函数的概念
函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数、定义域是(0,+∞).
2.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
a>1
0图象
定义域
(0,+∞)

值域
R

过定点
过定点(1,0),即x=1时,y=0
函数值的变化
当01时,y>0
当00,当x>1时,y<0
单调性
在(0,+∞)上是增函数
在(0,+∞)上是减函数
拓展深化
[微判断]
1.函数y=logx是对数函数.(×)
提示 对数函数中自变量x在真数的位置上,且x>0,所以错误.
2.y=2x与y=log2x的图象关于直线y=x对称.(√)
3.对数函数的图象一定在y轴右侧.(√)
[微训练]
1.若对数函数的图象过点P(9,2),则此对数函数的解析式为________.
解析 设对数函数为y=logax(a>0且a≠1),∴2=loga9,∴a=3,
∴解析式为y=log3x.
答案 y=log3x
2.函数f(x)=loga(2x-1)+2的图象恒过定点________.
解析 令2x-1=1,得x=1,又f(1)=2,故f(x)的图象恒过定点(1,2).
答案 (1,2)
3.函数f(x)=log2(x-1)的定义域为________.
解析 由x-1>0,得x>1.
答案 (1,+∞)
[微思考]
1.对数函数的解析式中的底数能否等于0或小于0?
提示 因为y=logax?x=ay,而在指数函数中底数a需要满足a>0且a≠1,故在对数函数解析式中a的取值范围不能等于0或小于0,且不为1.
2.对数函数y=logax(a>0且a≠1)与y=logx(a>0且a≠1)有什么关系?
提示 在同一坐标系内,y=logax(a>0且a≠1)的图象与y=logx(a>0且a≠1)的图象关于x轴(即直线y=0)对称.
题型一 对数函数的概念
【例1】 (1)下列函数表达式中,是对数函数的有(  )
①y=logx2;②y=logax(a∈R);③y=log8x;④y=ln
x;⑤y=logx(x+2);⑥y=2log4x;⑦y=log2(x+1).
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
(2)若对数函数f(x)的图象过点(4,-2),则f(8)=________.
解析 (1)由于①中自变量出现在底数上,∴①不是对数函数;由于②中底数a∈R不能保证a>0,且a≠1,∴②不是对数函数;由于⑤⑦的真数分别为(x+2),(x+1),∴⑤⑦也不是对数函数;由于⑥中log4x的系数为2,∴⑥也不是对数函数.只有③④符合对数函数的定义.
(2)由题意设f(x)=logax(a>0且a≠1),则f(4)=loga4=-2,所以a-2=4,故a=,f(x)=logx,所以f(8)=log8=-3.
答案 (1)B (2)-3
规律方法 判断一个函数是对数函数的方法
【训练1】 若函数f(x)=log(a+1)x+(a2-2a-8)是对数函数,则a=________.
解析 由题意可知
解得a=4.
答案 4
题型二 对数型函数的定义域
【例2】 (1)函数f(x)=+ln(x+1)的定义域为________.
(2)函数f(x)=的定义域为________.
解析 (1)若使函数式有意义需满足条件:?解得-1(2)由题意有解得x>-且x≠0,则函数的定义域为∪(0,+∞).
答案 (1)(-1,2) (2)∪(0,+∞)
规律方法 求与对数函数有关的函数的定义域时应遵循的原则
(1)分母不能为0.
(2)根指数为偶数时,被开方数非负.
(3)对数的真数大于0,底数大于0且不为1.
【训练2】 求下列函数的定义域:
(1)f(x)=lg(x-2)+;
(2)f(x)=log(x+1)(16-4x).
解 (1)要使函数有意义,需满足
解得x>2且x≠3.
∴函数的定义域为(2,3)∪(3,+∞).
(2)要使函数有意义,需满足
解得-1∴函数的定义域为(-1,0)∪(0,4).
题型三 比较对数值大小
【例3】 比较下列各组数值的大小:
(1)log与log;(2)log3与log3;(3)log0.3与log3;(4)loga5.1与loga5.9(a>0且a≠1).
解 (1)∵y=logx在(0,+∞)上单调递减,且<,
∴log>log.
(2)∵当x∈(1,+∞)时,y=logx的图象在y=logx图象的上方,
∴log3(3)由对数的性质知log0.3>0>log3,∴log0.3>log3.
(4)当a>1时,函数y=logax在(0,+∞)上是增函数,于是loga5.1loga5.9.
规律方法 比较对数值大小的常用方法
(1)底数相同、真数不同时,用对数函数的单调性来比较.
(2)底数不同、真数相同时,用对数函数的图象与底数的关系来比较,也可用换底公式转化为底数相同的对数来比较.
(3)当底数和真数都不同时,则寻求中间值作为媒介进行比较.
(4)对于多个对数的大小比较,应先根据每个对数的结构特征以及它们与“0”和“±1”的大小情况进行分组,再比较各组对数值的大小.
(5)当底数与1的大小关系不明确时,要对底数分情况讨论.
【训练3】 (1)若a=log23,b=log32,c=log46,则下列结论正确的是(  )
A.bB.aC.cD.b(2)下列不等式成立的是(其中a>0且a≠1)(  )
A.loga5.1B.log2.1>log2.2
C.log1.1(a+1)D.log32.9解析 (1)因为函数y=log4x在(0,+∞)上是增函数,故a=log23=log49>log46>1,log32<1,所以b(2)对于A,因为a和1的大小关系不确定,无法确定loga5.1与loga5.9的大小,故A不成立;对于B,因为y=logx在(0,+∞)上是减函数,所以成立;对于C,因为y=log1.1x在(0,+∞)上是增函数,所以不成立;对于D,log32.9>0,log0.52.2<0,故不成立,故选B.
