对数函数及其性质
对数函数的性质
对数函数的性质
对数函数是幂函数的反函数,具有以下性质:
1. 一次函数性:对数函数是一次函数,包括可以用它的切线求倾斜度和利用它的单调性来求函数的最大值或最小值。
2. 增函数性:对数函数x>0时在实数轴上单调递增,但任意的实数n 值的对数函数在实数轴上都是凸函数。
3. 平移和缩放性:对数函数的图形不受平移影响,向左平移a,其图像也向左平移a个单位;如果沿x轴缩放k倍,其图像也同时沿x轴缩放k倍。
4. 放缩性:对数函数可以沿y轴放缩,当改变函数中的常数参数时,其函数图形直接受到放缩的影响,如果把常数参数a改变为ka,那么其函数图形会沿y轴放大k倍。
5. 对称性:对数函数具有狭义的对称性,即射线y=x与y轴上的点(0,a)是函数表达式x=loga(y)的镜像。
6. 连续性:对数函数是连续函数,即其在域上是连续的,可以在实数轴上画出来。
7. 相似性:对数函数图形存在相似性,当变量a不变时,不论变量b 取何值,该函数的形状都不变,只有比例变化而已。
对数函数及其性质
2.2.2 对数函数及其性质1.对数函数的概念(1)定义:一般地,我们把函数y =log a x (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,+∞).(2)对数函数的特征:特征⎩⎪⎨⎪⎧log a x 的系数:1log a x 的底数:常数,且是不等于1的正实数log a x 的真数:仅是自变量x判断一个函数是否为对数函数,只需看此函数是否具备了对数函数的特征.比如函数y =log 7x 是对数函数,而函数y =-3log 4x 和y =log x 2均不是对数函数,其原因是不符合对数函数解析式的特点.【例1-1】函数f (x )=(a 2-a +1)log (a +1)x 是对数函数,则实数a =__________.解析:由a 2-a +1=1,解得a =0,1.又a +1>0,且a +1≠1,∴a =1. 答案:1【例1-2】下列函数中是对数函数的为__________. (1)y =log(a >0,且a ≠1);(2)y =log 2x +2; (3)y =8log 2(x +1);(4)y =log x 6(x >0,且x ≠1); (5)y =log 6x . 解析:答案:2.对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象与性质 (1)谈重点 对对数函数图象与性质的理解 对数函数的图象恒在y 轴右侧,其单调性取决于底数.a >1时,函数单调递增;0<a <1时,函数单调递减.理解和掌握对数函数的图象和性质的关键是会画对数函数的图象,在掌握图象的基础上性质就容易理解了.我们要注意数形结合思想的应用.(2)(3)①底数a 与1的大小关系决定了对数函数图象的“升降”:当a >1时,对数函数的图象“上升”;当0<a <1时,对数函数的图象“下降”.②底数的大小决定了图象相对位置的高低:不论是a >1还是0<a <1,在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大.点技巧 对数函数图象的记忆口诀 两支喇叭花手中拿,(1,0)点处把花扎, 若是底数小于1,左上穿点渐右下, 若是底数大于1,左下穿点渐右上, 绕点旋转底变化,顺时方向底变大, 可用直线y =1来切,自左到右a 变大.【例2】如图所示的曲线是对数函数y =log a x 的图象.已知a43,35,110中取值,则相应曲线C 1,C 2,C 3,C 4的a 值依次为( )A .,43,35,110B ,43,110,35C .43,35,110D .43,110,35解析:由底数对对数函数图象的影响这一性质可知,C 4的底数<C 3的底数<C 2的底数<C 1的底数.故相应于曲线C 1,C 2,C 3,C 443,35,110. 答案:A点技巧 根据图象判断对数函数的底数大小的方法 (1)方法一:利用底数对对数函数图象影响的规律:在x 轴上方“底大图右”,在x 轴下方“底大图左”;(2)方法二:作直线y =1,它与各曲线的交点的横坐标就是各对数的底数,由此判断各底数的大小.3.反函数(1)对数函数的反函数指数函数y=a x(a>0,且a≠1)与对数函数y=log a x(a>0,且a≠1)互为反函数.(2)互为反函数的两个函数之间的关系①原函数的定义域、值域是其反函数的值域、定义域;②互为反函数的两个函数的图象关于直线y=x对称.(3)求已知函数的反函数,一般步骤如下:①由y=f(x)解出x,即用y表示出x;②把x替换为y,y替换为x;③根据y=f(x)的值域,写出其反函数的定义域.【例3-1】若函数y=f(x)是函数y=a x(a>0,且a≠1)的反函数,且f(2)=1,则f(x)=()A.log2x B.1 2xC.12log x D.2x-2解析:因为函数y=a x(a>0,且a≠1)的反函数是f(x)=log a x,又f(2)=1,即loga2=1,所以a=2.故f(x)=log2x.答案:A【例3-2】函数f(x)=3x(0<x≤2)的反函数的定义域为()A.(0,+∞) B.(1,9]C.(0,1) D.[9,+∞)解析:∵ 0<x≤2,∴1<3x≤9,即函数f(x)的值域为(1,9].故函数f(x)的反函数的定义域为(1,9].答案:B【例3-3】若函数y=f(x)的反函数图象过点(1,5),则函数y=f(x)的图象必过点()A.(5,1) B.(1,5) C.(1,1) D.(5,5)解析:由于原函数与反函数的图象关于直线y=x对称,而点(1,5)关于直线y=x的对称点为(5,1),所以函数y=f(x)的图象必经过点(5,1).答案:A4.利用待定系数法求对数函数的解析式及函数值对数函数的解析式y=log a x(a>0,且a≠1)中仅含有一个常数a,则只需要一个条件即可确定对数函数的解析式,这样的条件往往是已知f(m)=n或图象过点(m,n)等等.通常利用待定系数法求解,设出对数函数的解析式f(x)=log a x(a>0,且a≠1),利用已知条件列方程求出常数a 的值.利用待定系数法求对数函数的解析式时,常常遇到解方程,比如log a m=n,这时先把对数式log a m=n化为指数式的形式a n=m,把m化为以n为指数的指数幂形式m=k n(k>0,且k≠1),则解得a=k>0.还可以直接写出1na m=,再利用指数幂的运算性质化简1nm.例如:解方程log a4=-2,则a-2=4,由于2142-⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以12a=±.又a>0,所以12a=.当然,也可以直接写出124a-=,再利用指数幂的运算性质,得11212214(2)22a---====.【例4-1】已知f(e x)=x,则f(5)=()A.e5B.5e C.ln 5D.log5e解析:(方法一)令t=e x,则x=ln t,所以f(t)=ln t,即f(x)=ln x.所以f(5)=ln 5.(方法二)令e x =5,则x =ln 5,所以f (5)=ln 5. 答案:C【例4-2】已知对数函数f (x )的图象经过点1,29⎛⎫⎪⎝⎭,试求f (3)的值. 分析:设出函数f (x )的解析式,利用待定系数法即可求出. 解:设f (x )=log a x (a >0,且a ≠1), ∵对数函数f (x )的图象经过点1,29⎛⎫⎪⎝⎭,∴11log 299a f ⎛⎫== ⎪⎝⎭.∴a 2=19.∴a =11222111933⎡⎤⎛⎫⎛⎫==⎢⎥⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦.∴f (x )=13log x . ∴f (3)=111331log 3log 3-⎛⎫= ⎪⎝⎭=-1.【例4-3】已知对数函数f (x )的反函数的图象过点(2,9),且f (b )=12,试求b 的值. 解:设f (x )=log a x (a >0,且a ≠1),则它的反函数为y =a x (a >0,且a ≠1),由条件知a 2=9=32,从而a =3.于是f (x )=log 3x ,则f (b )=log 3b =12,解得b=123=5.对数型函数的定义域的求解 (1)对数函数的定义域为(0,+∞).(2)在求对数型函数的定义域时,要考虑到真数大于0,底数大于0,且不等于1.若底数和真数中都含有变量,或式子中含有分式、根式等,在解答问题时需要保证各个方面都有意义.一般地,判断类似于y =log a f (x )的定义域时,应首先保证f (x )>0.(3)求函数的定义域应满足以下原则: ①分式中分母不等于零;②偶次根式中被开方数大于或等于零; ③指数为零的幂的底数不等于零; ④对数的底数大于零且不等于1;⑤对数的真数大于零,如果在一个函数中数条并存,求交集. 【例5】求下列函数的定义域.(1)y =log(1-x );(2)y =log (2x -1)(5x -4);(3)y=.分析:利用对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的定义求解. 解:(1)要使函数有意义,则1-x >0,解得x <1, 所以函数y =log 5(1-x )的定义域是{x |x <1}.(2)要使函数有意义,则54>0,21>0,211,x x x -⎧⎪-⎨⎪-≠⎩解得x >45且x ≠1,所以函数y =log (2x -1)(5x -4)的定义域是4,15⎛⎫⎪⎝⎭(1,+∞).(3)要使函数有意义,则0.5430,log (43)0,x x ->⎧⎨-≥⎩解得34<x ≤1,所以函数y =的定义域是3<14x x ⎧⎫≤⎨⎬⎩⎭.6.对数型函数的值域的求解(1)充分利用函数的单调性和图象是求函数值域的常用方法.(2)对于形如y =log a f (x )(a >0,且a ≠1)的复合函数,其值域的求解步骤如下: ①分解成y =log a u ,u =f (x )这两个函数; ②求f (x )的定义域; ③求u 的取值范围;④利用y =log a u 的单调性求解.(3)对于函数y =f (log a x )(a >0,且a ≠1),可利用换元法,设log a x =t ,则函数f (t )(t ∈R )的值域就是函数f (log a x )(a >0,且a ≠1)的值域.注意:(1)若对数函数的底数是含字母的代数式(或单独一个字母),要考查其单调性,就必须对底数进行分类讨论.(2)求对数函数的值域时,一定要注意定义域对它的影响.当对数函数中含有参数时,有时需讨论参数的取值范围.【例6-1】求下列函数的值域:(1)y =log 2(x 2+4);(2)y =212log (32)x x +-.解:(1)∵x 2+4≥4,∴log 2(x 2+4)≥log 24=2.∴函数y =log 2(x 2+4)的值域为[2,+∞).(2)设u =3+2x -x 2,则u =-(x -1)2+4≤4.∵u >0,∴0<u ≤4. 又y =12log u 在(0,+∞)上为减函数,∴12log u ≥-2.∴函数y =212log (32)x x +-的值域为[-2,+∞).【例6-2】已知f (x )=2+log 3x ,x ∈[1,3],求y =[f (x )]2+f (x 2)的最大值及相应的x 的值. 分析:先确定y =[f (x )]2+f (x 2)的定义域,然后转化成关于log 3x 的一个一元二次函数,利用一元二次函数求最值.解:∵f (x )=2+log 3x ,x ∈[1,3],∴y =[f (x )]2+f (x 2)=(log 3x )2+6log 3x +6且定义域为[1,3]. 令t =log 3x (x ∈[1,3]).∵t =log 3x 在区间[1,3]上是增函数,∴0≤t ≤1.从而要求y =[f (x )]2+f (x 2)在区间[1,3]上的最大值,只需求y =t 2+6t +6在区间[0,1]上的最大值即可.∵y =t 2+6t +6在[-3,+∞)上是增函数,∴当t =1,即x =3时,y max =1+6+6=13.综上可知,当x =3时,y =[f (x )]2+f (x 2)的最大值为13. 7.对数函数的图象变换及定点问题(1)与对数函数有关的函数图象过定点问题对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)过定点(1,0),即对任意的a >0,且a ≠1都有log a 1=0.这是解决与对数函数有关的函数图象问题的关键.对于函数y =b +k log a f (x )(k ,b 均为常数,且k ≠0),令f (x )=1,解方程得x =m ,则该函数恒过定点(m ,b ).方程f (x )=0的解的个数等于该函数图象恒过定点的个数.(2)对数函数的图象变换的问题①函数y =log a x (a >0,且a ≠1)――----------------→向左(b >0)或向右(b <0)平移|b |个单位长度函数y =log a (x +b )(a >0,且a ≠1) ②函数y =log a x (a >0,且a ≠1)――---------------→向上(b >0)或向下(b <0)平移|b |个单位长度函数y =log a x +b (a >0,且a ≠1) ③函数y =log a x (a >0,且a ≠1)―----------------―→当x >0时,两函数图象相同当x <0时,将x >0时的图象关于y 轴对称函数y =log a |x |(a >0,且a ≠1)④函数y =log a x (a >0,且a ≠1)――----------------------------------------→保留x 轴上方的图象同时将x 轴下方的图象作关于x 轴的对称变换函数y =|log a x |(a >0,且a ≠1)【例7-1】若函数y =log a (x +b )+c (a >0,且a ≠1)的图象恒过定点(3,2),则实数b ,c 的值分别为__________.解析:∵函数的图象恒过定点(3,2),∴将(3,2)代入y =log a (x +b )+c (a >0,且a ≠1),得2=log a (3+b )+c . 又∵当a >0,且a ≠1时,log a 1=0恒成立, ∴c =2.∴log a (3+b )=0.∴b =-2. 答案:-2,2【例7-2】作出函数y =|log 2(x +1)|+2的图象. 解:(第一步)作函数y =log 2x 的图象,如图①;(第二步)将函数y =log 2x 的图象沿x 轴向左平移1个单位长度,得函数y =log 2(x +1)的图象,如图②;(第三步)将函数y =log 2(x +1)在x 轴下方的图象作关于x 轴的对称变换,得函数y =|log 2(x +1)|的图象,如图③;(第四步)将函数y =|log 2(x +1)|的图象,沿y 轴方向向上平移2个单位长度,便得到所求函数的图象,如图④.8.