高考学案:对数与对数函数
高考数学一轮复习 2.8 对数与对数函数教案
2.8 对数与对数函数●知识梳理 1.对数(1)对数的定义:如果a b=N (a >0,a ≠1),那么b 叫做以a 为底N 的对数,记作log a N =b .(2)指数式与对数式的关系:a b=N ⇔log a N =b (a >0,a ≠1,N >0). 两个式子表示的a 、b 、N 三个数之间的关系是一样的,并且可以互化. (3)对数运算性质:①log a (MN )=log a M +log a N .②log aN M=log a M -log a N . ③log a M n=n log a M .(M >0,N >0,a >0,a ≠1)④对数换底公式:log b N =bNa a log log (a >0,a ≠1,b >0,b ≠1,N >0).2.对数函数(1)对数函数的定义 函数y =log a x (a >0,a ≠1)叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是(0,+∞). (2)对数函数的图象底数互为倒数的两个对数函数的图象关于x 轴对称. (3)对数函数的性质: ①定义域:(0,+∞). ②值域:R . ③过点(1,0),即当x =1时,y =0.④当a >1时,在(0,+∞)上是增函数;当0<a <1时,在(0,+∞)上是减函数. ●点击双基1.(2005年春季北京,2)函数f (x )=|log 2x |的图象是 解析:f (x )=⎩⎨⎧<<-≥.10,log ,1,log 22x x x x答案:A2.(2004年春季北京)若f -1(x )为函数f (x )=lg (x +1)的反函数,则f -1(x )的值域为___________________.解析:f -1(x )的值域为f (x )=lg (x +1)的定义域.由f (x )=lg (x +1)的定义域为(-1,+∞),∴f -1(x )的值域为(-1,+∞). 答案:(-1,+∞)3.已知f (x )的定义域为[0,1],则函数y =f [log 21(3-x )]的定义域是__________.解析:由0≤log 21(3-x )≤1⇒log 211≤log 21(3-x )≤log 2121⇒21≤3-x ≤1⇒2≤x ≤25.答案:[2,25] 4.若log x 7y =z ,则x 、y 、z 之间满足 A.y 7=x zB.y =x 7zC.y =7x zD.y =z x解析:由log x 7y =z ⇒x z=7y ⇒x 7z=y ,即y =x 7z.答案:B5.已知1<m <n ,令a =(log n m )2,b =log n m 2,c =log n (log n m ),则 A.a <b <c B.a <c <b C.b <a <c D.c <a <b 解析:∵1<m <n ,∴0<log n m <1.∴log n (log n m )<0. 答案:D ●典例剖析【例1】 已知函数f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧<+≥,4),1(,4,)21(x x f x x则f (2+log 23)的值为A.31B.61C.121D.241剖析:∵3<2+log 23<4,3+log 23>4,∴f (2+log 23)=f (3+log 23)=(21)3+log 23=241.答案:D【例2】 求函数y =log 2|x |的定义域,并画出它的图象,指出它的单调区间. 解:∵|x |>0,∴函数的定义域是{x |x ∈R 且x ≠0}.显然y =log 2|x |是偶函数,它的图象关于y 轴对称.又知当x >0时,y =log 2|x |⇔y =log 2x .故可画出y =log 2|x |的图象如下图.由图象易见,其递减区间是(-∞,0),递增区间是(0,+∞).评述:研究函数的性质时,利用图象更直观.深化拓展已知y =log 21[a 2x+2(ab )x -b 2x +1](a 、b ∈R +),如何求使y 为负值的x 的取值范围?提示:要使y <0,必须a 2x +2(ab )x -b 2x +1>1,即a 2x +2(ab )x -b 2x>0. ∵b 2x>0,∴(b a )2x +2(b a )x-1>0. ∴(b a )x >2-1或(b a )x<-2-1(舍去).再分b a >1,b a =1,ba<1三种情况进行讨论.答案:a >b >0时,x >log ba (2-1);a =b >0时,x ∈R ;0<a <b 时,x <log ba (2-1).【例3】 已知f (x )=log 31[3-(x -1)2],求f (x )的值域及单调区间.解:∵真数3-(x -1)2≤3,∴log 31[3-(x -1)2]≥log 313=-1,即f (x )的值域是[-1,+∞).又3-(x -1)2>0,得1-3<x <1+3,∴x ∈(1-3,1]时,3-(x -1)2单调递增,从而f (x )单调递减;x ∈[1,1+3)时,f (x )单调递增.特别提示讨论复合函数的单调性要注意定义域.●闯关训练 夯实基础1.(2004年天津,5)若函数f (x )=log a x (0<a <1)在区间[a ,2a ]上的最大值是最小值的3倍,则a 等于A.42 B.22 C.41 D.21 解析:∵0<a <1,∴f (x )=log a x 是减函数.∴log a a =3·log a 2a .∴log a 2a =31.∴1+log a 2=31.∴log a 2=-32.∴a =42.答案:A2.函数y =log 2|ax -1|(a ≠0)的对称轴方程是x =-2,那么a 等于A. 21B.-21C.2D.-2解析:y =log 2|ax -1|=log 2|a (x -a 1)|,对称轴为x =a 1,由a 1=-2得a =-21.