答案 (1)D (2)B
一、素养落地
1.通过学习对数函数的概念,培养数学抽象素养,通过运用函数的图象与简单的性质解决问题,提升直观想象素养及数学运算素养.
2.判断一个函数是不是对数函数,关键是分析所给函数是否具有y=logax(a>0,且a≠1)这种形式.
3.在对数函数y=logax中,底数a对其图象直接产生影响,学会以分类的观点认识和掌握对数函数的图象和性质.
4.涉及对数函数定义域的问题,常从真数和底数两个角度分析.
二、素养训练
1.下列函数是对数函数的是(  )
A.y=loga(2x)
B.y=log22x
C.y=log2x+1
D.y=lg
x
解析 选项A,B,C中的函数都不具有“y=logax(a>0且a≠1)”的形式,只有D选项符合.
答案 D
2.函数y=的定义域为(  )
A.(-∞,2)
B.(2,+∞)
C.(2,3)∪(3,+∞)
D.(2,4)∪(4,+∞)
解析 要使原函数有意义,则解得23,所以原函数的定义域为(2,3)∪(3,+∞),故选C.
答案 C
3.若函数f(x)=2loga(2-x)+3(a>0,且a≠1)的图象过定点P,则点P的坐标是________.
解析 令2-x=1,即x=1,得y=2loga1+3=3,故点P的坐标为(1,3).
答案 (1,3)
4.已知f(x)为对数函数,f=-2,则f=________.
解析 设f(x)=logax(a>0且a≠1),
则loga=-2,∴=,即a=,∴f(x)=logx,
∴f()=log=log2()2=log22=.
答案 
5.求下列函数的定义域:
(1)y=loga(3-x)+loga(3+x);
(2)y=log2(16-4x).
解 (1)由得-3∴函数的定义域是(-3,3).
(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(-∞,2).
基础达标
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
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.
答案 A
2.函数f(x)=+lg(3x+1)的定义域是(  )
A.
B.(1,+∞)
C.∪(1,+∞)
D.∪(1,+∞)
解析 由可得-答案 A
3.函数y=1+log(x-1)的图象恒过定点(  )
A.(1,1)
B.(1,0)
C.(2,1)
D.(2,0)
解析 令x-1=1,得x=2,此时y=1,故函数y=1+log(x-1)的图象一定经过点(2,1).
答案 C
4.设a=log2π,b=logπ,c=π-2,则(  )
A.a>b>c
B.b>a>c
C.a>c>b
D.c>b>a
解析 a=log2π>1,b=logπ<0,c=π-2∈(0,1),所以a>c>b.
答案 C
5.已知函数f(x)=loga(x+2),若f(x)的图象过点(6,3),则f(2)的值为(  )
A.-2
B.2
C.
D.-
解析 将(6,3)代入f(x)=loga(x+2),得3=loga(6+2)=loga8,即a3=8.∴a=2.
∴f(x)=log2(x+2),∴f(2)=log2(2+2)=2.
答案 B
二、填空题
6.函数y=log(3x-a)的定义域是,则a=________.
解析 由y=log(3x-a)知3x-a>0,即x>.
∴=,即a=2.
答案 2
7.函数f(x)=的定义域是________.
解析 由题意知即
∴x≥4,∴函数f(x)的定义域为[4,+∞).
答案 [4,+∞)
8.函数y=loga(x+2)+1的图象过定点的坐标为________.
解析 令x+2=1,即x=-1,得y=loga1+1=1,
故函数y=loga(x+2)+1的图象过定点(-1,1).
答案 (-1,1)
三、解答题
9.求下列函数的定义域:
(1)f(x)=log(x-1)(3-x);
(2)f(x)=+log2(3x-1).
解 (1)由题意知解得1(2)由题意知解得x>且x≠1,故f(x)的定义域为∪(1,+∞).
10.比较下列各组数的大小:
(1)log5与log5;(2)log2与log2;(3)log23与log54.
解 (1)法一 对数函数y=log5x在(0,+∞)上是增函数,而<,所以log5法二 因为log5<0,log5>0,
所以log5(2)由于log2=,log2=.
又对数函数y=log2x在(0,+∞)上是增函数,且0<<<1,
所以0>log2>log2,所以<,
所以log2(3)取中间值1,因为log23>log22=1=log55>log54,所以log23>log54.
能力提升
11.已知loga(3a-1)恒为正,则a的取值范围是________.
解析 由题意知loga(3a-1)>0=loga1.
当a>1时,y=logax是增函数,
∴3a-1>1,解得a>,∴a>1;
当0∴解得综上所述,a的取值范围是.
答案 
12.已知f(x)为定义在区间(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=log2x.
(1)当x∈(-∞,0)时,求函数f(x)的解析式;
(2)在给出的坐标系中画出函数f(x)的图象,写出函数f(x)的单调区间,并指出单调性.
解 (1)设x∈(-∞,0),则-x∈(0,+∞),
所以f(-x)=log2(-x),
又f(x)为定义在区间(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,得f(-x)=f(x),
所以f(x)=log2(-x)(x∈(-∞,0)).
(2)函数图象如图.
f(x)的单调增区间是(0,+∞),单调减区间是(-∞,0).
创新猜想
13.(多选题)下列各式正确的是(  )
A.log>log
B.log3π>logπ3
C.log0.32>log0.33
D.log3.21.7>log3.20.7
解析 y=logx在(0,+∞)上是减函数,而>,故loglog33=1=logππ>logπ3.C、D正确.
答案 BCD
14.(多空题)已知函数f(x)=则f(f(-1))=________;若f(f(x))=x,则x的取值范围是________.