利用对数函数的单调性比较大小两个对数式的大小比较有以下几种情况: (1)底数相同,真数不同.比较同底数(是具体的数值)的对数大小,构造对数函数,利用对数函数的单调性比较大小. 要注意:明确所给的两个值是哪个对数函数的两个函数值;明确对数函数的底数与1的大小关系;最后根据对数函数的单调性判断大小.(2)底数不同,真数相同.若对数式的底数不同而真数相同时,可以利用顺时针方向底数增大画出函数的图象,再进行比较,也可以先用换底公式化为同底后,再进行比较.(3)底数不同,真数也不同.对数式的底数不同且指数也不同时,常借助中间量0,1进行比较. (4)对于多个对数式的大小比较,应先根据每个数的结构特征,以及它们与“0”和“1”的大小情况,进行分组,再比较各组内的数值的大小即可.注意:对于含有参数的两个对数值的大小比较,要注意对底数是否大于1进行分类讨论. 【例8-1】比较下列各组中两个值的大小.(1)log 31.9,log 32;(2)log 23,log 0.32;(3)log a π,log a 3.141.分析:(1)构造函数y =log 3x ,利用其单调性比较;(2)分别比较与0的大小;(3)分类讨论底数的取值范围.解:(1)因为函数y =log 3x 在(0,+∞)上是增函数, 所以f (1.9)<f (2).所以log 31.9<log 32. (2)因为log 23>log 21=0,log 0.32<log 0.31=0, 所以log 23>log 0.32.(3)当a >1时,函数y =log a x 在定义域上是增函数, 则有log a π>log a 3.141;当0<a <1时,函数y =log a x 在定义域上是减函数, 则有log a π<log a 3.141.综上所得,当a >1时,log a π>log a 3.141; 当0<a <1时,log a π<log a 3.141. 【例8-2】若a 2>b >a >1,试比较log aa b ,log b ba,log b a ,log a b 的大小. 分析:利用对数函数的单调性或图象进行判断. 解:∵b >a >1,∴0<ab<1. ∴log aab<0,log a b >log a a =1,log b 1<log b a <log b b ,即0<log b a <1. 由于1<b a <b ,∴0<log b b a <1.由log b a -log b ba=2log b a b ,∵a 2>b >1,∴2a b>1.∴2log b a b >0,即log b a >log b b a.∴log a b >log b a >log b b a >log a ab.9.利用对数函数的单调性解对数不等式(1)根据对数函数的单调性,当a >0,且a ≠1时,有 ①log a f (x )=log a g (x )⇔f (x )=g (x )(f (x )>0,g (x )>0);②当a >1时,log a f (x )>log a g (x )⇔f (x )>g (x )(f (x )>0,g (x )>0); ③当0<a <1时,log a f (x )>log a g (x )⇔f (x )<g (x )(f (x )>0,g (x )>0). (2)常见的对数不等式有三种类型: ①形如log a f (x )>log a g (x )的不等式,借助函数y =log a x 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.②形如log a f (x )>b 的不等式,应将b 化为以a 为对数的对数式的形式,再借助函数y =log a x 的单调性求解.③形如log a f (x )>log b g (x )的不等式,基本方法是将不等式两边化为同底的两个对数值,利用对数函数的单调性来脱去对数符号,同时应保证真数大于零,取交集作为不等式的解集.④形如f (log a x )>0的不等式,可用换元法(令t =log a x ),先解f (t )>0,得到t 的取值范围.然后再解x 的范围.【例9-1】解下列不等式:(1)1177log log (4)x x >-;(2)log x (2x +1)>log x (3-x ).解:(1)由已知,得>0,4>0,<4,x x x x ⎧⎪-⎨⎪-⎩解得0<x <2.所以原不等式的解集是{x |0<x <2}.(2)当x >1时,有21>3,21>0,3>0,x x x x +-⎧⎪+⎨⎪-⎩解得1<x <3;当0<x <1时,有21<3,21>0,3>0,x x x x +-⎧⎪+⎨⎪-⎩解得0<x <23.所以原不等式的解集是20<<1<<33xx x ⎧⎫⎨⎬⎩⎭或.【例9-2】若22log 3a ⎛⎫ ⎪⎝⎭<1,求a 的取值范围.解:∵22log 3a ⎛⎫ ⎪⎝⎭<1,∴-1<2log 3a <1,即12log log log 3a a a a a <<.(1)∵当a >1时,y =log a x 为增函数,∴123a a <<.∴a >32,结合a >1,可知a >32. (2)∵当0<a <1时,y =log a x 为减函数,∴12>>3a a .∴a <23,结合0<a <1,知0<a <23.∴a 的取值范围是230<<>32a a a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,或.10.对数型函数单调性的讨论(1)解决与对数函数有关的函数的单调性问题的关键:一是看底数是否大于1,当底数未明确给出时,则应对底数a 是否大于1进行讨论;二是运用复合法来判断其单调性;三是注意其定义域.(2)关于形如y =log a f (x )一类函数的单调性,有以下结论:函数y =log a f (x )的单调性与函数u =f (x )(f (x )>0)的单调性,当a >1时相同,当0<a <1时相反.例如:求函数y =log 2(3-2x )的单调区间.分析:首先确定函数的定义域,函数y =log 2(3-2x )是由对数函数y =log 2u 和一次函数u =3-2x 复合而成,求其单调区间或值域时,应从函数u =3-2x 的单调性、值域入手,并结合函数y =log 2u 的单调性考虑.解:由3-2x >0,解得函数y =log 2(3-2x )的定义域是⎝⎛⎭⎫-∞,32. 设u =3-2x ,x ∈⎝⎛⎭⎫-∞,32, ∵u =3-2x 在⎝⎛⎭⎫-∞,32上是减函数,且y =log 2u 在(0,+∞)上单调递增, ∴函数y =log 2(3-2x )在⎝⎛⎭⎫-∞,32上是减函数.∴函数y =log 2(3-2x )的单调减区间是⎝⎛⎭⎫-∞,32. 【例10-1】求函数y =log a (a -a x )的单调区间.解:(1)若a >1,则函数y =log a t 递增,且函数t =a -a x 递减. 又∵a -a x >0,即a x <a ,∴x <1.∴函数y =log a (a -a x )在(-∞,1)上递减.(2)若0<a <1,则函数y =log a t 递减,且函数t =a -a x 递增. 又∵a -a x >0,即a x <a ,∴x >1. ∴函数y =log a (a -a x )在(1,+∞)上递减. 综上所述,函数y =log a (a -a x )在其定义域上递减.析规律 判断函数y =log a f (x )的单调性的方法 函数y =log a f (x )可看成是y =log a u 与u =f (x )两个简单函数复合而成的,由复合函数单调性“同增异减”的规律即可判断.需特别注意的是,在求复合函数的单调性时,首先要考虑函数的定义域,即“定义域优先”.【例10-2】已知f (x )=12log (x 2-ax -a )在1,2⎛⎫-∞-⎪⎝⎭上是增函数,求a 的取值范围. 解:1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭是函数f (x )的递增区间,说明1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭是函数u =x 2-ax -a 的递减区间,由于是对数函数,还需保证真数大于0.令u (x )=x 2-ax -a ,∵f (x )=12log ()u x 在1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上是增函数,∴u (x )在1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上是减函数,且u (x )>0在1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上恒成立.∴1,2210,2a u ⎧≥-⎪⎪⎨⎛⎫⎪-≥ ⎪⎪⎝⎭⎩即1,10.42a a a ≥-⎧⎪⎨+-≥⎪⎩∴-1≤a ≤12.∴满足条件的a 的取值范围是112a a ⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭.11.对数型函数的奇偶性问题判断与对数函数有关的函数奇偶性的步骤是:(1)求函数的定义域,当定义域关于原点不对称时,则此函数既不是奇函数也不是偶函数,当定义域关于原点对称时,判断f (-x )与f (x )或-f (x )是否相等;(2)当f (-x )=f (x )时,此函数是偶函数;当f (-x )=-f (x )时,此函数是奇函数; (3)当f (-x )=f (x )且f (-x )=-f (x )时,此函数既是奇函数又是偶函数;(4)当f (-x )≠f (x )且f (-x )≠-f (x )时,此函数既不是奇函数也不是偶函数.例如,判断函数f (x )=log )a x (x ∈R ,a >0,且a ≠1)的奇偶性. 解:∵f (-x )+f (x )==log )a x -+log )a x ) =log a (x 2+1-x 2)=log a 1=0,∴f (-x )=-f (x ).∴f (x )为奇函数. 【例11】已知函数f (x )=1log 1axx+-(a >0,且a ≠1). (1)求函数f (x )的定义域; (2)判断函数f (x )的奇偶性;(3)求使f (x )>0的x 的取值范围.分析:对于第(2)问,依据函数奇偶性的定义证明即可.对于第(3)问,利用函数的单调性去掉对数符号,解出不等式.解:(1)由11xx+->0,得-1<x <1, 故函数f (x )的定义域为(-1,1). (2)∵f (-x )=1log 1ax x -+=1log 1a xx+--=-f (x ), 又由(1)知函数f (x )的定义域关于原点对称, ∴函数f (x )是奇函数. (3)当a >1时,由1log 1a x x +->0=log a 1,得11xx+->1,解得0<x <1; 当0<a <1时, 由1log 1ax x +->0=log a 1,得0<11xx+-<1,解得-1<x <0. 故当a >1时,x 的取值范围是{x |0<x <1};当0<a <1时,x 的取值范围是{x |-1<x <0}.12.对数型函数模型的实际应用地震震级的变化规律、溶液pH 的变化规律、航天问题等,可以用对数函数模型来研究.此类题目,通常给出函数解析式模型,但是解析式中含有其他字母参数.其解决步骤是:(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,抓住关键的词和量,理顺数量关系;(2)建模:将文字语言转化成数学语言,利用数学知识,求出函数解析式模型中参数的值; (3)求模:求解函数模型,得到数学结论;(4)还原:将用数学方法得到的结论还原为实际问题的结论.由此看,直接给定参数待定的函数模型时,利用待定系数法的思想,代入已知的数据得到相关的方程而求得待定系数.一般求出函数模型后,还利用模型来研究一些其他问题.代入法、方程思想、对数运算性质,是解答此类问题的方法精髓.【例12】我国用长征二号F 型运载火箭成功发射了“神舟”七号载人飞船,实现了中国历史上第一次的太空漫步,令中国成为世界上第三个有能力把人送上太空并进行太空漫步的国家(其中,翟志刚完全出舱,刘伯明的头部和手部部分出舱).在不考虑空气阻力的条件下,假设火箭的最大速度y (单位:km/s)关于燃料重量x (单位:吨)的函数关系式为y =k ln(m +x )-k )+4ln 2(k ≠0),其中m 是箭体、搭载的飞行器、航天员的重量和.当燃料重量为-1)m 吨时,火箭的最大速度是4 km/s .(1)求y =f (x );(2)已知长征二号F 型运载火箭的起飞重量是479.8吨(箭体、搭载的飞行器、航天员、燃料),火箭的最大速度为8 km/s ,求装载的燃料重量(e =2.7,精确到0.1).解:(1)由题意得当x =-1)m 时,y =4,则4=k ln[m +-1)m ]-k )+4ln 2,解得k =8.所以y =8ln(m +x )-)+4ln 2,即y =8ln m xm+...;.. (2)由于m+x=479.8,则m=479.8-x,令479.888ln479.8x=-,解得x≈302.1.故火箭装载的燃料重量约为302.1吨.。
对数函数及其性质
A.a>b>c
B.a>c>b
C.b>a>c
D.b>c>a
解析 a=log3π>1,b=12log23,则12<b<1,
c=12log32<12,
∴a>b>c.
跟踪训练 1 求下列函数的定义域: (1)y=log3(1-x);(2)y=log12x;(3)y=log71-13x;
(4)y= log3x.
解 (1)由 1-x>0 得 x<1,∴所求函数定义域为{x|x<1}; (2)由 log2x≠0,得 x≠1,又 x>0, ∴所求函数定义域为{x|x>0 且 x≠1};
730 1
P
,都
有唯一确定的年代 t 与它对应,
2
所以,t 是 P 的函数.
问题 2
在问题
1
中,t= log 5
730 1
P就是一个对数函数,据此,
2
你能归纳出这类函数的定义吗?
答 一般地,我们把函数 y=loga x(a>0,且 a≠1)叫做对数 函数,其中 x 是自变量,定义域为 x∈(0,+∞).
3
说明前者在(0,+∞)上是增函数,后者在(0,+∞)上是
减函数.
问题 3 你能根据函数 y=log3x 及 y=log1x 的性质,归纳出 3 函数 y=logax(a>0 且 a≠1)的性质吗?
答 函数 y=logax(a>0 且 a≠1)的定义域为(0,+∞),值 域为 R,过定点(1,0),当 a>1 时,在(0,+∞)上是增函数, 当 0<a<1 时,在(0,+∞)上是减函数.
问题 3 判断一个函数是不是对数函数的依据是什么? 答 对数函数的定义与指数函数类似,只有满足函数解析 式右边的系数为 1,底数为大于 0 且不等于 1 的常数,真数 仅有自变量 x 这三个条件,才是对数函数.如:y=logax2; y=loga(4-x) ;y=2logax 都不是对数函数.