答案:B评述:此题还可用特殊值法解决,如利用f (0)=f (-4),可得0=log 2|-4a -1|.∴|4a +1|=1.∴4a +1=1或4a +1=-1.∵a ≠0,∴a =-21.3.(2004年湖南,理3)设f -1(x )是f (x )=log 2(x +1)的反函数,若[1+ f-1(a )][1+ f -1(b )]=8,则f (a +b )的值为A.1B.2C.3D.log 23解析:∵f -1(x )=2x -1,∴[1+ f -1(a )][1+ f -1(b )]=2a ·2b =2a +b .由已知2a +b=8,∴a +b =3.答案:C4.(2004年春季上海)方程lg x +lg (x +3)=1的解x =___________________.解析:由lg x +lg (x +3)=1,得x (x +3)=10,x 2+3x -10=0. ∴x =-5或x =2. ∵x >0,∴x =2. 答案:25.已知y =log a (3-ax )在[0,2]上是x 的减函数,求a 的取值范围.解:∵a >0且a ≠1,∴t =3-ax 为减函数.依题意a >1,又t =3-ax 在[0,2]上应有t >0,∴3-2a >0.∴a <23.故1<a <23. 6.设函数f (x )=lg (1-x ),g (x )=lg (1+x ),在f (x )和g (x )的公共定义域内比较|f (x )|与|g (x )|的大小.解:f (x )、g (x )的公共定义域为(-1,1). |f (x )|-|g (x )|=|lg (1-x )|-|lg (1+x )|.(1)当0<x <1时,|lg (1-x )|-|lg (1+x )|=-lg (1-x 2)>0; (2)当x =0时,|lg (1-x )|-|lg (1+x )|=0;(3)当-1<x <0时,|lg (1-x )|-|lg (1+x )|=lg (1-x 2)<0.综上所述,当0<x <1时,|f (x )|>|g (x )|;当x =0时,|f (x )|=|g (x )|;当-1<x <0时,|f (x )|<|g (x )|.培养能力7.函数f (x )=log 2|x |,g (x )=-x 2+2,则f (x )·g (x )的图象只可能是 解析:∵f (x )与g (x )都是偶函数,∴f (x )·g (x )也是偶函数,由此可排除A 、D.又由x →+∞时,f (x )·g (x )→-∞,可排除B. 答案:C8.若f (x )=x 2-x +b ,且f (log 2a )=b ,log 2[f (a )]=2(a ≠1). (1)求f (log 2x )的最小值及对应的x 值;(2)x 取何值时,f (log 2x )>f (1)且log 2[f (x )]<f (1)?解:(1)∵f (x )=x 2-x +b ,∴f (log 2a )=log 22a -log 2a +b .由已知有log 22a -log 2a +b =b ,∴(log 2a -1)log 2a =0. ∵a ≠1,∴log 2a =1.∴a =2.又log 2[f (a )]=2,∴f (a )=4. ∴a 2-a +b =4,b =4-a 2+a =2.故f (x )=x 2-x +2,从而f (log 2x )=log 22x -log 2x +2=(log 2x -21)2+47. ∴当log 2x =21即x =2时,f (log 2x )有最小值47. (2)由题意⎪⎩⎪⎨⎧<+->+-2)2(log 22log log 22222x x x x ⇒⎩⎨⎧<<-<<>⇒21102x x x 或0<x <1. 探究创新9.(2004年苏州市模拟题)已知函数f (x )=3x+k (k 为常数),A (-2k ,2)是函数y = f -1(x )图象上的点.(1)求实数k 的值及函数f -1(x )的解析式;(2)将y = f -1(x )的图象按向量a =(3,0)平移,得到函数y =g (x )的图象,若2 f -1(x +m -3)-g (x )≥1恒成立,试求实数m 的取值范围.解:(1)∵A (-2k ,2)是函数y = f -1(x )图象上的点,∴B (2,-2k )是函数y =f (x )上的点.∴-2k =32+k .∴k =-3.∴f (x )=3x -3.∴y = f -1(x )=log 3(x +3)(x >-3).(2)将y = f -1(x )的图象按向量a =(3,0)平移,得到函数y =g (x )=log 3x (x >0),要使2 f -1(x +m -3)-g (x )≥1恒成立,即使2log 3(x +m )-log 3x ≥1恒成立,所以有x +x m +2m ≥3在x >0时恒成立,只要(x +x m+2m )min ≥3. 又x +x m ≥2m (当且仅当x =x m ,即x =m 时等号成立),∴(x +xm+2m )min =4m ,即4m ≥3.∴m ≥169.●思悟小结1.对数的底数和真数应满足的条件是求解对数问题时必须予以特别重视的.2.比较几个数的大小是对数函数性质应用的常见题型.在具体比较时,可以首先将它们与零比较,分出正负;正数通常都再与1比较分出大于1还是小于1,然后在各类中间两两相比较.3.在给定条件下,求字母的取值范围是常见题型,要重视不等式知识及函数单调性在这类问题上的应用.●教师下载中心 教学点睛1.本小节的重点是对数函数图象和性质的运用.由于对数函数与指数函数互为反函数,所以它们有许多类似的性质,掌握对数函数的性质时,与掌握指数函数的性质一样,也要结合图象理解和记忆.2.由于在对数式中真数必须大于0,底数必须大于零且不等于1,因此有关对数的问题已成了高考的热点内容.希望在讲解有关的例题时,要强化这方面的意识.拓展题例【例1】 求函数y =2lg (x -2)-lg (x -3)的最小值.解:定义域为x >3,原函数为y =lg 3)2(2--x x .又∵3)2(2--x x =3442-+-x x x =31)3(2)3(2-+-+-x x x =(x -3)+31-x +2≥4,∴当x =4时,y min =lg4.【例2】 (2003年北京宣武第二次模拟考试)在f 1(x )=x 21,f 2(x )=x 2,f 3(x )=2x,f 4(x )=log 21x 四个函数中,x 1>x 2>1时,能使21[f (x 1)+f (x 2)]<f (221x x +)成立的函数是A.f 1(x )=x 21B.f 2(x )=x 2C.f 3(x )=2xD.f 4(x )=log 21x解析:由图形可直观得到:只有f 1(x )=x 21为“上凸”的函数. 答案:A。