解析 f(-1)=3-1>0,故f(f(-1))=f(3-1)=log33-1=-1.
当x≤0时,f(x)=3x>0,f(f(x))=f(3x)=log33x=x;
当0x<0,f(f(x))=f(log3x)=3log3x=x;
当x=1时,f(x)=log31=0,f(f(x))=f(0)=30=1;
当x>1时,f(x)=log3x>0,f(f(x))=log3(log3x)≠x,故使f(f(x))=x的x的取值范围是(-∞,1].
答案 -1 (-∞,1](共49张PPT)
第二课时 对数函数(二)
课标要求
素养要求
1.进一步理解对数函数的图象和性质.
2.能运用对数函数的图象和性质解决相关问题.
结合对数函数的图象理解反函数的概念,掌握对数型函数的有关性质,发展直观想象素养、数学抽象素养及数学运算素养.
新知探究
观察图形,回答下列问题:
图(1)        图(2)
问题 (1)观察图(1)所示的函数y=log2x,y=log0.5x,y=log10x,y=log0.1x图象,你能得出什么结论?
(2)函数y=logax,y=logbx,y=logcx的图象如图(2)所示,那么a,b,c的大小关系如何?
提示 (1)对于底数a>1的对数函数,在(1,+∞)内,底数越大越靠近x轴;对于底数0(2)由图象可知a>1,b,c都大于0且小于1,由于y=logbx的图象在(1,+∞)上比y=logcx的图象靠近x轴,所以b反函数
(1)当a>0,a≠1时,y=logax称为______的反函数,反之,y=ax也称为________的反函数.一般地,如果函数y=f(x)存在反函数,那么反函数记作____________.
(2)互为反函数的两个函数,图象关于y=x对称.
y=ax
y=logax
y=f-1(x)
拓展深化
[微判断]
2.ln
x<1的解集为(-∞,e).(
)
提示 由ln
x<1,解得03.y=ax与x=logay的图象相同(a>0且a≠1).(
)
4.由函数y=log2x的图象向左平移1个单位可得y=log2x+1的图象.(
)
提示 向左平移1个单位可得y=log2(x+1)的图象.
×
×

×
[微训练]
2.已知log7(2x)解析 由0<2x答案 (0,2)
答案 (-∞,0)
[微思考]
1.不同底的对数函数y=logax与y=logbx,a≠b的图象之间有何相对位置关系?
提示 作直线y=1,与各图象会有交点,底数越大,交点越靠右,简称“底大图右”.
2.y=ax与y=logax(a>0,a≠1)互为反函数,它们的性质有何关系?
提示 ①y=ax的定义域为y=logax的值域,y=ax的值域为y=logax的定义域.
②y=ax上任一点为(m,n),则点(n,m)必在其反函数y=logax的图象上,即互为反函数的两个函数的图象关于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.
题型一 对数函数的图象及应用
【例1】 (1)当a>1时,在同一坐标系中,函数y=a-x与y=logax的图象为(  )
(2)已知f(x)=loga|x|,满足f(-5)=1,试画出函数f(x)的图象.
答案 C
对数函数y=logax在(0,+∞)上是增函数,过定点(1,0).故选C.
(2)解 ∵f(x)=loga|x|,
∴f(-5)=loga5=1,即a=5,
∴f(x)=log5|x|,
∴f(x)是偶函数,其图象如图所示.
【迁移1】 (变换条件)将本例(1)的条件“a>1”去掉,函数“y=logax”改为“y=loga(-x)”,则函数y=a-x与y=loga(-x)的图象可能是(  )
解析 ∵在y=loga(-x)中,-x>0,∴x<0,
∴图象只能在y轴的左侧,故排除A,D;
当a>1时,y=loga(-x)是减函数,
答案 C
【迁移2】 (变换条件)将本例(2)中的函数改为f(x)=loga|x+1|,且满足f(-5)=1,求解析式并画其图象.
解 由f(-5)=loga|-5+1|=1得a=4,
即f(x)=log4|x+1|.
其图象画法:①先作y=log4x的图象,②将y=log4x的图象向左平移1个单位得y=log4(x+1)的图象,③再将y=log4(x+1)的图象关于x=-1对称,如图所示.
规律方法 有关对数函数图象间的变换规律
(1)一般地,函数y=f(x+a)+b(a,b为实数)的图象是由函数y=f(x)的图象沿x轴向左(a>0)或向右(a<0)平移|a|个单位长度,再沿y轴向上(b>0)或向下(b<0)平移|b|个单位长度得到的.
(2)含有绝对值的函数的图象是一种对称变换,一般地,y=f(|x-a|)的图象是关于直线x=a对称的轴对称图形;函数y=|f(x)|的图象与y=f(x)的图象在f(x)≥0的部分相同,在f(x)<0的部分关于x轴对称.
【训练1】 作出下列函数的大致图象:
(1)y=|log2x|;(2)y=|log2(x-1)|;
(3)y=|log2(1-x)|.
解 (1)第一步:作函数y=log2x的图象;
第二步:把函数y=log2x的图象位于x轴下方的部分沿x轴翻折(位于x轴和x轴上方的不变),即得y=|log2x|的图象(如图①).
(2)第一步和第二步同(1);
第三步:把y=|log2x|的图象向右平移1个单位长度即得y=|log2(x-1)|的图象(如图②).
(3)第一步:作函数y=log2x的图象;
第二步:把函数y=log2x的图象沿y轴翻折,
得y=log2(-x)的图象;
第三步:把y=log2(-x)的图象向右平移1个单位长度,得函数y=log2(1-x)的图象;
第四步:把y=log2(1-x)的图象位于x轴下方的部分沿x轴翻折(x轴上及x轴上方的不变),即得y=|log2(1-x)|的图象(如图③).