对数函数及其性质
在对金融风险进行评估时,对数函数也起着重要作用。例如 ,在计算投资组合的风险时,可以使用对数函数来简化计算 过程。
利用对数函数解决物理问题
声波传播
在物理学中,声波的传播距离与时间的关系可以使用对数函数来表示。在声 音传播过程中,声波的强度会逐渐减弱,而对数函数可以描述这种衰减现象 。
电路分析
VS
对数公式
loga(xy) = loga(x) + loga(y), loga(x/y) = loga(x) - loga(y),换底公式 :logb(x) = logc(x) / logc(b)
对数函数的基本性质
定义域
x>0
值域
y∈R
函数图像
在直角坐标系中,以直线y = loga(x)为渐近线的双曲线
02
化学领域
物理领域
在物理领域中,对数函数被广泛应 用于声学、光学、电磁学等领域。
在化学中,对数函数被用于描述 化学反应速率与反应物浓度的关 系等。
04 生物学领域
在生物学中,对数函数被用于描述 生物种群增长等。
04
复合对数函数及其性质
复合对数函数的定义和公式
定义
$log_{a}(b\cdot c) = log_{a}(b) + log_{a}(c)$
换底公式的证明
设$x=\log_a(b)$,则$a^x=b$,将等式两边同时取以$c$为底的对数,有 $x\log_c(a)=\log_c(b)$,即$\log_c(b)/\log_c(a)=x=\log_a(b)$。
换底公式的基本应用
1 2
将不同底的对数化为同底的对数
利用换底公式,可以将不同底的对数化为同底 的对数,以便进行计算和比较。
对数函数及其性质
对数函数及其性质对数函数是初等函数中的一种,也是数学中非常重要的一种函数。
在我们学习对数函数之前,我们需要先了解指数函数。
指数函数,即 $f(x)=a^x$,其中 $a$ 为常数,$a>0$,$a≠1$,$x$ 为自变量。
当 $a>1$ 时,指数函数呈现增长趋势;当$0<a<1$ 时,指数函数逐渐减小。
然而,当我们需要解决 $a^x=c$(其中 $c$ 为定值)时,往往难以直接求解。
这时,我们就可以用到对数函数。
对数函数的定义为:设 $a>0$ 且$a≠1$,$y=\log_{a}{x}$,当且仅当 $a^y=x$。
对数函数是指数函数的反函数。
对于对数函数,我们可以发现以下性质:1. 对数函数的底数 $a$ 必须为正实数且不能等于1。
2. 对数函数的定义域为正实数集哦 $(0,+\infty)$;3. 对数函数所得的值域为实数集$(−\infty,+\infty)$;4. 对数函数有一个特殊的点 $(1,0)$,即底数为 $1$ 时,对数函数为 $0$。
那么,我们何时需要使用对数函数呢?下面是一些例子:1. 求解以指数形式表示的方程式,例如 $2^x=16$。
转化成对数形式:$\log_{2}{16}=x$。
2. 用于度量某些指标的倍增,例如声高的分贝计算,经过计算后得到的值可以用对数函数来表示。
对于对数函数,我们还可以进一步了解到对数函数的两个重要性质:性质一:对数函数的对数运算法则设 $a>0$,且$a≠1$。
则有:$\log_{a}{MN}=\log_{a}{M}+\log_{a}{N}$$\log_{a}{\frac{M}{N}}=\log_{a}{M}-\log_{a}{N}$$\log_{a}{M^p}=p\log_{a}{M}$推导过程:$\log_{a}{MN} = y$,即 $a^y=MN$,则 $a^y=MN=a^{log_{a}{M}}\cdota^{log_{a}{N}}=a^{log_{a}{M}+log_{a}{N}}$,所以 $y=log_{a}{MN}=log_{a}{M}+log_{a}{N}$。
2.2.2 对数函数及其性质
3 y x ( x R) 的反函数,并且画出原来的函数和它 例13:求函数
的反函数的图象。
解:由y x 3,得 x 3 y ∴函数 y x 的反函数是: y 3 x ( x R)
3 3 y x ( x R)和它的反函数 y 3 x ( x R) 的图象如图所示: 函数
(2)在定义域上是增函数
注:函数 y log a x(a 0且a 1) 的图象与 y log 1 x(a 0且a 1) 的 a 图象关于 x轴对称。 练习: 1. 函数 y log 4.3 x 的值域是( D )
A.(0,) C义:
一般地,我们把函数 y log a x(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,) 。
注:
x y a 1.由于指数函数 中的底数a满足a 0且a 1 ,则对数函数 y log a x 中的底数 a 也必须满足 a 0且a 1。
二、对数函数的图象和性质:
例2:函数 y log2 x 和 y log1 x 的图象。
2
一般地,对数函数y log a x(a 0,且a 1)的图象和性质 如下表所示:
0 a 1
图象
a 1
定义域 值域 性质 (2)在定义域上是减函数
(0,)
R
(1)过定点(1,0),即x=1时,y=0
x f 1 ( y)
y 注:在函数 x f 1 ( y)中,表示自变量,表示函数。但在习惯上, x 我们一般用 x 表示自变量,用 y表示函数,为此我们常常对调函数 x f 1 ( y)中的字母 x, y,把它改写为 y f 1 ( x)。
2.如果函数 y f ( x)有反函数 f 1 ( x) ,那么函数 y f 1 ( x) 的反函 数就是y f ( x) 。
对数函数及其性质
04
对数函数的应用
对数函数在数学中的应用
01
02
03
解决方程问题
对数函数在解高次方程或 者复数方程时,可以用来 简化运算过程,提高解题 效率。
数值计算
对于一些需要大量计算的 数学问题,如求指数、阶 乘等,对数函数可以有效 地减少计算量。
统计学
在统计学中,对数函数被 广泛应用于正态分布、泊 松分布等统计模型的计算 和分析中。
函数形式
指数函数一般形如$y=a^x$,对数函数一般形如$y=log_a(x)$。
变化趋势
指数函数当底数大于1时,函数值随着自变量的增加而增加,当底数小于1时,函数值随 着自变量的增加而减少;对数函数当底数大于1时,函数值随着自变量的增加而增加,当 底数小于1时,函数值随着自变量的增加而减少。
对数函数与指数函数的转化关系
对数函数与指数函数的应用场景比较
指数函数
对数函数
描述增长或衰减现象,如人口增长、存款复 利计算等。
在物理学、生物学、化学等自然科学中,描 述物质的扩散、放射性衰变等过程;在社会 科学领域,用于描述人口增长、经济发展等
。
06
对数函数的学习方法与 建议
掌握对数函数的基本概念与性质
总结:对数函数是一种常见的数学函数,具有独特的 性质和重要的应用价值。学习对数函数首先需要掌握 其基本概念和性质,包括对数的定义、对数函数的定 义域、值域、单调性、奇偶性等。
伸缩
对数函数图像也可以沿着x轴和y轴进行伸缩。例如,将函数$y = \log_{a}x$的x 轴伸缩$\lambda$倍得到$y = \log_{a}(\lambda x)$;将函数$y = \log_{a}x$ 的y轴伸缩$\mu$倍得到$y = \log_{a}x\mu$。
对数函数及其性质
对数函数及其性质对数函数是数学中的一种特殊函数,广泛应用于科学和工程领域。
它的性质包括增减性、定义域、值域等。
本文将详细介绍对数函数及其性质,帮助读者深入理解并运用该函数。
一、对数函数的定义对数函数是指以某个固定的正数(底数)为底,将任意的正数(真数)映射到另一个数上的函数。
对数函数的常见表示形式为y=logₐx,其中底数a>0且a≠1,真数x>0。
二、对数函数的性质1. 增减性对数函数的增减性与底数a的大小有关。
当底数a>1时,对数函数随着真数的增加而增加;当底数0<a<1时,对数函数随着真数的增加而减小。
2. 定义域和值域对数函数的定义域为正实数集,即x>0。
值域为实数集,即y∈R。
3. 特殊值当真数x=1时,对数函数的值为0,即logₐ1=0。
当底数a=1时,对数函数无定义。
4. 对数函数的基本关系(1)对数函数和指数函数的互逆关系:对于任意的正实数x和底数a>0且a≠1,有aⁿ=x⇔logₐx=n。
(2)对数函数的乘积法则:logₐ(xy)=logₐx+logₐy,其中x、y>0。
(3)对数函数的商法则:logₐ(x/y)=logₐx-logₐy,其中x、y>0。
(4)对数函数的幂法则:logₐ(xⁿ)=nlogₐx,其中x>0,n为任意实数。
5. 对数函数的图像当底数a>1时,对数函数的图像呈现典型的递增曲线;当底数0<a<1时,对数函数的图像呈现典型的递减曲线。
对数函数在x轴的正半轴上的图像称为对数曲线。
三、对数函数的应用1. 数据压缩与展示对数函数可以用于对数据进行压缩和展示。
当数据的幅度较大时,可以通过对数函数对其进行压缩,从而使得数据更易读取和呈现。
2. 指数增长模型对数函数常用于描述指数增长模型,如人口增长、物种繁殖等。
对数函数能够将指数增长转化为线性关系,便于模型的建立和求解。
3. 信号处理对数函数在信号处理中有广泛的应用,如音频信号处理、图像处理等领域。
对数函数及其性质
例4:实数k为何值时,方程 | log1 x 1 | k无解?
3
有惟一解?有两解?
例5:已知 loga
x
x2,对x
0,1 2
恒成立,
求a的范围。
指数函数y=ax (a>0,a≠1)
图 y=ax
(0<a<1)
y y=ax (a>1)
1
象
o
x
(1)定义域: R
(2)值域: (0,+∞)
性 (3)过定点 (0,1)
(4)单调性
a>1时, 在R上是增函数;
质 0<a<1时,在R上是减函数
(5)奇偶性: 非奇非偶
对数函数y=log a x (a>0, a≠1)
(2)log5 2
2 3
log 2
3
3 4
(3)log0.7 0.8 log1.1 0.9 1 .10.9
底数指数不一样或底数真数不一样通常借助中 间量0和1
练习:解不等式: loga (x 4) loga (x 2), (a 0且a 1)
探究
在指数函数y=2x中,x为自变量,y为因变量。 如果用y表示x 则x是y的函数吗?
y
y=logax
(a>1)
o1
x y=logax (0<a<1)
(1)定义域: (0,+∞)
(2)值域: R
(3)过定点 (1,0)
(4)单调性
a>1时,在(0,+∞)是增函数; 0<a<1时,在(0,+∞)是减函数
(5)奇偶性: 非奇非偶
例1 比较下列各组数中两个值的大小:
(1)log5 3 log3 5
对数函数的定义和性质
对数函数的定义和性质对数函数(logarithmic function)是数学中的一类函数,它作为指数函数(exponential function)的逆运算,广泛应用于代数、几何、微积分、概率论等学科中。
本文将介绍对数函数的定义和性质,以期为读者对这一重要的数学函数有更深入的理解。
一、对数函数的定义在介绍对数函数的定义之前,先给出指数函数的定义。
指数函数以某个正常数a为底数,自变量为x,形式为:y=a^x指数函数具有下列基本性质:1. 当a>1时,指数函数是一个增函数;当0<a<1时,指数函数是一个减函数。
2. 当a=1时,指数函数是常函数y=1。
3. 当x=0时,指数函数的值为1,即a^0=1。
对数函数的定义就是指数函数的逆函数,即对数函数y=loga(x)满足下列条件:1. a^y=x,其中a为某个正常数,称为对数函数的底数。
2. 当y=loga1(x),则a1^y=x。
由此可见,对数函数与指数函数是密切相关的,它们之间互为逆运算。
我们通常使用自然对数(即底数为e,其中e≈2.71828)和常用对数(即底数为10)。
二、对数函数的性质1. 对数函数的定义域和值域对数函数y=loga(x)的定义域是正实数集合R+,即x>0。
对于不同的底数a,对数函数的值域不同。
例如,当底数为e时,自变量趋近于0时,对数函数的值趋近于负无穷大;当自变量趋近于正无穷大时,对数函数的值趋近于正无穷大。
而当底数为10时,对数函数的值域为实数集合R。
2. 对数函数的图像对数函数y=loga(x)的图像具有以下特点:当底数a>1时,对数函数是一个增函数,它的图像呈现出从左下向右上的单调上升曲线;当0<a<1时,对数函数是一个减函数,它的图像呈现出从左上向右下的单调下降曲线。
当a=1时,对数函数的图像是一条水平直线y=0。
3. 对数函数的导数和积分对数函数的导数表示为:(d/dx)loga(x)=1/(xlna)对数函数的导数是正比与自变量的倒数,增函数的导数始终是正的,减函数的导数始终是负的。
对数函数及其性质,对数的公式互化,详尽的讲解
§2.2对数函数2.2.1对数与对数运算1.对数的概念一般地,如果a x=N (a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=log a N,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.说明:(1)实质上,上述对数表达式,不过是指数函数y=a x的另一种表达形式,例如:34=81与4=log381这两个式子表达是同一关系,因此,有关系式a x=N⇔x=log a N,从而得对数恒等式:a log a N=N.(2)“log”同“+”“×”“”等符号一样,表示一种运算,即已知一个数和它的幂求指数的运算,这种运算叫对数运算,不过对数运算的符号写在数的前面.(3)根据对数的定义,对数log a N(a>0,且a≠1)具有下列性质:①零和负数没有对数,即N>0;②1的对数为零,即log a1=0;③底的对数等于1,即log a a=1.2.对数的运算法则利用对数的运算法则,可以把乘、除、乘方、开方的运算转化为对数的加、减、乘、除运算,反之亦然.这种运算的互化可简化计算方法,加快计算速度.(1)基本公式①log a(MN)=log a M+log a N (a>0,a≠1,M>0,N>0),即正数的积的对数,等于同一底数的各个因数的对数的和.②log a MN=log a M-log a N(a>0,a≠1,M>0,N>0),即两个正数的商的对数,等于被除数的对数减去除数的对数.③log a M n=n·log a M (a>0,a≠1,M>0,n∈R),即正数的幂的对数等于幂的底数的对数乘以幂指数.(2)对数的运算性质注意点①必须注意M>0,N>0,例如log a[(-3)×(-4)]是存在的,但是log a(-3)与log a(-4)均不存在,故不能写成log a[(-3)×(-4)]=log a(-3)+log a(-4).②防止出现以下错误:log a(M±N)=log a M±log a N,log a(M·N)=log a M·log a N,log a M N=log a Mlog a N,log a M n =(log a M )n . 3.对数换底公式在实际应用中,常碰到底数不为10的对数,如何求这类对数,我们有下面的对数换底公式:log b N =log c Nlog c b(b >0,且b ≠1;c >0,且c ≠1;N >0).证明 设log b N =x ,则b x =N .两边取以c 为底的对数,得x log c b =log c N .所以x =log c N log c b ,即log b N =log c Nlog c b.换底公式体现了对数运算中一种常用的转化,即将复杂的或未知的底数转化为已知的或需要的底数,这是数学转化思想的具体应用.由换底公式可推出下面两个常用公式:(1)log b N =1log N b 或log b N ·log N b =1 (N >0,且N ≠1;b >0,且b ≠1);(2)log bn N m =mnlog b N (N >0;b >0,且b ≠1;n ≠0,m ∈R ).题型一 正确理解对数运算性质对于a >0且a ≠1,下列说法中,正确的是( ) ①若M =N ,则log a M =log a N ; ②若log a M =log a N ,则M =N ; ③若log a M 2=log a N 2,则M =N ; ④若M =N ,则log a M 2=log a N 2.A .①与③B .②与④C .②D .①、②、③、④解析 在①中,当M =N ≤0时,log a M 与log a N 均无意义,因此log a M =log a N 不成立. 在②中,当log a M =log a N 时,必有M >0,N >0,且M =N ,因此M =N 成立. 在③中,当log a M 2=log a N 2时,有M ≠0,N ≠0,且M 2=N 2,即|M |=|N |,但未必有M =N .例如,M =2,N =-2时,也有log a M 2=log a N 2,但M ≠N .在④中,若M =N =0,则log a M 2与log a N 2均无意义,因此log a M 2=log a N 2不成立. 所以,只有②成立. 答案 C点评 正确理解对数运算性质公式,是利用对数运算性质公式解题的前提条件,使用运算性质时,应牢记公式的形式及公式成立的条件.题型二 对数运算性质的应用求下列各式的值:(1)2log 32-log 3329+log 38-5log 53;(2)lg25+23lg8+lg5·lg20+(lg2)2;(3)log 52·log 79log 513·log 734.