高三数学第一轮复习 对数与对数函数教案 文
对数与对数函数一、知识梳理:(阅读教材必修1第62页—第76页)1、对数与对数的运算性质(1)、一般地,如果 (a>0,且) 那么数x叫做以a为底的对数,记做x= ,其中a叫做对数的底,叫做对数的真数。
(2)、以10为底的对数叫做常用对数,并把记为lgN, 以e为底的对数称为自然对数,并把记为lnN.(3)、根据对数的定义,可以得到对数与指数和关系:(4)、零和负数没有对数; =1; =0;=N(5)、对数的运算性质:如果,M>0,N>0 ,那么=+==n(n)换底公式:=对数恒等式:=N2、对数函数与对数函数的性质(1)、一般地,我们把函数f(x)=)叫做对函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+。
(2)、对数函数的图象及性质图象的性质:①定义域②值域③单调性④奇偶性⑤周期性⑥特殊点⑦特殊线图象分a1 与a<1两种情况。
3、反函数:对数函数f(x)=)与指数函数f(x)=)互为反函数。
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。
互为反函数的图象在同一坐标系关于直线y=x 对称。
【关于反函数注意大纲的要求】二、题型探究 探究一:对数的运算 例1:(15年安徽文科)=-+-1)21(2lg 225lg 。
【答案】-1 【解析】试题分析:原式=12122lg 5lg 2lg 22lg 5lg -=-=-+=-+- 考点:对数运算.例2:【2014辽宁高考】已知132a -=,21211log ,log 33b c ==,则( ) A .a b c >> B .a c b >> C .c a b >> D .c b a >>例3:【2015高考浙江】若4log 3a =,则22a a-+= .【答案】334.【考点定位】对数的计算 探究二:对数函数及其性质例4:【2014江西高考】函数)ln()(2x x x f -=的定义域为( )A.)1,0(B. ]1,0[C. ),1()0,(+∞-∞D. ),1[]0,(+∞-∞例5:下列关系 中,成立的是 (A )、lo>> (B) >> lo (C) lo> > (D) lo>探究三、应用对数函数的单调性解方程、不等式问题例7:【15年天津文科】已知定义在R 上的函数||()21()x m f x m -=-为实数为偶函数,记0.5(log 3),a f =2b (log 5),c (2)f f m ==,则,,a b c ,的大小关系为( )(A) b c a << (B) b c a << (C) b a c << (D) b c a << 【答案】B 【解析】试题分析:由()f x 为偶函数得0m =,所以2,4,0a b c ===,故选B. 考点:1.函数奇偶性;2.对数运算.例8:【2014陕西高考】已知,lg ,24a x a==则x =________.三、方法提升:1、 处理对数函数问题时要特别注意函数的定义域问题,尤其在大题中【最后的导数题】,一定要首先考虑函数的定义域,然后在定义域中研究问题,以避免忘记定义域出现错误;2、 在2015年高考小题中,考察主要是针对对数的大小比较、指数与对数的关系,中档难度。
学案4:4.4.1 对数函数的概念~4.4.2 对数函数的图象和性质(一)
4.4.1对数函数的概念~4.4.2对数函数的图象和性质(一)学习目标核心素养1.理解对数函数的概念,会求对数函数的定义域.(重点、难点)2.能画出具体对数函数的图象,并能根据对数函数的图象说明对数函数的性质.(重点)1.通过学习对数函数的图象,培养直观想象素养.2.借助对数函数的定义域的求解,培养数学运算的素养.新知初探1.对数函数的概念函数y=(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义域是.思考1:函数y=2log3x,y=log3(2x)是对数函数吗?2.对数函数的图象及性质a的范围0<a<1a>1图象定义域(0,+∞)值域R性质定点,即x=时,y=单调性在(0,+∞)上是在(0,+∞)上是思考2:对数函数的“上升”或“下降”与谁有关?3.反函数指数函数(a>0,且a≠1)与对数函数y=log a x(a>0且a≠1)互为反函数.初试身手1.函数y=log a x的图象如图所示,则实数a的可能取值为()A .5 B.15 C.1e D.122.若对数函数过点(4,2),则其解析式为________. 3.函数f (x )=log 2(x +1)的定义域为________.合作探究类型1 对数函数的概念及应用例1 (1)下列给出的函数:①y =log 5x +1; ②y =log a x 2(a >0,且a ≠1);③y =log (3-1)x ;④y =13log 3x ;⑤y =log x 3(x >0,且x ≠1);⑥y =log 2πx .其中是对数函数的为( )A .③④⑤B .②④⑥C .①③⑤⑥D .③⑥(2)若函数y =log (2a -1)x +(a 2-5a +4)是对数函数,则a =________. (3)已知对数函数的图象过点(16,4),则f ⎝⎛⎭⎫12=__________. 