题型二 对数型函数的单调性
角度1 解对数不等式
【例2-1】 解下列不等式.
(2)因为log3x<1=log33,
所以原不等式的解集为{x|0所以原不等式的解集为{x|0当a>1时,函数y=logax在定义域内是增函数,
当0所以x2<1,所以-1因此函数的定义域为(-1,1).
令t=1-x2,x∈(-1,1).
单调递增区间为[0,1).
角度3 由单调性求参数
【例2-3】 (1)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,+∞)
解析 (1)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答案 (1)B (2)(-8,-6]
规律方法 1.对数不等式的三种类型及解法
(1)形如logax>logab的不等式,借助函数y=logax的单调性求解,如果a的取值不确定,需分a>1与0(2)形如logax>b的不等式,应将b化为以a为底数的对数的形式,再借助函数y=logax的单调性求解.
(3)形如logax>logbx的不等式,利用换底公式化为同底的对数进行求解或利用图象求解.
2.若a>1,则y=logaf(x)的单调性与y=f(x)的单调性相同,若0【训练2】 (1)已知log0.3(3x)答案 A
题型三 对数型函数性质的综合问题
角度1 值域问题
【例3-1】 求下列函数的值域.
(1)y=log2(x2-4x+6);
(2)y=log2(x2-4x-5).
解 (1)令u=x2-4x+6.∵x2-4x+6=(x-2)2+2≥2,
又f(x)=log2u在(0,+∞)上是增函数,∴log2(x2-4x+6)≥log22=1,
∴函数的值域是[1,+∞).
(2)∵x2-4x-5=(x-2)2-9≥-9,∴x2-4x-5能取到所有正实数,
∴函数y=log2(x2-4x-5)的值域是R.
角度2 奇偶性判断
所以f(-x)=-f(x),
角度3 综合应用
解得x>1或x<-1,故此函数的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞).
规律方法 (1)对于y=logaf(x)型函数,在函数定义域中确定t=f(x)的值域,再由y=logat的单调性确定函数的值域.
(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.
【训练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;
解 (1)由4x-1>0,解得x>0,
因此f(x)的定义域为(0,+∞).
(2)设0因此log4(4x1-1)即f(x1)一、素养落地
1.由对数函数的图象,反函数概念,研究对数型函数的性质,发展直观想象素养,数学抽象素养及数学运算素养.
2.比较两个对数值的大小及解对数不等式问题,其依据是对数函数的单调性.若对数的底数是字母且范围不明确,一般要分a>1和03.解决与对数函数相关的问题时要树立“定义域优先”的原则,同时注意数形结合思想和分类讨论思想在解决问题中的应用.
4.y=logaf(x)型函数性质的研究
(1)定义域:由f(x)>0解得x的取值范围,即为函数的定义域.
(2)值域:在函数y=logaf(x)的定义域中确定t=f(x)的值域,再由y=logat的单调性确定函数的值域.
(3)单调性:在定义域内考虑t=f(x)与y=logat的单调性,根据同增异减法则判定(或运用单调性定义判定).
(4)奇偶性:根据奇偶函数的定义判定.
(5)最值:在f(x)>0的条件下,确定t=f(x)的值域,再根据a确定函数y=logat的单调性,最后确定最值.
二、素养训练
1.函数y=ax与y=-logax(a>0,且a≠1)在同一坐标系中的图象形状可能是(  )
解析 函数y=-logax恒过定点(1,0),排除B;当a>1时,y=ax是增函数,y=-logax是减函数,当0答案 A
答案 D
3.已知f(x)=|log3x|,若f(a)>f(2),则a的取值范围为________.
解 设t=-x2+2x+1,则t=-(x-1)2+2.(共34张PPT)
6.3 对数函数
第一课时 对数函数(一)
课标要求
素养要求
1.理解对数函数的概念.
2.初步掌握对数函数的图象和性质.
理解对数函数的概念及图象、性质,发展学生的数学抽象素养,直观想象素养及数学运算素养.
新知探究
中科院古脊椎动物与古人类研究所的专家向外界确认,河南汝阳村李锤发现的“龙骨”实际上是一头距今已有1亿至8
000万年历史的黄河巨龙的肋骨.经过发掘、整理、还原模型,专家推断这条黄河巨龙活着的时候,体重应该在60吨左右,是迄今为止亚洲最高大、最肥胖的“亚洲龙王”.
(2)两个函数都是对数的真数作为函数的自变量.
1.对数函数的概念
函数_________
(a>0,且a≠1)叫做对数函数、定义域是______________.
y=logax
(0,+∞)
2.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
?
a>1
0图象
?


?
?
定义域
______________
值域
____
过定点
过定点____________,即x=1时,y=0
函数值的变化
当0当x>1时,________
当0当x>1时,________
单调性
在(0,+∞)上是________
在(0,+∞)上是________
(0,+∞)
R
(1,0)
y<0
y>0
y>0
y<0
增函数
减函数
拓展深化
[微判断]
提示 对数函数中自变量x在真数的位置上,且x>0,所以错误.
2.y=2x与y=log2x的图象关于直线y=x对称.(
)
3.对数函数的图象一定在y轴右侧.(
)
×


[微训练]
1.若对数函数的图象过点P(9,2),则此对数函数的解析式为________.
解析 设对数函数为y=logax(a>0且a≠1),∴2=loga9,∴a=3,
∴解析式为y=log3x.
答案 y=log3x
2.函数f(x)=loga(2x-1)+2的图象恒过定点________.