分析 利用对数的性质求值,首先要明确解题目标是化异为同,先使各项底数相同,才能使用性质,再找真数间的联系,对于复杂的真数,可以先化简再计算.解 (1)原式=2log 32-(log 332-log 39)+3log 32-3 =2log 32-5log 32+2+3log 32-3=-1.(2)原式=2lg5+2lg2+lg 102·lg(2×10)+(lg2)2=2lg(5×2)+(1-lg2)·(lg2+1)+(lg2)2 =2+1-(lg2)2+(lg2)2=3.(3)∵log 52·log 79log 513·log 734=12log 52·2log 73-log 53·13log 74=-lg2lg5·lg3lg7lg3lg5·13·lg4lg7=-32.点评 对数的求值方法一般有两种:一种是将式中真数的积、商、幂、方根利用对数的运算性质将它们化为对数的和、差、积、商,然后化简求值;另一种方法是将式中的和、差、积、商运用对数的运算法则将它们化为真数的积、商、幂、方根,然后化简求值.题型三 对数换底公式的应用计算:(log 2125+log 425+log 85)(log 52+log 254+log 1258).分析 由题目可获取以下主要信息:本题是一道对数化简求值题,在题目中各个对数的底数都各不相同.解答本题可先通过对数换底公式统一底数再进行化简求值. 解 方法一 原式=⎝⎛⎭⎫log 253+log 225log 24+log 25log 28⎝⎛⎭⎫log 52+log 54log 525+log 58log 5125=⎝⎛⎭⎫3log 25+2log 252log 22+log 253log 22⎝⎛⎭⎫log 52+2log 522log 55+3log 523log 55=⎝⎛⎭⎫3+1+13log 25·(3log 52) =13log 25·log 22log 25=13.方法二 原式=⎝⎛⎭⎫lg125lg2+lg25lg4+lg5lg8⎝⎛⎭⎫lg2lg5+lg4lg25+lg8lg125 =⎝⎛⎭⎫3lg5lg2+2lg52lg2+lg53lg2⎝⎛⎭⎫lg2lg5+2lg22lg5+3lg23lg5 =⎝⎛⎭⎫13lg53lg2⎝⎛⎭⎫3lg2lg5=13.点评 方法一是先将括号换底,然后再将底统一;方法二是在解题方向还不清楚的情况下,一次性地统一为常用对数(当然也可以换成其他非1的正数为底),然后再化简.上述方法是不同底数对数的计算、化简和恒等证明的常用方法.已知log (x +3)(x 2+3x )=1,数x 的值.错解 由对数的性质可得x 2+3x =x +3. 解得x =1或x =-3.错因分析 对数的底数和真数必须大于0且底数不等于1,这点在解题中忽略了.正解 由对数的性质知⎩⎪⎨⎪⎧x 2+3x =x +3,x 2+3x >0,x +3>0且x +3≠1.解得x =1,故实数x 的值为1.对数的定义及其性质是高考中的重要考点之一,主要性质有:log a 1=0,log a a =1,a log a N =N (a >0,且a ≠1,N >0).1.(高考)方程9x -6·3x -7=0的解是________. 解析 ∵9x -6·3x -7=0,即32x -6·3x -7=0 ∴(3x -7)(3x +1)=0 ∴3x =7或3x =-1(舍去) ∴x =log 37. 答案 log 372.(高考)设g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x ,x ≤0,ln x ,x >0,则g ⎝⎛⎭⎫g ⎝⎛⎭⎫12=____. 解析 g ⎝⎛⎭⎫12=ln 12<0,g ⎝⎛⎭⎫ln 12=eln 12=12, ∴g ⎝⎛⎭⎫g ⎝⎛⎭⎫12=12. 答案 121.对数式log (a -3)(7-a )=b ,实数a 的取值围是( )A .(-∞,7)B .(3,7)C .(3,4)∪(4,7)D .(3,+∞) 答案 C解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a -3>0,a -3≠1,7-a >0,解得3<a <7且a ≠4.2.设a =log 32,则log 38-2log 36用a 表示的形式是( )A .a -2B .3a -(1+a )2C .5a -2D .-a 2+3a -1 答案 A解析 ∵a =log 32,∴log 38-2log 36=3log 32-2(log 32+1) =3a -2(a +1)=a -2. 3.log 56·log 67·log 78·log 89·log 910的值为( )A .1B .lg5 C.1lg5D .1+lg2答案 C解析 原式=lg6lg5·lg7lg6·lg8lg7·lg9lg8·lg10lg9=lg10lg5=1lg5.4.已知log a (a 2+1)<log a 2a <0,则a 的取值围是( )A .(0,1) B.⎝⎛⎭⎫0,12 C.⎝⎛⎭⎫12,1 D .(1,+∞) 答案 C解析 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,2a >1,∵a >0,a ≠1,log a (a 2+1)<log a 2a ,∴0<a <1.∴12<a <1.5.已知函数f (x )=a x -1+log a x (a >0,a ≠1)在[1,3]上最大值与最小值之和为a 2,则a 的值为( )A .4 B.14 C .3 D.13答案 D6.若方程(lg x )2+(lg7+lg5)lg x +lg7·lg5=0的两根为α,β,则αβ等于( )A .lg7·lg5B .lg35C .35 D.135答案 D解析 ∵lg α+lg β=-(lg7+lg5)=-lg35=lg 135∴α·β=135.7.已知f (log 2x )=x ,则f ⎝⎛⎭⎫12=________. 答案 2解析 令log 2x =12,则212=x ,∴f ⎝⎛⎭⎫12=212= 2.8.log (2-1)(2+1)=________. 答案 -1解析 log 2-1(2+1)=log 2-1(2+1)(2-1)2-1=log (2-1)12-1=-1.9.已知lg2=0.301 0,lg3=0.477 1,lg x =-2+0.778 1,则x =________. 答案 0.06解析 ∵lg2=0.301 0,lg3=0.477 1,而0.301 0+0.477 1=0.778 1,∴lg x =-2+lg2+lg3, 即lg x =lg10-2+lg6.∴lg x =lg(6×10-2),即x =6×10-2=0.06.10.(1)已知lg x +lg y =2lg(x -2y ),求log 2xy的值;(2)已知log 189=a,18b =5,试用a ,b 表示log 365. 解 (1)lg x +lg y =2lg(x -2y ), ∴xy =(x -2y )2,即x 2-5xy +4y 2=0. 即(x -y )(x -4y )=0,解得x =y 或x =4y , 又∵⎩⎪⎨⎪⎧x >0,y >0,x -2y >0,∴x >2y >0,∴x =y ,应舍去,取x =4y .则log 2x y =log 24y y =log 24=lg4lg 2=4.(2)∵18b =5,∴log 185=b, 又∵log 189=a , ∴log 365=log 185lg 1836=blog 18(18×2)=b 1+log 182=b 1+log 18189=b 1+(1-log 189)=b2-a. 11.设a ,b ,c 均为不等于1的正数,且a x =b y =c z ,1x +1y +1z =0,求abc 的值.解 令a x =b y =c z =t (t >0且t ≠1),则有1x =log t a ,1y =log t b ,1z =log t c ,又1x +1y +1z=0,∴log t abc =0,∴abc =1. 12.已知a ,b ,c 是△ABC 的三边,且关于x 的方程x 2-2x +lg(c 2-b 2)-2lg a +1=0有等根,试判定△ABC 的形状.解 ∵关于x 的方程x 2-2x +lg(c 2-b 2)-2lg a +1=0有等根, ∴Δ=0,即4-4[lg(c 2-b 2)-2lg a +1]=0.即lg(c2-b2)-2lg a=0,故c2-b2=a2,∴a2+b2=c2,∴△ABC为直角三角形.2.2.1对数与对数运算(一)学习目标1.理解对数的概念,能进行指数式与对数式的互化.2.了解常用对数与自然对数的意义.3.理解对数恒等式并能用于有关对数的计算.自学导引1.如果a(a>0且a≠1)的b次幂等于N,就是a b=N,那么数b叫做以a为底N的对数,记作b=log a N,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.2.对数的性质有:(1)1的对数为零;(2)底的对数为1;(3)零和负数没有对数.3.通常将以10为底的对数叫做常用对数,以e 为底的对数叫做自然对数,log 10N 可简记为lg N ,log e N 简记为ln N .4.若a >0,且a ≠1,则a b =N 等价于log a N =b . 5.对数恒等式:a log a N =N (a >0且a ≠1).一、对数式有意义的条件例1 求下列各式中x 的取值围:(1)log 2(x -10);(2)log (x -1)(x +2);(3)log (x +1)(x -1)2.分析 由真数大于零,底数大于零且不等于1可得到关于x 的不等式(组),解之即可. 解 (1)由题意有x -10>0,∴x >10,即为所求.(2)由题意有⎩⎪⎨⎪⎧ x +2>0,x -1>0且x -1≠1,即⎩⎪⎨⎪⎧x >-2,x >1且x ≠2,∴x >1且x ≠2. (3)由题意有⎩⎪⎨⎪⎧(x -1)2>0,x +1>0且x +1≠1,解得x >-1且x ≠0,x ≠1.点评 在解决与对数有关的问题时,一定要注意:对数真数大于零,对数的底数大于零且不等于1.变式迁移1 在b =log (a -2)(5-a )中,实数a 的取值围是( ) A .a >5或a <2 B .2<a <5 C .2<a <3或3<a <5 D .3<a <4 答案 C解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧5-a >0a -2>0a -2≠1,∴2<a <5且a ≠3.二、对数式与指数式的互化例2 将下列对数形式化成指数形式或将指数形式转化为对数形式:(1)54=625; (2)log 128=-3;(3)⎝⎛⎭⎫14-2=16; (4)log 101 000=3. 分析 利用a x =N ⇔x =log a N 进行互化. 解 (1)∵54=625,∴log 5625=4.(2)∵log 128=-3,∴⎝⎛⎭⎫12-3=8. (3)∵⎝⎛⎭⎫14-2=16,∴log 1416=-2. (4)∵log 101 000=3,∴103=1 000.点评 指数和对数运算是一对互逆运算,在解题过程中,互相转化是解决相关问题的重要途径.在利用a x =N ⇔x =log a N 进行互化时,要分清各字母分别在指数式和对数式中的位置.变式迁移2 将下列对数式化为指数式求x 值:(1)log x 27=32; (2)log 2x =-23;(3)log 5(log 2x )=0; (4)x =log 2719;(5)x =log 1216.解 (1)由log x 27=32,得x 32=27,∴x =2723=32=9.(2)由log 2x =-23,得2-23=x ,∴x =1322=322.(3)由log 5(log 2x )=0,得log 2x =1,∴x =21=2.(4)由x =log 2719,得27x =19,即33x =3-2,∴x =-23.(5)由x =log 1216,得⎝⎛⎭⎫12x =16,即2-x =24, ∴x =-4.三、对数恒等式的应用例3 (1)a log a b ·log b c ·log c N 的值(a ,b ,c ∈R +,且不等于1,N >0);(2)412(log 29-log 25).解 (1)原式=(a log a b )log b c ·log c N =b log b c ·log c N =(b log b c )log c N=c log c N =N .(2)原式=2(log 29-log 25)=2log 292log 25=95.点评 对数恒等式a log a N =N 中要注意格式:(1)它们是同底的;(2)指数中含有对数形式;(3)其值为真数.变式迁移3 计算:3log 35+(3)log 315.解 原式=5+312log 315=5+(3log 315)12=5+15=655.1.一般地,如果a (a >0,a ≠1)的b 次幂等于N ,就是a b =N ,那么b 叫做以a 为底N 的对数,记作log a N =b ,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.2.利用a b =N ⇔b =log a N (其中a >0,a ≠1,N >0)可以进行指数与对数式的互化. 3.对数恒等式:a log a N =N (a >0且a ≠1).一、选择题1.下列指数式与对数式互化不正确的一组是( ) A .100=1与lg1=0B .27-13=13与log 2713=-13C .log 312=9与912=3D .log 55=1与51=5 答案 C2.指数式b 6=a (b >0,b ≠1)所对应的对数式是( )A .log 6a =aB .log 6b =aC .log a b =6D .log b a =6 答案 D3.若log x (5-2)=-1,则x 的值为( ) A.5-2 B.5+2C.5-2或5+2 D .2- 5 答案 B4.如果f (10x )=x ,则f (3)等于( ) A .log 310 B .lg3 C .103 D .310 答案 B解析 方法一 令10x =t ,则x =lg t , ∴f (t )=lg t ,f (3)=lg3.方法二 令10x =3,则x =lg3,∴f (3)=lg3.5.21+12·log 25的值等于( )A .2+ 5B .2 5C .2+52D .1+52答案 B解析 21+12log 25=2×212log 25=2×2log 2512=2×512=2 5.二、填空题6.若5lg x =25,则x 的值为________. 答案 100解析 ∵5lg x =52,∴lg x =2,∴x =102=100.7.设log a 2=m ,log a 3=n ,则a 2m +n 的值为________. 答案 12解析 ∵log a 2=m ,log a 3=n ,∴a m =2,a n =3, ∴a 2m +n =a 2m ·a n =(a m )2·a n =22×3=12.8.已知lg6≈0.778 2,则102.778 2≈________. 答案 600解析 102.778 2≈102×10lg6=600. 三、解答题9.求下列各式中x 的值(1)若log 3⎝⎛⎭⎫1-2x 9=1,则求x 值;(2)若log 2 003(x 2-1)=0,则求x 值. 解 (1)∵log 3⎝⎛⎭⎪⎫1-2x 9=1,∴1-2x 9=3 ∴1-2x =27,即x =-13 (2)∵log 2 003(x 2-1)=0 ∴x 2-1=1,即x 2=2 ∴x =±210.求x 的值:(1)x =log224;(2)x =log 93;(3)x =71-log 75; (4)log x 8=-3;(5)log 12x =4.解 (1)由已知得:⎝⎛⎭⎫22x =4,∴2-12x =22,-x2=2,x =-4.(2)由已知得:9x =3,即32x =312.∴2x =12,x =14.(3)x =7÷7log 75=7÷5=75.(4)由已知得:x -3=8, 即⎝⎛⎭⎫1x 3=23,1x =2,x =12. (5)由已知得:x =⎝ ⎛⎭⎪⎫124=116.2.2.1 对数与对数运算(二)学习目标1.掌握对数的运算性质及其推导.2.能运用对数运算性质进行化简、求值和证明.自学导引1.对数的运算性质:如果a >0,a ≠1,M >0,N >0,那么, (1)log a (MN )=log a M +log a N ;(2)log a MN=log a M -log a N ;(3)log a M n =n log a M (n ∈R ).2.对数换底公式:log a b =log c blog c a.一、正确理解对数运算性质例1 若a >0,a ≠1,x >0,y >0,x >y ,下列式子中正确的个数有( ) ①log a x · log a y =log a (x +y ); ②log a x -log a y =log a (x -y );③log a xy=log a x ÷log a y ;④log a (xy )=log a x ·log a y .A .0个B .1个C .2个D .3个 答案 A解析 对数的运算实质是把积、商、幂的对数运算分别转化为对数的加、减、乘的运算.在运算中要注意不能把对数的符号当作表示数的字母参与运算,如log a x ≠log a ·x ,log a x 是不可分开的一个整体.