规律方法判断一个函数是对数函数的方法跟踪训练1.若函数f (x )=(a 2+a -5)log a x 是对数函数,则a =________. 类型2 对数函数的定义域 例2 求下列函数的定义域: (1)f (x )=1log 12x +1; (2)f (x )=12-x+ln(x +1); (3)f (x )=log (2x -1)(-4x +8). 规律方法求对数型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.提醒:定义域是使解析式有意义的自变量的取值集合,求与对数函数有关的定义域问题时,要注意对数函数的概念,若自变量在真数上,则必须保证真数大于0;若自变量在底数上,应保证底数大于0且不等于1.跟踪训练2.求下列函数的定义域:(1)f(x)=lg(x-2)+1x-3;(2)f(x)=log(x+1)(16-4x).类型3 对数函数的图象问题探究问题1.如图,曲线C1,C2,C3,C4分别对应y=log a1x,y=log a2x,y=log a3x,y=log a4x的图象,你能指出a1,a2,a3,a4以及1的大小关系吗?2.函数y=a x与y=log a x(a>0且a≠1)的图象有何特点?例3(1)当a>1时,在同一坐标系中,函数y=a-x与y=log a x的图象为()(2)已知f(x)=log a|x|,满足f(-5)=1,试画出函数f(x)的图象.母题探究1.把本例(1)的条件“a>1”去掉,函数“y=log a x”改为“y=log a(-x)”,则函数y=a-x与y=log a(-x)的图象可能是()log2(x+1)+2,试作出其图象.2.把本例(2)改为f(x)=||函数图象的变换规律(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轴向左或向右平移|a|个单位长度,再沿y轴向上或向下平移|b|个单位长度得到的.(2)含有绝对值的函数的图象一般是经过对称变换得到的.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.课堂小结1.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=log a x(a>0且a≠1)这种形式.2.在对数函数y =log a x 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.3.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.当堂达标1.思考辨析(1)对数函数的定义域为R .( )(2)函数y =log a (x +2)恒过定点(-1,0).( ) (3)对数函数的图象一定在y 轴右侧.( ) (4)函数y =log 2x 与y =x 2互为反函数.( ) 2.下列函数是对数函数的是( ) A .y =2+log 3xB .y =log a (2a )(a >0,且a ≠1)C .y =log a x 2(a >0,且a ≠1)D .y =ln x3.函数f (x )=lg x +lg(5-3x )的定义域是( ) A.⎣⎡⎭⎫0,53 B.⎣⎡⎦⎤0,53 C.⎣⎡⎭⎫1,53 D.⎣⎡⎦⎤1,53 4.已知f (x )=log 3x . (1)作出这个函数的图象;(2)若f (a )<f (2),利用图象求a 的取值范围.参考答案新知初探1.log a x x (0,+∞)思考1:提示:不是,其不符合对数函数的形式. 2.(1,0) 1 0 减函数 增函数思考2:提示:底数a 与1的关系决定了对数函数的升降.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”. 3.y =a x初试身手1.【答案】A【解析】由图可知,a >1,故选A. 2.【答案】f (x )=log 2x【解析】设对数函数的解析式为f (x )=log a x (a >0且a ≠1).由f (4)=2得log a 4=2,∴a =2,即f (x )=log 2x .3.【答案】(-1,+∞)【解析】由x +1>0得x >-1,故f (x )的定义域为(-1,+∞).合作探究类型1 对数函数的概念及应用 例1 【答案】(1)D (2)4 (3)-1【解析】(1)由对数函数定义知,③⑥是对数函数,故选D. (2)因为函数y =log (2a -1)x +(a 2-5a +4)是对数函数, 所以⎩⎪⎨⎪⎧2a -1>0,2a -1≠1,a 2-5a +4=0,解得a =4.(3)设对数函数为f (x )=log a x (a >0且a ≠1), 由f (16)=4可知log a 16=4,∴a =2, ∴f (x )=log 2x , ∴f ⎝⎛⎭⎫12=log 212=-1. 跟踪训练 1.【答案】2【解析】由a 2+a -5=1得a =-3或a =2. 又a >0且a ≠1,所以a =2. 类型2 对数函数的定义域例2 解:(1)要使函数f (x )有意义,则log 12x +1>0,即log 12x >-1,解得0<x <2,即函数f (x )的定义域为(0,2).(2)函数式若有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧ x +1>0,2-x >0,即⎩⎪⎨⎪⎧x >-1,x <2,解得-1<x <2, 故函数的定义域为(-1,2). (3)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧-4x +8>0,2x -1>0,2x -1≠1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x <2,x >12,x ≠1.