解析 令2x-1=1,得x=1,又f(1)=2,故f(x)的图象恒过定点(1,2).
答案 (1,2)
3.函数f(x)=log2(x-1)的定义域为________.
解析 由x-1>0,得x>1.
答案 (1,+∞)
[微思考]
1.对数函数的解析式中的底数能否等于0或小于0?
提示 因为y=logax?x=ay,而在指数函数中底数a需要满足a>0且a≠1,故在对数函数解析式中a的取值范围不能等于0或小于0,且不为1.
题型一 对数函数的概念
【例1】 (1)下列函数表达式中,是对数函数的有(  )
①y=logx2;②y=logax(a∈R);③y=log8x;④y=ln
x;⑤y=logx(x+2);⑥y=2log4x;⑦y=log2(x+1).
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
(2)若对数函数f(x)的图象过点(4,-2),则f(8)=________.
解析 (1)由于①中自变量出现在底数上,∴①不是对数函数;由于②中底数a∈R不能保证a>0,且a≠1,∴②不是对数函数;由于⑤⑦的真数分别为(x+2),(x+1),∴⑤⑦也不是对数函数;由于⑥中log4x的系数为2,∴⑥也不是对数函数.只有③④符合对数函数的定义.
答案 (1)B (2)-3
规律方法 判断一个函数是对数函数的方法
【训练1】 若函数f(x)=log(a+1)x+(a2-2a-8)是对数函数,则a=________.
答案 4
规律方法 求与对数函数有关的函数的定义域时应遵循的原则
(1)分母不能为0.
(2)根指数为偶数时,被开方数非负.
(3)对数的真数大于0,底数大于0且不为1.
【训练2】 求下列函数的定义域:
解得x>2且x≠3.
∴函数的定义域为(2,3)∪(3,+∞).
解得-1∴函数的定义域为(-1,0)∪(0,4).
题型三 比较对数值大小
【例3】 比较下列各组数值的大小:
(4)当a>1时,函数y=logax在(0,+∞)上是增函数,于是loga5.1loga5.9.
规律方法 比较对数值大小的常用方法
(1)底数相同、真数不同时,用对数函数的单调性来比较.
(2)底数不同、真数相同时,用对数函数的图象与底数的关系来比较,也可用换底公式转化为底数相同的对数来比较.
(3)当底数和真数都不同时,则寻求中间值作为媒介进行比较.
(4)对于多个对数的大小比较,应先根据每个对数的结构特征以及它们与“0”和“±1”的大小情况进行分组,再比较各组对数值的大小.
(5)当底数与1的大小关系不明确时,要对底数分情况讨论.
【训练3】 (1)若a=log23,b=log32,c=log46,则下列结论正确的是(  )
A.bB.aC.cD.b(2)下列不等式成立的是(其中a>0且a≠1)(  )
解析 (1)因为函数y=log4x在(0,+∞)上是增函数,故a=log23=log49>log46>1,log32<1,所以b答案 (1)D (2)B
一、素养落地
1.通过学习对数函数的概念,培养数学抽象素养,通过运用函数的图象与简单的性质解决问题,提升直观想象素养及数学运算素养.
2.判断一个函数是不是对数函数,关键是分析所给函数是否具有y=logax(a>0,且a≠1)这种形式.
3.在对数函数y=logax中,底数a对其图象直接产生影响,学会以分类的观点认识和掌握对数函数的图象和性质.
4.涉及对数函数定义域的问题,常从真数和底数两个角度分析.
二、素养训练
1.下列函数是对数函数的是(  )
A.y=loga(2x)
B.y=log22x
C.y=log2x+1
D.y=lg
x
解析 选项A,B,C中的函数都不具有“y=logax(a>0且a≠1)”的形式,只有D选项符合.
答案 D
A.(-∞,2)
B.(2,+∞)
C.(2,3)∪(3,+∞)
D.(2,4)∪(4,+∞)
答案 C
3.若函数f(x)=2loga(2-x)+3(a>0,且a≠1)的图象过定点P,则点P的坐标是________.
解析 令2-x=1,即x=1,得y=2loga1+3=3,故点P的坐标为(1,3).
答案 (1,3)
解析 设f(x)=logax(a>0且a≠1),
5.求下列函数的定义域:
(1)y=loga(3-x)+loga(3+x);
(2)y=log2(16-4x).
(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(-∞,2).第二课时 对数函数(二)
课标要求
素养要求
1.进一步理解对数函数的图象和性质.2.能运用对数函数的图象和性质解决相关问题.
结合对数函数的图象理解反函数的概念,掌握对数型函数的有关性质,发展直观想象素养、数学抽象素养及数学运算素养.
新知探究
观察图形,回答下列问题:
 
图(1)        图(2)
问题 (1)观察图(1)所示的函数y=log2x,y=log0.5x,y=log10x,y=log0.1x图象,你能得出什么结论?
(2)函数y=logax,y=logbx,y=logcx的图象如图(2)所示,那么a,b,c的大小关系如何?
提示 (1)对于底数a>1的对数函数,在(1,+∞)内,底数越大越靠近x轴;对于底数0(2)由图象可知a>1,b,c都大于0且小于1,由于y=logbx的图象在(1,+∞)上比y=logcx的图象靠近x轴,所以b反函数
(1)当a>0,a≠1时,y=logax称为y=ax的反函数,反之,y=ax也称为y=logax的反函数.一般地,如果函数y=f(x)存在反函数,那么反函数记作y=f-1(x).
(2)互为反函数的两个函数,图象关于y=x对称.
拓展深化
[微判断]
1.y=logx2在(0,+∞)上为增函数.(×)
提示 函数y=logx2在(0,+∞)为减函数.