四个选项都把对数符号当作字母参与运算,因而都是错误的. 点评 正确理解对数运算性质公式,是利用对数运算性质公式解题的前提条件. 变式迁移1 若a >0且a ≠1,x >0,n ∈N *,则下列各式正确的是( )A .log a x =-log a 1xB .(log a x )n =n log a xC .(log a x )n =log a x nD .log a x =log a 1x答案 A二、对数运算性质的应用例2 计算:(1)log 535-2log 573+log 57-log 51.8;(2)2(lg 2)2+lg 2·lg5+(lg 2)2-lg2+1; (3)lg 27+lg8-lg 1 000lg1.2;(4)(lg5)2+lg2·lg50. 分析 利用对数运算性质计算.解 (1)原式=log 5(5×7)-2(log 57-log 53)+log 57-log 595=log 55+log 57-2log 57+2log 53+log 57-2log 53+log 55 =2log 55=2.(2)原式=lg 2(2lg 2+lg5)+(lg 2-1)2=lg 2(lg2+lg5)+1-lg 2=lg 2+1-lg 2=1.(3)原式=32lg3+3lg2-32lg3+2lg2-1=3lg3+6lg2-32(lg3+2lg2-1)=32.(4)原式=(lg5)2+lg2·(lg2+2lg5)=(lg5)2+2lg5·lg2+(lg2)2=(lg5+lg2)2=1.点评 要灵活运用有关公式.注意公式的正用、逆用及变形使用. 变式迁移2 求下列各式的值:(1)log 535+2log 122-log 5150-log 514;(2)[(1-log 63)2+log 62·log 618]÷log 64. 解 (1)原式=log 5(5×7)-2log 2212+log 5(52×2)-log 5(2×7)=1+log 57-1+2+log 52-log 52-log 57=2.(2)原式=[log 262+log 62·log 6(3×6)]÷log 622 =log 62(log 62+log 63+1)÷(2log 62)=1.三、换底公式的应用例3 (1)设3x =4y =36,求2x +1y的值;(2)已知log 189=a,18b =5,求log 3645. 解 (1)由已知分别求出x 和y . ∵3x =36,4y =36, ∴x =log 336,y =log 436,由换底公式得: x =log 3636log 363=1log 363,y =log 3636log 364=1log 364,∴1x =log 363,1y =log 364, ∴2x +1y =2log 363+log 364 =log 36(32×4)=log 3636=1.(2)∵log 189=a,18b =5,∴log 185=b .∴log 3645=log 1845log 1836=log 18(9×5)log 18(18×2)=log 189+log 1851+log 182=a +b 1+log 18189=a +b2-a .点评 指数式化为对数式后,两对数式的底不同,但式子两端取倒数后,利用对数的换底公式可将差异消除.变式迁移3 (1)设log 34·log 48·log 8m =log 416,求m ; (2)已知log 1227=a ,求log 616的值.解 (1)利用换底公式,得lg4lg3·lg8lg4·lg mlg8=2,∴lg m =2lg3,于是m =9.(2)由log 1227=a ,得3lg32lg2+lg3=a ,∴lg3=2a lg23-a ,∴lg3lg2=2a3-a .∴log 616=4lg2lg3+lg2=42a 3-a +1=4(3-a )3+a.1.对于同底的对数的化简常用方法是:(1)“收”,将同底的两对数的和(差)化成积(商)的对数; (2)“拆”,将积(商)的对数拆成对数的和(差).2.对于常用对数的化简要充分利用“lg5+lg2=1”来解题. 3.对于多重对数符号对数的化简,应从向外逐层化简求值.一、选择题1.lg8+3lg5的值为( )A .-3B .-1C .1D .3 答案 D解析 lg8+3lg5=lg8+lg53=lg1 000=3. 2.已知lg2=a ,lg3=b ,则log 36等于( ) A.a +b a B.a +b bC.a a +bD.b a +b 答案 B解析 log 36=lg6lg3=lg2+lg3lg3=a +bb.3.若lg a ,lg b 是方程2x 2-4x +1=0的两个根,则⎝⎛⎭⎫lg ab 2的值等于( ) A .2 B.12 C .4 D.14答案 A解析 由根与系数的关系,得lg a +lg b =2,lg a ·lg b =12,∴⎝⎛⎭⎫lg ab 2=(lg a -lg b )2 =(lg a +lg b )2-4lg a ·lg b=22-4×12=2.4.若2.5x =1 000,0.25y =1 000,则1x -1y等于( )A.13 B .3 C .-13 D .-3 答案 A解析 由指数式转化为对数式:x =log 2.51 000,y =log 0.251 000, 则1x -1y =log 1 0002.5-log 1 0000.25=log 1 00010=13.5.设函数f (x )=log a x (a >0,且a ≠1),若f (x 1x 2…x 2 005)=8,则f (x 21)+f (x 22)+…+f (x 22 005)的值等于( )A .4B .8C .16D .2log a 8 答案 C解析 因为f (x )=log a x ,f (x 1x 2…x 2 005)=8,所以f (x 21)+f (x 22)+…+f (x 22 005) =log a x 21+log a x 22+…+log a x 22 005=2log a |x 1|+2log a |x 2|+…+2log a |x 2 005| =2log a |x 1x 2…x 2 005|=2f (x 1x 2…x 2 005)=2×8=16. 二、填空题6.设lg2=a ,lg3=b ,那么lg 1.8=__________.答案 a +2b -12解析 lg 1.8=12lg1.8=12lg 1810=12lg 2×910=12(lg2+lg9-1)=12(a +2b -1). 7.若log a x =2,log b x =3,log c x =6,则log abc x 的值为____. 答案 1解析 log abc x =1log x abc =1log x a +log x b +log x c∵log a x =2,log b x =3,log c x =6∴log x a =12,log x b =13,log x c =16,∴log abc x =112+13+16=11=1.8.已知log 63=0.613 1,log 6x =0.386 9,则x =________. 答案 2解析 由log 63+log 6x =0.613 1+0.386 9=1. 得log 6(3x )=1.故3x =6,x =2. 三、解答题9.求下列各式的值: (1)12lg 3249-43lg 8+lg 245; (2)(lg5)2+2lg2-(lg2)2.解 (1)方法一 原式=12(5lg2-2lg7)-43·32lg2+12(2lg7+lg5) =52lg2-lg7-2lg2+lg7+12lg5 =12lg2+12lg5=12(lg2+lg5) =12lg10=12. 方法二 原式=lg 427-lg4+lg7 5=lg42×757×4=lg(2·5)=lg 10=12.(2)方法一 原式=(lg5+lg2)(lg5-lg2)+2lg2=lg10·lg 52+lg4=lg ⎝⎛⎭⎫52×4=lg10=1. 方法二 原式=(lg10-lg2)2+2lg2-lg 22 =1-2lg2+lg 22+2lg2-lg 22=1.10.若26a =33b =62c ,求证:1a +2b =3c .证明 设26a =33b =62c =k (k >0),那么 ⎩⎪⎨⎪⎧6a =log 2k ,3b =log 3k ,2c =log 6k ,∴⎩⎪⎨⎪⎧1a =6log 2k=6log k 2,1b =3log 3k =3log k3,1c =2log 6k =2log k6.∴1a +2b=6·log k 2+2×3log k 3 =log k (26×36)=6log k 6=3×2log k 6=3c,即1a +2b =3c. 2.2.2 对数函数及其性质1.对数函数的概念形如y =log a x (a >0且a ≠1)的函数叫做对数函数. 对于对数函数定义的理解,要注意:(1)对数函数是由指数函数变化而来的,由指数式与对数式关系知,对数函数的自变量x 恰好是指数函数的函数值y ,所以对数函数的定义域是(0,+∞);(2)对数函数的解析式y=log a x中,log a x前面的系数为1,自变量在真数的位置,底数a 必须满足a>0,且a≠1;(3)以10为底的对数函数为y=lg x,以e为底的对数函数为y=ln x.实际上,观察对数函数的图象不难发现,对数函数中的值y =log m n 有以下规律:(1)当(m -1)(n -1)>0,即m 、n 围相同(相对于“1”而言),则log m n >0;(2)当(m -1)(n -1)<0,即m 、n 围相反(相对于“1”而言),则log m n <0.有了这个规律,我们再判断对数值的正负就很简单了,如log 213<0,log 52>0等,一眼就看出来了!题型一 求函数定义域求下列函数的定义域:(1)y =log 3x -12x +3x -1;(2)y =11-log a (x +a ) (a >0,a ≠1).分析 定义域即使函数解析式有意义的x 的围. 解 (1)要使函数有意义,必须{2x +3>0,x -1>0,3x -1>0,3x -1≠1同时成立,解得⎩⎨⎧x >-32,x >1,x >13,x ≠23. ∴x >1. ∴定义域为(1,+∞).(2)要使原函数有意义,需1-log a (x +a )>0, 即log a (x +a )<1=log a a .当a >1时,0<x +a <a ,∴-a <x <0. 当0<a <1时,x +a >a ,∴x >0.∴当a >1时,原函数定义域为{x |-a <x <0}; 当0<a <1时,原函数定义域为{x |x >0}.点评 求与对数函数有关的定义域问题,首先要考虑:真数大于零,底数大于零且不等于1,若分母中含有x ,还要考虑不能使分母为零.题型二 对数单调性的应用(1)log 43,log 34,log 4334的大小顺序为( )A .log 34<log 43<log 4334B .log 34>log 43>log 4334C .log 34>log 4334>log 43D .log 4334>log 34>log 43(2)若a 2>b >a >1,试比较log a a b ,log b ba ,logb a ,log a b 的大小.(1)解析 ∵log 34>1,0<log 43<1,log 4334=log 43⎝⎛⎭⎫43-1=-1, ∴log 34>log 43>log 4334.答案 B(2)解 ∵b >a >1,∴0<ab<1.∴log a a b <0,log b ba ∈(0,1),logb a ∈(0,1).又a >b a >1,且b >1,∴log b ba<log b a ,故有log a a b <log b ba<log b a <log a b .点评 比较对数的大小,一般遵循以下几条原则:①如果两对数的底数相同,则由对数函数的单调性(底数a >1为增;0<a <1为减)比较. ②如果两对数的底数和真数均不相同,通常引入中间变量进行比较.③如果两对数的底数不同而真数相同,如y =log a 1x 与y =log a 2x 的比较(a 1>0,a 1≠1,a 2>0,a 2≠1).当a 1>a 2>1时,曲线y 1比y 2的图象(在第一象限)上升得慢.即当x >1时,y 1<y 2;当0<x <1时,y 1>y 2.而在第一象限,图象越靠近x 轴对数函数的底数越大.当0<a 2<a 1<1时,曲线y 1比y 2的图象(在第四象限)下降得快.即当x >1时,y 1<y 2;当0<x <1时,y 1>y 2即在第四象限,图象越靠近x 轴的对数函数的底数越小. 已知log a 12<1,那么a 的取值围是________.分析 利用函数单调性或利用数形结合求解.解析 由log a 12<1=log a a ,得当a >1时,显然符合上述不等式,∴a >1;当0<a <1时,a <12,∴0<a <12. 故a >1或0<a <12.答案 a >1或0<a <12点评 解含有对数符号的不等式时,必须注意对数的底数是大于1还是小于1,然后再利用相应的对数函数的单调性进行解答.理解会用以下几个结论很有必要:(1)当a >1时,log a x >0⇔x >1,log a x <0⇔0<x <1;(2)当0<a <1时,log a x >0⇔0<x <1,log a x <0⇔x >1.题型三 函数图象的应用若不等式2x -log a x <0,当x ∈⎝⎛⎭⎫0,12时恒成立,数a 的取值围. 解要使不等式2x<logax 在x ∈⎪⎭⎫ ⎝⎛21,0时恒成立,即函数y=logax 的图象在⎪⎭⎫ ⎝⎛21,0恒在函数y=2x 图象的上方,而y=2x 图象过点⎪⎭⎫⎝⎛2,21.由图可知,loga 21>2,显然这里0<a<1,∴函数y=logax 递减. 又loga21>2=log 2a a ,∴a2>21,即a>2221⎪⎭⎫ ⎝⎛.∴所求的a 的取值围为2221⎪⎭⎫⎝⎛<a<1.点评 原问题等价于当x ∈⎪⎭⎫ ⎝⎛21,0时,y1=2x 的图象在y2=logax 的图象的下方,由于a 的大小不确定,当a>1时,显然y2<y1,因此a 必为小于1的正数,当y2的图象通过点⎪⎭⎫⎝⎛2,21时,y2满足条件,此时a 0=2221⎪⎭⎫⎝⎛.那么a 是大于a 0还是小于a 0才满足呢?可以画图象观察,请试着画一画.这样可以对数形结合的方法有更好地掌握.设函数f(x)=lg(ax2+2x+1),若f(x)的值域是R,数a的取值围.错解∵f(x)的值域是R,∴ax2+2x+1>0对x∈R恒成立,即{a>0Δ<0⇔{a>04-4a<0⇔a>1.错因分析出错的原因是分不清定义域为R与值域为R的区别.正解函数f(x)=lg(ax2+2x+1)的值域是R⇔真数t=ax2+2x+1能取到所有的正数.当a=0时,只要x>-12,即可使真数t取到所有的正数,符合要求;当a≠0时,必须有{a>0Δ≥0⇔{a>04-4a≥0⇔0<a≤1.∴f(x)的值域为R时,实数a的取值围为[0,1].本节容在高考中考查的形式、地位与指数函数相似,着重考查对数的概念与对数函数的单调性,考查指数、对数函数的图象、性质及其应用.1.(高考)已知函数f(x)=11-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<x <1}D .∅解析 由题意知M ={x |x <1},N ={x |x >-1}. 故M ∩N ={x |-1<x <1}. 答案 C2.(高考)下列不等式成立的是( ) A .log 32<log 23<log 25 B .log 32<log 25<log 23 C .log 23<log 32<log 25 D .log 23<log 25<log 32解析 ∵y =log 2x 在(0,+∞)上是增函数, ∴log 25>log 23>log 22=1.又y =log 3x 在(0,+∞)上为增函数,∴log 32<log 33=1.∴log 32<log 23<log 25. 答案 A3.(全国高考)若x ∈(e -1,1),a =ln x ,b =2ln x ,c =ln 3x ,则( ) A .a <b <c B .c <a <b C .b <a <c D .b <c <a解析 ∵1e <x <1,∴-1<ln x <0.令t =ln x ,则-1<t <0. ∴a -b =t -2t =-t >0.∴a >b . c -a =t 3-t =t (t 2-1)=t (t +1)(t -1), 又∵-1<t <0,∴0<t +1<1,-2<t -1<-1,∴c -a >0,∴c >a . ∴c >a >b . 答案 C1.已知函数f (x )=1+2x 的定义域为集合M ,g (x )=ln(1-x )的定义域为集合N ,则M ∩N 等于( )A .{x |x >-1}B .{x |x <1}C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-12<x <1 D .∅答案 C2.已知函数f (x )=lg 1-x 1+x,若f (a )=12,则f (-a )等于( )A.12 B .-12 C .-2 D .2 答案 B解析 f (-a )=lg 1+a1-a =-lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+a 1-a -1=-lg 1-a 1+a=-f (a )=-12.3.