故函数y =log (2x -1)(-4x +8)的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪12<x <2,且x ≠1. 跟踪训练2.解:(1)要使函数有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2>0,x -3≠0,解得x >2且x ≠3,所以函数定义域为(2,3)∪(3,+∞). (2)要使函数有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧16-4x >0,x +1>0,x +1≠1,解得-1<x <0或0<x <4,所以函数定义域为(-1,0)∪(0,4). 类型3 对数函数的图象问题 探究问题1.提示:作直线y =1,它与各曲线C 1,C 2,C 3,C 4的交点的横坐标就是各对数的底数,由此可判断出各底数的大小必有a 4>a 3>1>a 2>a 1>0. 2.提示:两函数的图象关于直线y =x 对称. 例3 (1)【答案】C【解析】∵a >1,∴0<1a <1,∴y =a -x 是减函数,y =log a x 是增函数,故选C.(2)解:∵f (x )=log a |x |,∴f (-5)=log a 5=1,即a =5, ∴f (x )=log 5|x |,∴f (x )是偶函数,其图象如图所示.母题探究1.【答案】C【解析】∵在y =log a (-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 =log a (-x )是减函数,y =a -x =⎝⎛⎭⎫1a x是减函数,故排除B ; 当0<a <1时,y =log a (-x )是增函数,y =a -x =⎝⎛⎭⎫1a x是增函数,∴C 满足条件,故选C.] 2.解:第一步:作y =log 2x 的图象,如图(1)所示.(1) (2)第二步:将y =log 2x 的图象沿x 轴向左平移1个单位长度,得y =log 2(x +1)的图象,如图(2)所示.第三步:将y =log 2(x +1)的图象在x 轴下方的部分作关于x 轴的对称变换,得y =|log 2(x +1)|的图象,如图(3)所示.第四步:将y =|log 2(x +1)|的图象沿y 轴向上平移2个单位长度,即得到所求的函数图象,如图(4)所示.(3) (4) 1.【答案】 (1)× (2)√ (3)√ (4)× 2.【答案】D【解析】结合对数函数的形式y =log a x (a >0且a ≠1)可知D 正确. 3.【答案】C【解析】由⎩⎪⎨⎪⎧lg x ≥0,5-3x >0,得⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x <53,即1≤x <53.4.解:(1)作出函数y=log3x的图象如图所示.(2)令f(x)=f(2),即log3x=log32,解得x=2.由图象知:当0<a<2时,恒有f(a)<f(2).所以所求a的取值范围为0<a<2.。
高考数学一轮复习 专题09 对数与对数函数教学案 文-人教版高三全册数学教学案
专题09 对数与对数函数1.理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数;了解对数在简化运算中的作用;2.理解对数函数的概念及其单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点,会画底数为2,10,12的对数函数的图象;3.体会对数函数是一类重要的函数模型.4.了解指数函数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.1.对数的概念一般地,对于指数式a b=N ,我们把“以a 为底N 的对数b ”记作log a N ,即b =log a N (a >0,且a ≠1).其中,数a 叫做对数的底数,N 叫做真数,读作“b 等于以a 为底N 的对数”.2.对数的性质与运算法则 (1)对数的运算法则如果a >0且a ≠1,M >0,N >0,那么①log a (MN )=log a M +log a N ;②log a M N=log a M -log a N ; ③log a M n=n log a M (n ∈R );④log am M n=n mlog a M . (2)对数的性质①a log a N =__N __;②log a a N=__N __(a >0且a ≠1). (3)对数的重要公式①换底公式:log b N =log a Nlog a b (a ,b 均大于零且不等于1);②log a b =1log b a ,推广log a b ·log b c ·log c d =log a d .3.对数函数的图象与性质a >1 0<a <1图 象性质(1)定义域:(0,+∞) (2)值域:R(3)过定点(1,0),即x =1时,y =0(4)当x >1时,y >0当0<x <1时,y <0(5)当x >1时,y <0 当0<x <1时,y >0 (6)在(0,+∞)上是增函数(7)在(0,+∞)上是减函数4.反函数指数函数y =a x与对数函数y =log a x 互为反函数,它们的图象关于直线y =x 对称.高频考点一 对数式的运算例1、(1)设2a =5b=m ,且1a +1b=2,则m 等于( )A.10 B .10 C .20 D .100(2)计算:⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 14-lg 25÷100-12=________.【答案】 (1)A (2)-20【方法规律】(1)在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后正用对数运算法则化简合并.(2)先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.