2.ln
x<1的解集为(-∞,e).(×)
提示 由ln
x<1,解得03.y=ax与x=logay的图象相同(a>0且a≠1).(√)
4.由函数y=log2x的图象向左平移1个单位可得y=log2x+1的图象.(×)
提示 向左平移1个单位可得y=log2(x+1)的图象.
[微训练]
1.若函数y=与y=logax互为反函数,则a=________.
解析 由题意知a=.
答案 
2.已知log7(2x)解析 由0<2x答案 (0,2)
3.函数y=log|x|的单调递增区间是________.
解析 函数y=log|x|是偶函数,在(0,+∞)上递减,在(-∞,0)上单调递增.
答案 (-∞,0)
[微思考]
1.不同底的对数函数y=logax与y=logbx,a≠b的图象之间有何相对位置关系?
提示 作直线y=1,与各图象会有交点,底数越大,交点越靠右,简称“底大图右”.
2.y=ax与y=logax(a>0,a≠1)互为反函数,它们的性质有何关系?
提示 ①y=ax的定义域为y=logax的值域,y=ax的值域为y=logax的定义域.
②y=ax上任一点为(m,n),则点(n,m)必在其反函数y=logax的图象上,即互为反函数的两个函数的图象关于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.
题型一 对数函数的图象及应用
【例1】 (1)当a>1时,在同一坐标系中,函数y=a-x与y=logax的图象为(  )
(2)已知f(x)=loga|x|,满足f(-5)=1,试画出函数f(x)的图象.
(1)解析 y=a-x=,∵a>1,∴0<<1,
则y=a-x在(-∞,+∞)上是减函数,过定点(0,1);
对数函数y=logax在(0,+∞)上是增函数,过定点(1,0).故选C.
答案 C
(2)解 ∵f(x)=loga|x|,
∴f(-5)=loga5=1,即a=5,
∴f(x)=log5|x|,
∴f(x)是偶函数,其图象如图所示.
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【迁移1】 (变换条件)将本例(1)的条件“a>1”去掉,函数“y=logax”改为“y=loga(-x)”,则函数y=a-x与y=loga(-x)的图象可能是(  )
解析 ∵在y=loga(-x)中,-x>0,∴x<0,
∴图象只能在y轴的左侧,故排除A,D;
当a>1时,y=loga(-x)是减函数,
y=a-x=是减函数,故排除B;
当0y=a-x=是增函数,∴C满足条件,故选C.
答案 C
【迁移2】 (变换条件)将本例(2)中的函数改为f(x)=loga|x+1|,且满足f(-5)=1,求解析式并画其图象.
解 由f(-5)=loga|-5+1|=1得a=4,
即f(x)=log4|x+1|.
其图象画法:①先作y=log4x的图象,②将y=log4x的图象向左平移1个单位得y=log4(x+1)的图象,③再将y=log4(x+1)的图象关于x=-1对称,如图所示.
规律方法 有关对数函数图象间的变换规律
(1)一般地,函数y=f(x+a)+b(a,b为实数)的图象是由函数y=f(x)的图象沿x轴向左(a>0)或向右(a<0)平移|a|个单位长度,再沿y轴向上(b>0)或向下(b<0)平移|b|个单位长度得到的.
(2)含有绝对值的函数的图象是一种对称变换,一般地,y=f(|x-a|)的图象是关于直线x=a对称的轴对称图形;函数y=|f(x)|的图象与y=f(x)的图象在f(x)≥0的部分相同,在f(x)<0的部分关于x轴对称.
【训练1】 作出下列函数的大致图象:
(1)y=|log2x|;(2)y=|log2(x-1)|;
(3)y=|log2(1-x)|.
解 (1)第一步:作函数y=log2x的图象;
第二步:把函数y=log2x的图象位于x轴下方的部分沿x轴翻折(位于x轴和x轴上方的不变),即得y=|log2x|的图象(如图①).
(2)第一步和第二步同(1);
第三步:把y=|log2x|的图象向右平移1个单位长度即得y=|log2(x-1)|的图象(如图②).
(3)第一步:作函数y=log2x的图象;
第二步:把函数y=log2x的图象沿y轴翻折,
得y=log2(-x)的图象;
第三步:把y=log2(-x)的图象向右平移1个单位长度,得函数y=log2(1-x)的图象;
第四步:把y=log2(1-x)的图象位于x轴下方的部分沿x轴翻折(x轴上及x轴上方的不变),即得y=|log2(1-x)|的图象(如图③).
题型二 对数型函数的单调性
角度1 解对数不等式
【例2-1】 解下列不等式.
(1)logx>log
(4-x);
(2)log3x<1;
(3)loga<1(a>0且a≠1).
解 (1)由题意可得解得0所以原不等式的解集为{x|0(2)因为log3x<1=log33,
所以x满足的条件为即0所以原不等式的解集为{x|0(3)loga<1,即loga当a>1时,函数y=logax在定义域内是增函数,
所以loga当0由loga所以实数a的取值范围为∪(1,+∞).
角度2 求单调区间
【例2-2】 求函数y=log(1-x2)的单调区间.
解 要使y=log
(1-x2)有意义,则1-x2>0,
所以x2<1,所以-1因此函数的定义域为(-1,1).
令t=1-x2,x∈(-1,1).
当x∈(-1,0]时,当x递增时,t递增,y=logt递减.
所以当x∈(-1,0]时,y=log
(1-x2)是减函数;
同理可知,当x∈[0,1)时,y=log
(1-x2)是增函数.
即函数y=log
(1-x2)的单调递减区间是(-1,0],
单调递增区间为[0,1).