已知a =log 23,b =log 32,c =log 42,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .c <b <aB .a <b <cC .b <c <aD .c <a <b 答案 A解析 因为a =log 23>1,b =log 3 2<1,所以a >b ;又因为2>3,则log 32>log 33=12,而log 42=log 22=12,所以b >12,c =12,即b >c .从而a >b >c .4.函数f (x )=lg|x |为( )A .奇函数,在区间(0,+∞)上是减函数B .奇函数,在区间(0,+∞)上是增函数C .偶函数,在区间(-∞,0)上是增函数D .偶函数,在区间(-∞,0)上是减函数 答案 D解析 已知函数定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于坐标原点对称,且f (-x )=lg|-x |=lg|x |=f (x ),所以它是偶函数.又当x >0时,|x |=x ,即函数y =lg|x |在区间(0,+∞)上是增函数.又f (x )为偶函数,所以f (x )=lg|x |在区间(-∞,0)上是减函数.5.函数y =a x 与y =-log a x (a >0,且a ≠1)在同一坐标系中的图象只可能为( )答案 A解析 方法一 若0<a <1,则曲线y =a x 下降且过(0,1),而曲线y =-log a x 上升且过(1,0);若a >1,则曲线y =a x 上升且过(0,1),而曲线y =-log a x 下降且过(1,0).只有选项A 满足条件.方法二 注意到y =-log a x 的图象关于x 轴对称的图象的表达式为y =log a x ,又y =log a x 与y =a x 互为反函数(图象关于直线y =x 对称),则可直接选定选项A.6.设函数f (x )=log 2a (x +1),若对于区间(-1,0)的每一个x 值都有f (x )>0,则实数a 的取值围为( )A .(0,+∞) B.⎝⎛⎭⎫12,+∞ C.⎝⎛⎭⎫12,1 D.⎝⎛⎭⎫0,12 答案 D 解析 已知-1<x <0,则0<x +1<1,又当-1<x <0时,都有f (x )>0,即0<x +1<1时都有f (x )>0,所以0<2a <1,即0<a <12.7.若指数函数f (x )=a x (x ∈R )的部分对应值如下表:则不等式log a (x -1)<0答案 {x |1<x <2}解析 由题可知a =1.2,∴log 1.2(x -1)<0, ∴log 1.2(x -1)<log 1.21,解得x <2, 又∵x -1>0,即x >1,∴1<x <2. 故原不等式的解集为{x |1<x <2}.8.函数y =log a x (1≤x ≤2)的值域为[-1,0],那么a 的值为________.答案 12解析 若a >1,则函数y =log a x 在区间[1,2]上为增函数,其值域不可能为[-1,0]; 故0<a <1,此时当x =2时,y 取最小值-1,即log a 2=-1,得a -1=2,所以a =12.9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(3a -1)x +4a ,x <1log a x ,x ≥1是实数集R 上的减函数,那么实数a 的取值围为__________.答案 ⎣⎡⎭⎫17,13解析 函数f (x )为实数集R 上的减函数,一方面,0<a <1且3a -1<0,所以0<a <13,另一方面,由于f (x )在R 上为减函数, 因此应有(3a -1)×1+4a ≥log a 1,即a ≥17.因此满足题意的实数a 的取值围为17≤a <13.10.已知f (x )=1+log 2x (1≤x ≤4),求函数g (x )=f 2(x )+f (x 2)的最大值和最小值. 解 ∵f (x )的定义域为[1,4], ∴g (x )的定义域为[1,2].∵g (x )=f 2(x )+f (x 2)=(1+log 2x )2+(1+log 2x 2) =(log 2x +2)2-2, 又1≤x ≤2,∴0≤log 2x ≤1. ∴当x =1时,g (x )min =2;当x =2时,g (x )max =7.学习目标1.掌握对数函数的概念、图象和性质.2.能够根据指数函数的图象和性质得出对数函数的图象和性质,把握指数函数与对数函数关系的实质.自学导引1.对数函数的定义:一般地,我们把函数y=log a x(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,+∞).对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)和指数函数y =a x _(a >0且a ≠1)互为反函数.一、对数函数的图象例1 下图是对数函数y =log a x 的图象,已知a 值取3,43,35,110,则图象C 1,C 2,C 3,C 4相应的a 值依次是( )A.101,53,34,3B .53,101,34,3C .101,53,3,34 D .53,101,3,34 答案 A解析 方法一 因为对数的底数越大,函数的图象越远离y 轴的正方向,所以C1,C2,C3,C4的a 值依次由大到小,即C1,C2,C3,C4的a 值依次为101,53,34,3. 方法二 过(0,1)作平行于x 轴的直线,与C1,C2,C3,C4的交点的横坐标为(a1,1),(a2,1),(a3,1),(a4,1),其中a1,a2,a3,a4分别为各对数的底,显然a1>a2>a3>a4,所以C1,C2,C3,C4的底值依次由大到小.点评 函数y=logax (a>0,且a ≠1)的底数a 的变化对图象位置的影响如下:①上下比较:在直线x=1的右侧,底数大于1时,底数越大,图象越靠近x 轴;底数大于0且小于1时,底数越小,图象越靠近x 轴.②左右比较:(比较图象与y=1的交点)交点的横坐标越大,对应的对数函数的底数越大. 变式迁移1 借助图象比较m ,n 的大小关系:(1)若logm5>logn5,则m n ;(2)若logm0.5>logn0.5,则m n.答案 (1)< (2)>二、求函数的定义域例2 求下列函数的定义域:(1)y =3log 2x ;(2)y =log 0.5(4x -3);(3)y =log (x +1)(2-x ).分析 定义域即使函数解析式有意义的x 的围.解 (1)∵该函数是奇次根式,要使函数有意义,只要对数的真数是正数即可, ∴定义域是{x |x >0}.(2)要使函数y =log 0.5(4x -3)有意义,必须log 0.5(4x -3)≥0=log 0.51,∴0<4x -3≤1.解得34<x ≤1. ∴定义域是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |34<x ≤1. (3)由⎩⎪⎨⎪⎧ x +1>0x +1≠12-x >0,得⎩⎨⎧ x >-1x ≠0,x <2即0<x <2或-1<x <0,所求定义域为(-1,0)∪(0,2).点评 求与对数函数有关的函数定义域时,除遵循前面已学习过的求函数定义域的方法外,还要对这种函数自身有如下要求:一是要特别注意真数大于零;二是要注意对数的底数;三是按底数的取值应用单调性,有针对性的解不等式.变式迁移2 求y =log a (4x -3)(a >0,a ≠1)的定义域.解 log a (4x -3)≥0.(*)当a >1时,(*)可化为log a (4x -3)≥log a 1,∴4x -3≥1,x ≥1.当0<a <1时,(*)可化为log a (4x -3)≥log a 1,∴0<4x -3≤1,34<x ≤1. 综上所述,当a >1时,函数定义域为[1,+∞),当0<a <1时,函数定义域为⎝⎛⎦⎤34,1.三、对数函数单调性的应用例3 比较大小:(1)log 0.81.5与log 0.82;(2)log 35与log 64.分析 从比较底数、真数是否相同入手.解 (1)考查对数函数y =log 0.8x 在(0,+∞)是减函数,∵1.5<2,∴log 0.81.5>log 0.82.(2)log 35和log 64的底数和真数都不相同,找出中间量“搭桥”,再利用对数函数的单调性,即可求解.∵log 35>log 33=1=log 66>log 64,∴log 35>log 64.点评 比较两个对数值的大小,常用方法有:①底数相同真数不同时,用函数的单调性来比较;②底数不同而真数相同时,常借助图象比较,也可用换底公式转化为同底数的对数后比较;③底数与真数都不同,需寻求中间值比较.变式迁移3 比较下列各组中两个值的大小:(1)log 0.52.7,log 0.52.8; (2)log 34,log 65;(3)log a π,log a e (a >0且a ≠1).解 (1)∵0<0.5<1,∴对数函数y =log 0.5x 在(0,+∞)上是减函数.又∵2.7<2.8,∴log 0.52.7>log 0.52.8.(2)∵y =log 3x 在(0,+∞)上是增函数,∴log 34>log 33=1.∵y =log 6x 在(0,+∞)上是增函数,∴log 65<log 66=1.∴log 34>log 65.(3)当a >1时,y =log a x 在(0,+∞)上是增函数.∵π>e ,∴log a π>log a e.当0<a <1时,y =log a x 在(0,+∞)上是减函数.∵π>e ,∴log a π<log a e.综上可知,当a >1时,log a π>log a e ;当0<a <1时,log a π<log a e.例4 若-1<log a 34<1,求a 的取值围. 分析 此不等式为对数不等式且底数为参数.解答本题可根据对数函数的单调性转化为一般不等式求解,同时应注意分类讨论.解 -1<log a 34<1⇔log a 1a <log a 34<log a a . 当a >1时,1a <34<a ,∴a >43. 当0<a <1时,1a >34>a ,∴0<a <34. ∴a 的取值围是⎝⎛⎭⎫0,34∪⎝⎛⎭⎫43,+∞. 点评 (1)解对数不等式问题通常转化为不等式组求解,其依据是对数函数的单调性.(2)解决与对数函数相关的问题时要遵循“定义域优先”原则.(3)若含有字母,应考虑分类讨论.变式迁移4 已知log a (2a +1)<log a 3a <0,求a 的取值围.解 log a (2a +1)<log a 3a <0(*)当a >1时,(*)可化为⎩⎨⎧ 0<2a +1<10<3a <12a +1<3a, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ -12<a <00<a <13a >1,∴此时a 无解.当0<a <1时,(*)可化为⎩⎨⎧ 2a +1>13a >12a +1>3a ,解得⎩⎨⎧ a >0a >13a <1,∴13<a <1. 综上所述,a 的取值围为⎝⎛⎭⎫13,1.1.求对数函数定义域要注意底数中是否含有自变量,此时底数大于0且不等于1.2.应用对数函数的图象和性质时要注意a >1还是0<a <1。
对数函数的概念与性质
对数函数的概念与性质对数函数是数学中一种重要的函数类型,它在各个领域的应用中起到了至关重要的作用。
本文将对对数函数的概念及其性质进行探讨,并分析其在数学和实际问题中的应用。
一、对数函数的概念对数函数是指满足特定条件的指数方程的反函数。
具体来说,对于给定的底数a(a > 0, a ≠ 1),任意正实数x,对数函数y=logₐx的定义为y是满足a的y次方等于x的实数,即aᵧ=x。
对数函数的基本特征是“对数”的性质,即对数函数将乘法运算转化为加法运算。
对于任意的正实数x和y,对数函数具有以下性质:1. 对数函数的定义域为正实数集,值域为实数集;2. 对数函数的图象总是经过第一象限和y轴正半轴;3. 对数函数在底数大于1时单调递增,在0 < a < 1时单调递减;4. 对数函数的零点为底数a等于1时的情况,即x=1。
二、对数函数的性质除了上述基本性质外,对数函数还具有以下重要的性质:1. 对数的运算律:- 对于任意正实数x和y,有logₐ(xy) = logₐx + logₐy;- 对于任意正实数x和y,有logₐ(x/y) = logₐx - logₐy;- 对于任意正实数x和任意正有理数r,有logₐxⁿ = n * logₐx;- 特别地,当底数为10时,称为常用对数,表示为logx。
2. 对数函数与指数函数的反函数关系:- 对数函数y=logₐx与指数函数y=aˣ互为反函数;- 对数函数的图象为指数函数的反函数图象关于y=x的对称图象。
三、对数函数的应用对数函数的应用广泛,涵盖了多个领域。
下面简要介绍几个典型的应用:1. 密度和半衰期计算:在物理学和化学中,对数函数经常用于计算物质的密度和半衰期。
对数函数可以将复杂的指数变化转换为更直观的线性变化。
2. 统计学中的财富分布和人口分布:对数函数可以很好地描述财富分布和人口分布等呈现出长尾分布的现象。
通过对数函数的运用,可以更清晰地观察和分析财富和人口的分布规律。
对数函数及其性质ppt
常用对数函数记作f(x) = lgₐx,以10 为底;自然对数函数记作f(x) = lnₐx, 以e为底。源自对数函数的性质定义域
对数函数的定义域为(0, +∞),这是因为对数函数的底数必须大于0且不等于1。
值域
对数函数的值域为R,即所有实数。
单调性
当a > 1时,对数函数是增函数;当0 < a < 1时,对数函数是减函数。
对数函数的除法性质
总结词
对数函数的除法性质是指当两个对数相除时,其结果等于将被除数的底数取倒数后再取对数。
详细描述
对数函数的除法性质可以表示为log_b(m) / log_b(n) = log_b(1/n) / log_b(1/m) = log_b(m/n),其中 m和n是正实数,且n不等于1。这个性质在对数运算中也非常重要,因为它简化了多个对数项的除法运算。
对数函数,我们可以更好地理解放射性物质在环境中的行为和影响。
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对数函数及其性质
• 对数函数的定义与性质 • 对数函数的运算性质 • 对数函数的应用 • 对数函数与其他函数的比较 • 对数函数在实际问题中的应用案例
01
对数函数的定义与性质
定义与符号
定义
对数函数是指数函数的反函数,记作 f(x) = logₐx (a > 0, a ≠ 1),其定义 域为(0, +∞)。
对数运算法则
对数函数具有对数运算法则,包括换底公式、对数乘法公式、对数除法公式等。
对数函数的图象
01
图像形状
对数函数的图像通常为单调递增或递减的曲线,随着x的增大而无限接
近y轴。
02
图像特点
对数函数的图像具有垂直渐近线,即x=1和x=0。此外,当a>1时,图
2.2.2 对数函数及其性质