(3)a b=N ⇔b =log a N (a >0,且a ≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.【变式探究】 (1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x,x ≥4,f (x +1),x <4,则f (2+log 23)的值为( )A .24B .16C .12D .8(2) lg 52+2lg 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=________.【解析】 (1)因为3<2+log 23<4,所以f (2+log 23)=f (3+log 23)=23+log 23=8×2log 23=24.(2)lg 52+2lg 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=lg 5-lg 2+2lg 2-2=lg 5+lg 2-2=lg 10-2=-1. 【答案】 (1)A (2)-1高频考点二 对数函数的图象及应用例2、(1)若函数y =a |x |(a >0,且a ≠1)的值域为{y |y ≥1},则函数y =log a |x |的图象大致是( )(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,3x ,x ≤0,且关于x 的方程f (x )+x -a =0有且只有一个实根,则实数a 的取值X 围是________.由图可知,当a >1时,直线y =-x +a 与y =log 2x 只有一个交点. 【答案】 (1)B (2)a >1【方法规律】(1)在识别函数图象时,要善于利用已知函数的性质、函数图象上的特殊点(与坐标轴的交点、最高点、最低点等)排除不符合要求的选项.(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解. 【变式探究】 (1)函数y =2log 4(1-x )的图象大致是( )(2)当0<x ≤12时,4x<log a x ,则a 的取值X 围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫22,1 C .(1,2) D .(2,2)当a >1时,不符合题意,舍去. 所以实数a 的取值X 围是⎝ ⎛⎭⎪⎫22,1. 【答案】 (1)C (2)B高频考点三 对数函数的性质及应用例3、(2016·全国Ⅰ卷)若a >b >0,0<c <1,则( ) A .log a c <log b c B .log c a <log c b C .a c<bcD .c a >c b【解析】 由y =x c与y =c x的单调性知,C 、D 不正确. ∵y =log c x 是减函数,得log c a <log c b ,B 正确.log a c =lg c lg a ,log b c =lg clg b ,∵0<c <1,∴lg c <0.而a >b >0,∴lg a >lg b ,但不能确定lg a ,lg b 的正负,∴log a c 与log b c 的大小不能确定. 【答案】 B【方法规律】(1)确定函数的定义域,研究或利用函数的性质,都要在其定义域上进行. (2)如果需将函数【解析】式变形,一定要保证其等价性,否则结论错误.(3)在解决与对数函数相关的比较大小或解不等式问题时,要优先考虑利用对数函数的单调性来求解.在利用单调性时,一定要明确底数a 的取值对函数增减性的影响,及真数必须为正的限制条件.【变式探究】已知函数f (x )=log a (3-ax ).(1)当x ∈[0,2]时,函数f (x )恒有意义,某某数a 的取值X 围;(2)是否存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由.(2)t (x )=3-ax ,∵a >0, ∴函数t (x )为减函数.∵f (x )在区间[1,2]上为减函数,∴y =log a t 为增函数,∴a >1,x ∈[1,2]时,t (x )最小值为3-2a ,f (x )最大值为f (1)=log a (3-a ), ∴⎩⎪⎨⎪⎧3-2a >0,log a(3-a )=1,即⎩⎪⎨⎪⎧a <32,a =32.故不存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1. 高频考点四 和对数函数有关的复合函数 例4、已知函数f(x)=loga(3-ax).(1)当x∈[0,2]时,函数f(x)恒有意义,某某数a 的取值X 围;(2)是否存在这样的实数a ,使得函数f(x)在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由.(2)t(x)=3-ax ,∵a>0,∴函数t(x)为减函数. ∵f(x)在区间[1,2]上为减函数,∴y=logat 为增函数,∴a>1,x∈[1,2]时,t(x)最小值为3-2a ,f(x)最大值为f(1)=loga(3-a),∴⎩⎪⎨⎪⎧3-2a>0,loga 3-a =1,即⎩⎪⎨⎪⎧a<32,a =32.故不存在这样的实数a ,使得函数f(x)在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1. 【感悟提升】在解决与对数函数相关的比较大小或解不等式问题时,要优先考虑利用对数函数的单调性来求解.在利用单调性时,一定要明确底数a 的取值对函数增减性的影响,及真数必须为正的限制条件.【变式探究】(1)设a =log32,b =log52,c =log23,则( ) A .a>c>b B .b>c>a C .c>b>aD .c>a>b(2)若f(x)=lg(x2-2ax +1+a)在区间(-∞,1]上递减,则a 的取值X 围为( ) A .[1,2) B .[1,2] C .