角度3 由单调性求参数
【例2-3】 (1)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,+∞)
(2)若函数y=log
(3x2-ax+5)在[-1,+∞)上是减函数,则实数a的取值范围是________.
解析 (1)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(2)令g(x)=3x2-ax+5,其对称轴为直线x=.
依题意,有即所以-8答案 (1)B (2)(-8,-6]
规律方法 1.对数不等式的三种类型及解法
(1)形如logax>logab的不等式,借助函数y=logax的单调性求解,如果a的取值不确定,需分a>1与0(2)形如logax>b的不等式,应将b化为以a为底数的对数的形式,再借助函数y=logax的单调性求解.
(3)形如logax>logbx的不等式,利用换底公式化为同底的对数进行求解或利用图象求解.
2.若a>1,则y=logaf(x)的单调性与y=f(x)的单调性相同,若0【训练2】 (1)已知log0.3(3x)A.
B.
C.
D.
(2)求函数y=log0.3(3-2x)的单调区间;
(3)函数f(x)=log(3x2-ax+7)在[-1,+∞)上是减函数,求实数a的取值范围.
(1)解析 因为函数y=log0.3x是(0,+∞)上的减函数,所以原不等式等价于解得x>.
答案 A
(2)解 由3-2x>0,解得x<,设t=3-2x,x∈,∵函数y=log0.3t是减函数,且函数t=3-2x是减函数,∴函数y=log0.3(3-2x)在上是增函数,即函数y=log0.3(3-2x)的单调增区间是,没有单调减区间.
(3)令t=3x2-ax+7,则y=logt为减函数,故t=3x2-ax+7在[-1,+∞)上为增函数且t>0.因为t=3x2-ax+7的对称轴为x=,所以解得-10题型三 对数型函数性质的综合问题
角度1 值域问题
【例3-1】 求下列函数的值域.
(1)y=log2(x2-4x+6);
(2)y=log2(x2-4x-5).
解 (1)令u=x2-4x+6.
∵x2-4x+6=(x-2)2+2≥2,
又f(x)=log2u在(0,+∞)上是增函数,
∴log2(x2-4x+6)≥log22=1,
∴函数的值域是[1,+∞).
(2)∵x2-4x-5=(x-2)2-9≥-9,
∴x2-4x-5能取到所有正实数,
∴函数y=log2(x2-4x-5)的值域是R.
角度2 奇偶性判断
【例3-2】 判断函数f(x)=lg(-x)的奇偶性.
解 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(-x)=-f(x),
即f(-x)=-f(x).
所以函数f(x)=lg(-x)是奇函数.
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.
角度3 综合应用
【例3-3】 已知函数f(x)=loga(a>0,且a≠1).
(1)求f(x)的定义域;
(2)判断函数f(x)的奇偶性,并求函数的单调区间.
解 (1)要使此函数有意义,则有或
解得x>1或x<-1,故此函数的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞).
(2)由(1)可得f(x)的定义域关于原点对称.
∵f(-x)=loga=loga=-loga=-f(x),∴f(x)为奇函数.
f(x)=loga=loga,
函数u=1+在区间(-∞,-1)和区间(1,+∞)上单调递减,
所以当a>1时,f(x)=loga在(-∞,-1),(1,+∞)上单调递减;当0规律方法 (1)对于y=logaf(x)型函数,在函数定义域中确定t=f(x)的值域,再由y=logat的单调性确定函数的值域.
(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.
【训练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.
解 (1)由4x-1>0,解得x>0,
因此f(x)的定义域为(0,+∞).
(2)设0因此log4(4x1-1)即f(x1)(3)因为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].
一、素养落地
1.由对数函数的图象,反函数概念,研究对数型函数的性质,发展直观想象素养,数学抽象素养及数学运算素养.
2.比较两个对数值的大小及解对数不等式问题,其依据是对数函数的单调性.若对数的底数是字母且范围不明确,一般要分a>1和03.解决与对数函数相关的问题时要树立“定义域优先”的原则,同时注意数形结合思想和分类讨论思想在解决问题中的应用.
4.y=logaf(x)型函数性质的研究
(1)定义域:由f(x)>0解得x的取值范围,即为函数的定义域.
(2)值域:在函数y=logaf(x)的定义域中确定t=f(x)的值域,再由y=logat的单调性确定函数的值域.
(3)单调性:在定义域内考虑t=f(x)与y=logat的单调性,根据同增异减法则判定(或运用单调性定义判定).
(4)奇偶性:根据奇偶函数的定义判定.
(5)最值:在f(x)>0的条件下,确定t=f(x)的值域,再根据a确定函数y=logat的单调性,最后确定最值.
二、素养训练
1.函数y=ax与y=-logax(a>0,且a≠1)在同一坐标系中的图象形状可能是(  )
解析 函数y=-logax恒过定点(1,0),排除B;当a>1时,y=ax是增函数,y=-logax是减函数,当0答案 A
2.不等式log(2x+3)A.(-∞,3)
B.
C.
D.
解析 由题意可得解得答案 D
3.已知f(x)=|log3x|,若f(a)>f(2),则a的取值范围为________.
解析 作出函数f(x)的图象,如图所示,由于f(2)=f,故结合图象可知02.
答案 ∪(2,+∞)
4.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=________.
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=.
答案 
5.求函数y=log(-x2+2x+1)的值域和单调区间.
解 设t=-x2+2x+1,则t=-(x-1)2+2.
∵y=logt为减函数,且0y=log2=-1,
即函数的值域为[-1,+∞).
又函数log(-x2+2x+1)有意义,须-x2+2x+1>0,
由二次函数的图象知1-∴t=-x2+2x+1在(1-,1)上是增加的,而在(1,1+)上是减少的,而y=logt为减函数.