2.2.2对数函数及其性质1.对数函数的概念形如y=log a x (a>0且a≠1)的函数叫做对数函数.对于对数函数定义的理解,要注意:(1)对数函数是由指数函数变化而来的,由指数式与对数式关系知,对数函数的自变量x 恰好是指数函数的函数值y,所以对数函数的定义域是(0,+∞);(2)对数函数的解析式y=log a x中,log a x前面的系数为1,自变量在真数的位置,底数a 必须满足a>0,且a≠1;(3)以10为底的对数函数为y=lg x,以e为底的对数函数为y=ln x.m (1)当(m -1)(n -1)>0,即m 、n 范围相同(相对于“1”而言),则log m n >0;(2)当(m -1)(n -1)<0,即m 、n 范围相反(相对于“1”而言),则log m n <0.有了这个规律,我们再判断对数值的正负就很简单了,如log 213<0,log 52>0等,一眼就看出来了!题型一 求函数定义域求下列函数的定义域:(1)y =log 3x -12x +3x -1;(2)y =11-log a (x +a )(a >0,a ≠1).分析 定义域即使函数解析式有意义的x 的范围. 解题型二 对数单调性的应用(1)log 43,log 34,log 4334的大小顺序为( )A .log 34<log 43<log 4334B .log 34>log 43>log 4334C .log 34>log 4334>log 43D .log 4334>log 34>log 43(2)若a 2>b >a >1,试比较log a a b ,log b ba,log b a ,log a b 的大小.点评 比较对数的大小,一般遵循以下几条原则:①如果两对数的底数相同,则由对数函数的单调性(底数a >1为增;0<a <1为减)比较. ②如果两对数的底数和真数均不相同,通常引入中间变量进行比较.③如果两对数的底数不同而真数相同,如y =log a 1x 与y =log a 2x 的比较(a 1>0,a 1≠1,a 2>0,a 2≠1).当a 1>a 2>1时,曲线y 1比y 2的图象(在第一象限内)上升得慢.即当x >1时,y 1<y 2;当0<x <1时,y 1>y 2.而在第一象限内,图象越靠近x 轴对数函数的底数越大.当0<a 2<a 1<1时,曲线y 1比y 2的图象(在第四象限内)下降得快.即当x >1时,y 1<y 2;当0<x <1时,y 1>y 2即在第四象限内,图象越靠近x 轴的对数函数的底数越小.已知log a 12<1,那么a 的取值范围是________.分析 利用函数单调性或利用数形结合求解. 解点评 解含有对数符号的不等式时,必须注意对数的底数是大于1还是小于1,然后再利用相应的对数函数的单调性进行解答.理解会用以下几个结论很有必要:(1)当a >1时,log a x >0⇔x >1,log a x <0⇔0<x <1; (2)当0<a <1时,log a x >0⇔0<x <1,log a x <0⇔x >1.题型三 函数图象的应用若不等式2x -log a x <0,当x ∈⎝⎛⎭⎫0,12时恒成立,求实数a 的取值范围. 解点评 原问题等价于当x ∈⎪⎭⎫ ⎝⎛21,0时,y1=2x 的图象在y2=logax 的图象的下方,由于a 的大小不确定,当a>1时,显然y2<y1,因此a 必为小于1的正数,当y2的图象通过点⎪⎭⎫⎝⎛2,21时,y2满足条件,此时a 0=2221⎪⎭⎫⎝⎛.那么a 是大于a 0还是小于a 0才满足呢?可以画图象观察,请试着画一画.这样可以对数形结合的方法有更好地掌握.设函数f (x )=lg(ax 2+2x +1),若f (x )的值域是R ,求实数a 的取值范围.本节内容在高考中考查的形式、地位与指数函数相似,着重考查对数的概念与对数函数的单调性,考查指数、对数函数的图象、性质及其应用.1.(广东高考)已知函数f (x )=11-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<x <1}D .∅2.(湖南高考)下列不等式成立的是( ) A .log 32<log 23<log 25 B .log 32<log 25<log 23 C .log 23<log 32<log 25 D .log 23<log 25<log 323.(全国高考)若x ∈(e -1,1),a =ln x ,b =2ln x ,c =ln 3x ,则( ) A .a <b <c B .c <a <b C .b <a <c D .b <c <a1.已知函数f (x )=1+2x 的定义域为集合M ,g (x )=ln(1-x )的定义域为集合N ,则M ∩N 等于( )A .{x |x >-1}B .{x |x <1}C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-12<x <1 D .∅2.已知函数f (x )=lg 1-x 1+x,若f (a )=12,则f (-a )等于( )A.12 B .-12 C .-2 D .23.已知a =log 23,b =log 32,c =log 42,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .c <b <a B .a <b <c C .b <c <a D .c <a <b4.函数f (x )=lg|x |为( )A .奇函数,在区间(0,+∞)上是减函数B .奇函数,在区间(0,+∞)上是增函数C .偶函数,在区间(-∞,0)上是增函数D .偶函数,在区间(-∞,0)上是减函数5.函数y =a x 与y =-log a x (a >0,且a ≠1)在同一坐标系中的图象只可能为( )6.设函数f (x )=log 2a (x +1),若对于区间(-1,0)内的每一个x 值都有f (x )>0,则实数a 的取值范围为( )A .(0,+∞) B.⎝⎛⎭⎫12,+∞C.⎝⎛⎭⎫12,1D.⎝⎛⎭⎫0,12 7.若指数函数f (x )=a x (x ∈R )的部分对应值如下表:则不等式log a (x -1)<08.函数y =log a x (1≤x ≤2)的值域为[-1,0],那么a 的值为________.9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(3a -1)x +4a ,x <1log ax ,x ≥1是实数集R 上的减函数,那么实数a 的取值范围为__________.10.已知f (x )=1+log 2x (1≤x ≤4),求函数g (x )=f 2(x )+f (x 2)的最大值和最小值.。
对数函数的基本性质
对数函数的基本性质对数函数是数学中的一种重要函数,具有许多基本性质。
本文将详细介绍对数函数的定义、性质以及在实际应用中的作用。
一、定义对数函数的定义可以从指数函数进行推导得出。
设a为正实数且a≠1,对数函数y=logₐx表示满足a^y=x的y值。
其中,a称为底数,x称为真数,y称为对数。
二、基本性质1. 对数函数的定义域为正实数集合(0, +∞),值域为实数集合 (-∞,+∞)。
2. 当x=a⁰时,对数函数的值为0,即logₐa⁰=0。
3. 当x=1时,对数函数的值为0,即logₐ1=0。
4. 当x=a¹时,对数函数的值为1,即logₐa¹=1。
5. 对数函数是一个递增函数,即当x₁ > x₂时,有logₐx₁ > logₐx₂。
6. 对数函数与指数函数互为反函数,即logₐaⁿ = n。
三、对数函数的表示形式对数函数可以用不同的底数来表示,常用的底数有自然对数e和常用对数10。
1. 自然对数自然对数是以自然常数e(约等于2.71828)为底的对数函数,用符号ln表示,即lnx=logₑx。
自然对数的特点是在微积分和指数函数中具有重要应用。
2. 常用对数常用对数是以10为底的对数函数,用符号lg表示,即lgx=log₁₀x。
常用对数在计算和工程领域中更常用,因为我们身处的十进制数系统就是以10为底。
四、对数函数的应用对数函数在实际应用中有广泛的应用,下面分别从数学和科学领域介绍其作用。
1. 数学应用对数函数在解决指数方程、指数函数的性质、对数方程等数学问题中具有重要作用。
它可以将复杂的指数运算转化为简单的加法和乘法运算,并且可以帮助掌握数值大小的比较。
2. 科学应用a. 质谱仪:对数函数可用于质谱仪中质量光谱的分析与计算。
b. 化学反应:对数函数可用于化学动力学中反应速率的计算与分析。
c. 经济学:对数函数可用于经济学中利润、收入等变量的模型建立与预测。
五、总结对数函数是一个重要的数学函数,具有定义明确、基本性质清晰的特点。
对数函数及其性质
4.2.2 对数函数及其性质知识点一、对数函数的定义一般地,形如x y a log =)10(≠>a a 且的函数叫做对数函数,其中x 是自变量.知识点二、对数函数的图象与性质知识点三、反函数一般的,函数)(x f y =)(A x ∈中,设它的值域为C .我们根据这个函数中x ,y 的关系,用y 把x 表示出来,得到)(y x ϕ=.如果对于y 在C 中的任何一个值,通过)(y x ϕ=,x 在A 中都有唯一的值和它对应,那么)(y x ϕ=就表示y 是自变量,x 是自变量y 的函数.这样的函数)(y x ϕ=)(C y ∈叫作函数))((A x x f y ∈=的反函数,记作)(1x f y -=. (1)一些常见的结论:①原函数的定义域是反函数的值域,原函数的值域是反函数的定义域; ②)(x f y =与)(1x f y -=互为反函数,设)(x f y =的定义域是A ,值域是C ,则)()]([1C x x x f f ∈=-.③若点a (,)b 在函数数)(x f y =上,则点b (,)a 在它的反函数)(1x f y -=的图像上;④函数)(x f y =与它的反函数)(1x f y -=的图像具有相同的单调性; ⑤只有具有严格单调性的函数才具有反函数. (2)互为反函数的两个函数的图像具有一下性质:①对称性:函数)(x f y =与它的反函数)(1x f y -=的图像在同一坐标系中关于直线x y =对称; ②自反性:若互为反函数的两个函数是同一个函数,则该函数的图像自身关于直线x y =对称.一、函数的概念与定义域 例1、求下列函数的定义域:(1))432(log )3(xx y -=+ (2)121log 8.0--=x x y(3)(4))2(log 1|2|)(22x x x x f ---= (5))(lg log 2x y = (6))25(log 25.0x y -=例2、已知)(x f y =的定义域0[,]1,求函数)]3([log 21x f y -=的定义域.)78lg(2-+-=x x y【举一反三】设=)(x f lg x x -+22,则)2()2(xf x f +的定义域为 .例3、已知0(11log )(>-+=a xxx f a,且)1≠a . (1)求)(x f 的定义域;(2)判断)(x f 的奇偶性,并证明; (3)求使0)(>x f 的x 的取值范围.二、对数函数的值域与最值例4、函数)13(log )(2+=x x f 的值域是( ) A .),0(+∞ B .),0[+∞ C .)1[∞+ D .),1(+∞【举一反三】1、若函数()log (1)x a f x a x =++在[0,1]上的最大值和最小值之和为a ,则a 的值为( ) A .41B .21 C .2 D .42、当1>a 时,函数x x f a log )(=在区间]2,[a a 上的最大值和最小值之差是21,则a 的值为( ) A .2 B .2 C .22 D .43、求下列函数的值域 (1)22log (3)y x =- (2))2(log 231+-=x x y例5、已知x 满足不等式21log 321-≤≤-x ,求函数)2(log )4(log 22xx y ⋅=的最大值与最小值.【举一反三】已知x 满足20.50.52(log )7log 30x x ++≤ ,求函数22()(log )(log )24x xf x =的最值.例6、已知函数)32(log )(25.0+-=ax x x f ,解答下述问题 (1)若函数的定义域为R ,求实数a 的取值范围; (2)若函数的值域为R ,求实数a 的取值范围; (3)若函数在),1[+∞-内有意义,求实数a 的取值范围; (4)若函数的定义域为),3()1,(+∞-∞ ,求实数a 的值; (5)若函数的值域为]1,(--∞,求实数a 的值;(6)若函数在]1,(-∞内为增函数,求实数a 的取值范围.三、 对数值大小的比较例7、比较下列各组数中两个数的大小 (1)4.3log 2与5.8log 2(2)0.5log 1.8,0.5log 2.1;(3)7log 6与6log 7(4)0.91.1, 1.1log 0.9,0.7log 0.8【举一反三】1、已知c a b 5.05.05.0log log log <<,则( ) A .222b a c >> B .222a b c >> C .222c b a >>D .222c a b >>2、若03log 3log >>b a ,则a ,b ,1 的大小关系为( ) A .b a <<1 B .a b <<1 C .10<<<b a D .10<<<a b3、已知10<<a ,设3log 2log a a x +=,5log 21a y =,3log 21log a a z -=,则( ) A .z y x >> B .x y z >> C .z x y >> D .y x z >>4、若1>>b a ,10<<c ,则( ) A .c c b a < B .c c ba ab <C .c b c a a b log log <D .c c b a log log <四、对数型复合函数的单调性与单调区间例8、已知(1)求的单调区间;(2)求的最大值,并求取得最大值时的的值.)32(log 24x x y -+=)(x f y x【举一反三】1、已知函数()log ()a f x a x =-在[2,3]上单调递减,则a 的取值范围是 .2、已知)2(log ax y a -=在[0,1]上是x 的减函数,则a 的取值范围是. .3、已知函数)(log 25.0a ax x y --=在区间-∞(,)31-上是增函数,则a 的取值范围是. .五、对数函数的图像及应用 例9、作出下列函数的图像 (1)()2()log 1f x x =+(2)()2()|log 1|f x x =+(3)lg |1|y x =-(4)()lg 1y x =-例10、函数x x f 2log 1)(+=与x x g -=12)(在同一直角坐标系下的图象大致是( )【举一反三】若0(>-=-a a ka y x x 且)1≠a 在R 上是奇函数又是增函数,则)(log k x y a +=图象是( )例11、已知函数|lg |)(x x f =,若b a <<0,且)()(b f a f =则b a 2+的取值范围是( ) A.)+∞ B.)+∞C .(3,)+∞D .[3,)+∞【举一反三】已知函数|lg |,010()16,102x x f x x x <<⎧⎪=⎨-+≥⎪⎩,若a ,b ,c 均不相等,且)()()(c f b f a f ==,则abc 的取值范围是( ) A .1(,)10 B .5(,)6 C .10(,)12 D .20(,)24六 、反函数例12、若点1(,)2既在函数b ax x f +=)(的图像上,又在它的反函数图像上,求)(x f 的解析式.【举一反三】1、已知1x 是方程3lg =+x x 的根,2x 是方程310=+x x 的根,求21x x +的值.2、设)(1x f -是函数)1)((21)(>-=-a a a x f x x 的反函数,且使1)(1>-x f 成立的取值范围.【课后巩固】 一、选择题1.若01a <<,则函数log (5)a y x =+的图象不经过( ) A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限2.若143log <a ,则a 的取值范围是( ) A .)43,0(B .),43(+∞C .)1,43(D .)43,0(),1(+∞3.已知函数|lg |)(x x f =,b a <<0,且)()(b f a f >,则( ) A .1>ab B .1<abC .1=abD .1)1)(1(>--b a4.设)11lg()(a xx f +-=是奇函数,则使0)(<x f 的x 的取值范围是( ) A .1(-,)0B .0(,)1C .-∞(,)0D .R5.若函数)(x f y =是函数x a y =0(>a 且)1≠a 的反函数,且1)2(=f ,则=)(x f ( ) A .x 2logB .x 21C .x 21logD .22-x6.若函数log ()a y x b =+0(>a 且)1≠a 的图象过两点)0,1(-和)1,0(,则( ) A .2==b a B .2=a ,2=bC .2=a ,1=bD .2==b a7.函数y=lg (112-+x)的图像关于( ) A .x 轴对称B .y 轴对称C .原点对称D .直线x y =对称8.已知0>a ,且≠a 1,函数x a y =与)(log x y a -=的图象只能是图中的( )9.已知(31)4,1()log ,1a a x a x f x x x -+≤⎧=⎨>⎩是(,)-∞+∞上的减函数,那么a 的取值范围是( )A .(0,1)B .1(0,)3C .11[,)73D .1[,1)710.已知函数满足,且当时,,则与函数的图象的交点个数为( ) A .2 B .3 C .4 D .5二、填空题 11.使121log >a成立的a 的取值范围是 . 12.若函数()ln(f x x x =为偶函数,则a = . 13.函数)10(5)13(log 2≠>++-=a a x x y a 且过定点 . 14.函数()log (1)a f x x =+的定义域和值域都是[0,1],则a 的值为 . 15.已知12>>>a b a ,则b m a log =,a n b log =,abp blog =的大小关系是 . 16.若函数()f x 是奇函数,且0x >时,()()lg 1f x x =+,则当0x <时,()f x = . 三、解答题17.讨论函数lg(1)lg(1)y x x =++-的奇偶性与单调性18.已知,求的值.))((R x x f y ∈=)1()1(-=+x f x f []1,1-∈x 2)(x x f =)(x f y =x y 5log =22log (4)log (1)log 5log (21)(01)a a a a x y xy a a +++=+->≠,且8log yx19.设0(>a 且)1≠a ,若函数)32(lg 2)(+-=x x a x f 有最大值,试解不等式0)75(log 2>+-x x a .20.设f (x )=lg(ax 2-2x +a ),(1)如果f (x )的定义域是(-∞, +∞),求a 的取值范围; (2)如果f (x )的值域是(-∞, +∞),求a 的取值范围.21.已知x 满足不等式06log 7)(log 222≤++x x ,求函数=)(x f )2(log )4(log 42x x •的值域.22.已知函数()f x 满足()()2223log 0,16ax f x a a x-=>≠- (1)求()f x 的解析式 (2)判断()f x 的奇偶性; (3)讨论()f x 的单调性; (4)解不等式()()log 2a f x x ≥.。
高一数学《对数函数及其性质》
x∈(0, 1)时,y>0 x∈(1, +∞)时,y<0.