[1,+∞) D .[2,+∞) (3)设函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧log2x ,x>0,log 12-x ,x<0,若f(a)>f(-a),则实数a 的取值X 围是( )A .(-1,0)∪(0,1)B .(-∞,-1)∪(1,+∞)C .(-1,0)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(0,1) 【答案】 (1)D (2)A (3)C⎩⎪⎨⎪⎧g 1>0,a≥1,即⎩⎪⎨⎪⎧2-a>0,a≥1,解得1≤a<2,即a∈[1,2),故选A. (3)由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a>0,log2a>log 12a 或⎩⎪⎨⎪⎧a<0,log 12-a >log2-a ,解得a>1或-1<a<0.高频考点五、比较指数式、对数式的大小例5、(1)设a =,b =0.30.5,c =log0.30.2,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .c<b<a B .a<b<c C .b<a<cD .a<c<b(2)设a =log2π,b =log 12π,c =π-2,则( ) A .a>b>c B .b>a>c C .a>c>bD .c>b>a(3)已知324log 0.3log 3.4log 3.6155()5a b c =,=,=,则( )A .a>b>cB .b>a>cC .a>c>bD .c>a>b由图象知:log23.4>log3103>log43.6.方法二 ∵log3103>log33=1,且103<3.4,∴log3103<log33.4<log23.4.∵log43.6<log44=1,log3103>1,∴log43.6<log3103.∴log23.4>log3103>log43.6.由于y =5x 为增函数,∴52log 3.4>310log 35>54log 3.6.即52log 3.4>3log 0.31()5>54log 3.6,故a>c>b.【答案】 (1)C (2)C (3)C【感悟提升】(1)比较指数式和对数式的大小,可以利用函数的单调性,引入中间量;有时也可用数形结合的方法.(2)解题时要根据实际情况来构造相应的函数,利用函数单调性进行比较,如果指数相同,而底数不同则构造幂函数,若底数相同而指数不同则构造指数函数,若引入中间量,一般选0或1.【2016·某某卷】已知a >b >1,若log a b +log b a =52,a b =b a,则a =________,b =________.【答案】 4 2【2015高考某某,理7】已知定义在R 上的函数()21x mf x -=- (m 为实数)为偶函数,记()()0.52(log 3),log 5,2a f b f c f m === ,则,,a b c 的大小关系为( ) (A )a b c << (B )a c b << (C )c a b << (D )c b a << 【答案】C【解析】因为函数()21x mf x -=-为偶函数,所以0m =,即()21xf x =-,所以221log log 330.521(log 3)log 2121312,3a f f ⎛⎫===-=-=-= ⎪⎝⎭()()2log 502log 5214,2(0)210b f c f m f ==-====-=所以c a b <<,故选C.【2015高考某某,理12】若4log 3a =,则22aa-+=.【答案】334. 【解析】∵3log 4=a ,∴3234=⇒=aa,∴33431322=+=+-aa . (2014·某某卷)已知实数x ,y 满足a x <a y(0<a <1),则下列关系式恒成立的是( )A.1x 2+1>1y 2+1B. ln(x 2+1)>ln(y 2+1) C. sin x >sin y D. x 3>y 3【答案】D(2014·某某卷)函数f (x )=1(log 2x )2-1的定义域为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 B .(2,+∞) C. ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12∪(2,+∞) D. ⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12∪[2,+∞) 【答案】C【解析】根据题意得,⎩⎪⎨⎪⎧x >0,(log 2)2-1>0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x >0,x >2或x <12.故选C. (2014·某某卷)若函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图像如图11所示,则下列函数图像正确的是( )图11A BC D 【答案】B【解析】由函数y =log a x 的图像过点(3,1),得a =3.选项A 中的函数为y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x,则其函数图像不正确;选项B 中的函数为y =x 3,则其函数图像正确;选项C 中的函数为y =(-x )3,则其函数图像不正确;选项D 中的函数为y =log 3(-x ),则其函数图像不正确.(2014·某某卷)若等比数列{a n }的各项均为正数,且a 10a 11+a 9a 12=2e 5,则ln a 1+ln a 2+…+ln a 20=________. 【答案】50(2014·某某卷)已知a =2-13,b =log 213,c =log 1213,则()A .a >b >cB .a >c >bC .c >a >bD .c >b >a 【答案】C【解析】因为0<a =2-13<1,b =log 213<0,c =log 1213>log 1212=1,所以c >a >b .