∴函数y=log(-x2+2x+1)的增区间为(1,1+),减区间为
(1-,1).
基础达标
一、选择题
1.函数y=log(1-3x)的值域为(  )
A.R
B.(-∞,0)
C.(0,+∞)
D.(1+∞)
解析 因为3x>0,所以-3x<0,
所以1-3x<1.
又y=logt(t=1-3x)是关于t的减函数,
所以y=logt>log1=0.
答案 C
2.已知loga<2,那么a的取值范围是(  )
A.0B.a>
C.D.01
解析 当a>1时,由loga,故a>1;
当0故0综上可知,a的取值范围是01.
答案 D
3.函数f(x)=loga[(a-1)x+1]在定义域上(  )
A.是增函数
B.是减函数
C.先增后减
D.先减后增
解析 当a>1时,y=logat和t=(a-1)x+1都是增函数,所以f(x)是增函数;当0答案 A
4.已知f(x)=ax,g(x)=logax(a>0且a≠1),若f(3)·g(3)<0,则f(x)与g(x)在同一坐标系内的图象可能是(  )
解析 由f(3)·g(3)=a3·loga3<0,∴loga3<0,即0又g(x)=logax,当0答案 C
5.函数y=log(-3+4x-x2)的单调递增区间是(  )
A.(-∞,2)
B.(2,+∞)
C.(1,2)
D.(2,3)
解析 由-3+4x-x2>0,得x2-4x+3<0,得1设t=-3+4x-x2,其图象的对称轴为x=2.
∵函数y=logt为减函数,
∴要求函数y=log(-3+4x-x2)的单调递增区间,
即求函数t=-3+4x-x2,1∵函数t=-3+4x-x2,1∴函数y=log(-3+4x-x2)的单调递增区间为(2,3),故选D.
答案 D
二、填空题
6.已知函数f(x)=|logx|的定义域为,值域为[0,1],则m的取值范围为________.
解析 作出f(x)=|logx|的图象(如图)可知,f=f(2)=1,f(1)=0,由题意结合图象知1≤m≤2.
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答案 [1,2]
7.函数f(x)=log(3+2x-x2)的值域为________.
解析 设u=3+2x-x2=-(x-1)2+4≤4,因为u>0,所以0答案 [-2,+∞)
8.若函数y=lg是奇函数,则实数a=________.
解析 由函数为奇函数.
故lg+lg=0.
即lg=0,∴=1,
∴∴a=1.
答案 1
三、解答题
9.已知函数y=f(x)的图象与g(x)=logax(a>0,且a≠1)的图象关于x轴对称,且g(x)的图象过点(9,2).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若f(3x-1)>f(-x+5)成立,求x的取值范围.
解 (1)∵g(x)=logax(a>0,且a≠1)的图象过点(9,2),
∴loga9=2,解得a=3,∴g(x)=log3x.
又∵函数y=f(x)的图象与g(x)=log3x的图象关于x轴对称,∴f(x)=logx.
(2)∵f(3x-1)>f(-x+5),即log(3x-1)>
log(-x+5),则解得∴x的取值范围为.
10.求函数f(x)=log2(x2+2x+2)+2的定义域、值域与单调区间.
解 因为x2+2x+2=(x+1)2+1>0恒成立,所以函数y=log2(x2+2x+2)+2的定义域为R.
令t=x2+2x+2,所以函数t=x2+2x+2的单调递增区间为(-1,+∞),单调递减区间为(-∞,-1).
故函数y=log2(x2+2x+2)+2的单调递增区间为(-1,+∞),单调递减区间为(-∞,-1).
由以上的单调性可知,当x=-1时,ymin=2.
所以函数y=log2(x2+2x+2)+2的值域为[2,+∞).
能力提升
11.已知函数f(x)=直线y=a与函数f(x)的图象恒有两个不同的交点,则a的取值范围是________.
解析 函数f(x)的图象如图所示,
要使y=a与f(x)的图象有两个不同交点,则0INCLUDEPICTURE"W202.TIF"
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答案 (0,1]
12.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.
解 (1)当a=-1时,
f(x)=log(x2+x+1),
∵x2+x+1=+≥,
∴log(x2+x+1)≤log=2-log23,
∴f(x)的值域为(-∞,2-log23].
∵y=x2+x+1在上单调递减,
在上单调递增,
y=logx在(0,+∞)上单调递减,
∴f(x)的单调增区间为,单调减区间为.
(2)令u(x)=x2-ax-a=--a,
∵f(x)在上为单调增函数,
又∵y=logu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

解得-1≤a≤.
故实数a的取值范围是.
创新猜想
13.(多选题)设偶函数f(x)=loga|x-b|在(-∞,0)上单调递增,则下列说法正确的是(  )
A.f(a+1)>f(b+2)
B.f(a+1)C.f(1)=0
D.f(1)>0
解析 由于函数f(x)=loga|x-b|是偶函数,
∴b=0,又函数在(-∞,0)上单调递增,
所以在(0,+∞)上单调递减,则0f(b+2).又f(x)=loga|x|,∴f(1)=0.
答案 AC
14.(多空题)已知函数y=log2(x2-2kx+k)的值域为R,则k的取值范围是________,若定义域为R,则k的取值范围是________.
解析 令t=x2-2kx+k,由y=log2(x2-2kx+k)的值域为R,得函数t=x2-2kx+k的图象一定恒与x轴有交点,所以Δ=4k2-4k≥0,即k≤0或k≥1.
由定义域为R,
则x2-2kx+k>0恒成立,
∴Δ=4k2-4k<0,即0答案 (-∞,0]∪[1,+∞) (0,1)