在(0,+∞)上是增函数
2. 对数函数的性质:
图y 象O
a>1
x
0<a<1
y
O
x
定义域:(0, +∞); 值域:R
性 过点(1, 0),即当x=1时,y=0.
质
x∈(0, 1)时,y<0; x∈(1, +∞)时,y>0.
x∈(0, 1)时,y>0 x∈(1, +∞)时,y<0.
(1) log 6 7, log 7 6
(2) log 3 , log 2 0.8
(3) 60.7 , 0.76 , log0.7 6
小结:当不能直接比较大小时,经常 在两个对数中间插入中间变量1或0等, 间接比较两个对数的大小.
练习 比较大小
(1)lo0.3g0.7, lo0.4g0.3
(2)
对数函数 及其性质
复习引入
1. 对数函数的定义: 函数y=logax (a>0且a≠1)叫做
对数函数,定义域为(0,+∞), 值域为(-∞,+∞).
2. 对数函数的性质:
a>1
图 象
0<a<1
性 质
2. 对数函数的性质:
图y 象O
a>1
x
0<a<1
性 质
2. 对数函数的性质:
a>1
图y
象O
x
y
y
( ③)
1 ① O1 x
y
1
③O1
x
1 ②O 1 x
y 1
④O 1 x
讲授新课
例1 比较下列各组数中两个值的大小:
(1) log 6 7, log 7 6
对数函数的特征
对数函数的特征
对数函数是一类函数,有着独特的特征和性质,它描述的是数量级的变化。
它有着与线性函数不同的性质,比如在幂次方程、竞争模型中有重要应用,物理、社会等多个领域都有着普遍的运用。
对数函数的性质主要有以下几点:
一、对称性:对数函数的函数图象是对称的,它的定义域和值域也是对称的,其坐标系的原点是(0,0)。
二、增函数:对数函数在加上同等的正实数的单调的性质属于增函数,即只要x大于0,y就会增加。
三、凹函数:对数函数的函数图象是凹函数,即它的图象具有开口向下的性质,以1为枢纽,图形在它右边时上弯,在左边是下弯。
四、对称性:对数函数的函数图象是对称的,y=sinx,其函数图象绕y轴周期性循环,周期为π,因此它也具有周期性,当x满足条件时,y在每一周期内都能达到相同的值。
五、逆函数:对数函数具有逆函数的性质,它的逆函数表示为:y=log(x)。
六、连续性:对数函数在定义域上是连续的,但具有不变点,也就是当x=1时,y也是一个常数,由此可以看出在某些情况下,它仍然满足连续性。
以上六点就是对数函数的特性,在不同用途中,都能有效地使用。
它体现了实数值的变化规律,可以给我们更好的研究自然现象。
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课题:对数函数及其性质 第 课时 总序第 个教案课型:新授课 编写时间: 年 月 日 执行时间: 年 月 日教学目标: 1.知识与技能理解对数函数的概念,熟悉对数函数的图象与性质规律;掌握对数函数的性质. 2.过程与方法通过观察对数函数的图象,发现并归纳对数函数的性质;进一步体会应用函数图象讨论函数性质的方法. 3.情感态度与价值观通过对数函数图象和性质的学习,渗透数形结合,分类讨论等思想,培养学生的观察,分析,归纳等逻辑思维能力;激发学生学习数学的积极性.批注教学重点:理解对数函数的定义,掌握对数函数的图象和性质. 教学难点:底数a 对对数函数图象和性质的影响. 教学用具:黑板教学方法:根据本节课的特点,采用问题探究、引导发现和归纳概括相结合的教学方法。
教学过程(一)创设情境,引入新课在2.2.1的例6中,考古学家利用157302logt P =估算出土文物或古遗址的年代。
根据问题的实际意义,我们知道对于每一个炭14含量P ,通过关系式157302logt P =,都有唯一确定的年代与之对应。
t 和P 的取值范围我们可以用两个数集来表示,根据函数的定义,我们知道t 是P 的函数。
我们注意到这个函数比较特殊,它的解析式是一个对数的形式,事实上,这是一个很重要的函数模型――对数函数。
对数函数在考古学、生物学以及金融学中有着广泛的应用,因此,我们有必要对这一类特殊的函数进行研究。
今天我们就来学习对数函数及其性质。
(板书课题)(二) 讲授新课: 1.对数函数的定义一般地,我们把函数log a y x =(0a >,且1)a ≠叫做对数函数,其中x 是自变量,函数定义域是(0,)+∞.(板书定义)提问:(1)在函数的定义中,为什么要规定a >0且a ≠1?(2)为什么对数函数log a y x =(a >0且a ≠1)的定义域是(0,+∞)? 组织学生充分讨论、交流,使学生更加理解对数函数的含义,从而加深对对数函数的理解.答:①根据对数与指数式的关系,知log a y x =可化为ya x =,由指数的概念,要使ya x =有意义,必须规定a >0且a ≠1.(板书注意①规定a >0且a ≠1)②因为log a y x =可化为y x a =,不管y 取什么值,由指数函数的性质,ya >0,所以.(板书注意②(0,)x ∈+∞)师:其实,这里关于a >0且a ≠1的规定与对数的定义中对底数a >0且a ≠1的规定是一致的。
而函数定义域是(0,)+∞,即自变量x>0,这与对数的定义中对真数>0的规定也是一致的。
所以,大家可以联系对数来记忆对数函数的定义。
2.对数函数定义应用举例师:好,我们根据对数函数的定义, 只要满足a >0且a ≠1,则底数a 取不同的值,就可以得到不同的对数函数了,如2log y x =,12log y x =,2logy x =,lg y x =,ln y x =等等。
(板书对数函数的例子)师:好,下面我们来做一道例题。
例题1:求下列函数的定义域: (1)2logay x = (2)log (4)a y x =- (a >0且a ≠1)分析:首先,在学习函数的概念的时候,我们就学习了已知函数的解析式要求函数的定义域,只须求使得函数的解析式有意义的实数集。
我们注意到要这两个函数的解析式都具有对数的形式,要使解析式有意义,就要求对数的真数是大于0的,也就是说,第一个函数只需2x >0,解出不等式的解集就是函数的定义域了,第二小题也是用同样的方法来做就行了。
师:好,我们来写一写具体的解题过程。
解 : (板书例题1的解答过程) (1)由2x >0,得x≠0∴函数2log a y x =的定义域为{}|0x x ≠. (2)由4x ->0,得x <4∴函数log (4)a y x =-的定义域为{|x x <}4.师:好,现在我们已经解决了这道例题。
这里,不知同学们有没有发现例题中的这两个函数的解析式都具有对数的形式,请大家思考一下:这两个函数是对数函数吗?生:不是。
师:为什么不是呢?请说说你的理由。
生:因为它的形式与对数函数定义的形式不是完全一样的。
师:对,非常好。
在对数函数的定义中,对数函数的解析式是具有log a y x =(0a >,且1)a ≠形式的,是直接对自变量x 求以a 为底的对数得到函数值y ,而(1)和(2)是先对自变量x 作了某种运算,然后再求对数的。
如果严格地按照对数函数的定义,我们认为(1)和(2)不是对数函数。
但是,(1)和(2)这两个函数的解析式都具有对数的形式,我们以后就把形如log ()a y f x =(0a >,且1)a ≠的函数称为对数型函数,其中f(x)是关于自变量x 的代数式。
(板书注意③log ()a y f x =(0a >,且1)a ≠是对数型函数,其中f(x)是关于自变量x 的代数式)那么,(1)和(2)就是对数型函数。
刚刚我们已经求出了这两个对数型函数的定义域,显然它们的定义域是互不相同的。
这里大家应该注意了,对数函数log a y x =(0a >,且1)a ≠的定义域是(0,)+∞,而对数型函数的定义域就要具体问题具体分析了。
根据我们对例题1的分析,要求对数型函数log ()a y f x =(0a >,且1)a ≠的定义域,只须求使得()0f x >的解集。
(板书注意④求对数型函数log ()a y f x =(0a >,且1)a ≠的定义域,只须求使得()0f x >的解集。
)3.探究对数函数的性质师:好,我们已经掌握了对数函数的定义,接下来我们还要研究对数函数的具有哪些性质。
记得在学习指数函数的性质的学习中,我们是通过观察函数图像来发现和归纳指数函数的性质的,下面我们也尝试通过观察对数函数的图象来探究一下对数函数的性质.(1)画两个简单的对数函数图像首先,我们从简单的对数函数入手,先来研究一下对数函数2log y x =和12log y x =的图像,那我们应该如何画对数函数的图象呢?生:用描点法.师:好,对于2log y x =,我们选取六个点,大家看屏幕,x 的值分别是0.5,1,2,4,8,16,那么对应的 y 值分别是----大家一起来说。
生:-1,0,1,2,3,4.师:很好。
接下来我们就可以在直角坐标系中描出这些点,然后,用光滑的曲线把这些点连起来。
这样,我们就画出了函数2log y x =的图像了。
同理,我们也可以描点法画出函数12log y x =的图像。
这里我就不详细的做了,画出来的函数图像就是屏幕显示的这个了。
(2)归纳函数图像的共同特征和不同特征为了方便研究,我们把这两个函数的图像画在同一直角坐标系中,大家观察图像,注意这两个函数图像有哪些共同特征和不同特征。
师生共同讨论,得出 共同特征:①两个函数图像都过点(1,0) ②两个函数图像都在y 轴的右侧 不同特征:①函数2log y x =在(0,+∞)上是增函数 ②函数12log y x =在(0,+∞)上是减函数(3)进一步探索师:大家有没有发现,从直观上看,这两个函数图像关于x 轴对称的呢? 生:有。
师:很好,那我们可不可以用数学语言严格地证明呢?下面我们一起来尝试一下。
首先,我们注意到这两个函数的解析式中底数分别是2和12,它们互为倒数,利用换底公式,可以得到:21222log log log 1log 2xy x x ===-,也就是说,对于函数2log y x =图像上的任意一点(x,y ),在函数12log y x =图像上都有一点(x,-y )与它关于x 轴对称。
所以,2log y x =和12log y x =的图像关于x 轴对称。
(板书证明过程)根据这个结论,我们就可以由2log y x =的图像很快地得到12log y x =的图像了。
事实上,这个结论可以推广到一般的情形,即(板书结论1°)(底数互为倒数的对数函数)log a y x =和1log ay x =的图像关于x 轴对称,这里0a >,且1a ≠。
证明的过程和刚才的一样。
补充说明:这里a 和1a 互为倒数,由于0a >,且1a ≠,所以,10a >且11a≠,根据对数函数的定义,1log ay x =也是对数函数。
结论1°的作用:若已做出log a y x =的图像,就可以很快得到1log ay x =的图像了。
如果01a <<,那么的a 倒数11a>,同理如果1a >,那么的a 倒数101a <<.显然,根据结论1°,我们在研究对数函数log a y x =(0a >,且1)a ≠的图像时,只需研究01a <<或者1a >那一部份对数函数的图像就行了,因为另一部份的对数函数的图像可以根据结论1°得出。
(4)探究log a y x =(0a >,且1)a ≠的性质师:好,请同学们看屏幕,我们现在先来观察一下log a y x =(01)a <<的函数图像。
大家发现这些函数图像有哪些共同特征? 共同特征:①函数图像都过点(1,0) ②函数图像都在y 轴的右侧 ③在(0,+∞)上是减函数师:根据log a y x =和1log ay x =的图像关于x 轴对称这个结论,我们可以得出log (1)a y x a =>的图像的共同特征:①函数图像都过点(1,0) ②函数图像都在y 轴的右侧 ③在(0,+∞)上是增函数师:好,大家看看屏幕,观察一下当1a >时,log a y x =的图像,是不是都有以上的共同特征。
师:通过观察,我们可以肯定当1a >时,log a y x =图像都有以上的共同特征。
师:好,那大家能否解释一下,为什么这些函数图像都过点(1,0)?生:因为log 10a =。
师:对,这是我们在上一节中学习的结论,也就是说,当1x =,log 10a y ==,而且,这是对所有的0a >,且1a ≠都成立的。
那么,这些函数图像都在y 轴的右侧,是因为---- 生:对数函数的定义域是(0,)+∞.师:没错。
因为对数函数的定义域是(0,)+∞,所以函数图像都在y 轴的右侧,这也是对所有的0a >,且1a ≠都成立的。
师:从图像来看,我们容易得出这些函数在(0,+∞)上都是减函数。
事实上,我们可以根据减函数的定义严格地证明它,我们在课堂上就不了,有兴趣的同学可以在课下做一个详细证明。
师:提到函数的单调性,我们很自然的想到函数的奇偶性,那这些函数的性如何?生:非奇非偶。
师:为什么呢?生:定义域不关于原点对称。