(2014·某某卷)函数f (x )=log 12(x 2-4)的单调递增区间为( )A .(0,+∞)B .(-∞,0)C .(2,+∞)D .(-∞,-2) 【答案】D【解析】要使f (x )单调递增,需有⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4>0,x <0,解得x <-2.(2014·某某卷)在同一直角坐标系中,函数f (x )=x a(x >0),g (x )=log a x 的图像可能是( )A BC D 【答案】D(2014·某某卷)函数f (x )=log 2x ·log 2(2x )的最小值为________.【答案】-14【解析】f (x )=log 2x ·log2(2x )=12log 2x ·2log 2(2x )=log 2x ·(1+log 2x )=(log 2x )2+log 2x =⎝⎛⎭⎪⎫log 2x +122-14,所以当x =22时,函数f (x )取得最小值-14. (2013·某某卷)已知一元二次不等式f(x)<0的解集为x⎪⎪⎪ )x<-1或x>12,则f(10x)>0的解集为( )A .{x|x<-1或x>-lg 2}B .{x|-1<x<-lg 2}C .{x|x>-lg 2}D .{x|x<-lg 2} 【答案】D【解析】根据已知可得不等式f(x)>0的解是-1<x<12,故-1<10x <12,解得x<-lg 2.(2013·某某卷)定义“正对数”:ln +x =⎩⎪⎨⎪⎧0,0<x<1,ln x ,x≥1.现有四个命题:①若a>0,b>0,则ln +(a b )=bln +a ; ②若a>0,b>0,则ln +(ab)=ln +a +ln +b ;③若a>0,b>0,则ln +⎝ ⎛⎭⎪⎫a b ≥ln +a -ln +b ;④若a>0,b>0,则ln +(a +b)≤ln +a +ln +b +ln 2. 其中的真命题有________.(写出所有真命题的编号) 【答案】①③④④中,若0<a +b<1,左边=ln +()a +b =0,右边=ln +a +ln +b +ln 2=ln 2>0,左边≤右边;若a +b≥1,ln+()a +b -ln 2=ln ()a +b -ln 2=lna +b2, 又∵a +b 2≤a 或a +b 2≤b,a ,b 至少有1个大于1,∴ln a +b 2≤ln a 或ln a +b 2≤ln b,即有ln+()a +b -ln 2=ln ()a +b -ln 2=lna +b 2≤ln +a +ln +b ,∴④正确. (2013·新课标全国卷Ⅱ] 设a =log 36,b =log 510,c =log 714,则( ) A .c >b >a B .b >c >a C .a >c >b D .a >b >c 【答案】D【解析】a -b =log 36-log 510=(1+log 32)-(1+log 52)=log 32-log 52>0, b -c =log 510-log 714=(1+log 52)-(1+log 72)=log 52-log 72>0, 所以a>b>c ,选D.(2013·某某卷)已知x ,y 为正实数,则( ) A .2lg x +lg y=2lg x+2lg yB .2lg(x +y)=2lg x·2lg yC .2lg x·lg y =2lg x +2lg y D .2lg(xy)=2lg x·2lg y【答案】D【解析】∵lg(xy)=lg x +lg y ,∴2lg(xy)=2lg x +lg y=2lgx 2lgy,故选择D.1.设a ,b 为正实数,则“a >b >1”是“log 2a >log 2b >0”的( ) A .充分必要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件【答案】 A2.已知a =log 23+log 23,b =log 29-log 23,c =log 32,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a =b <c B .a =b >cC .a <b <cD .a >b >c【解析】 因为a =log 23+log 23=log 233=32log 23>1,b =log 29-log 23=log 233=a ,c=log 32<log 33=1. 【答案】 B3.若函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象如图所示,则下列函数图象正确的是( )【解析】 由题意y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象过(3,1)点,可解得a =3.选项A 中,y =3-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x,显然图象错误;选项B 中,y =x 3,由幂函数图象可知正确;选项C 中,y =(-x )3=-x 3,显然与所画图象不符;选项D 中,y =log 3(-x )的图象与y =log 3x 的图象关于y 轴对称,显然不符.故选B. 【答案】 B4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,3-x +1,x ≤0,则f (f (1))+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫log 312的值是( )A .5B .3C .-1 D.72【解析】 由题意可知f (1)=log 21=0,f (f (1))=f (0)=30+1=2,f ⎝⎛⎭⎪⎫log 312=3-log 312+1=3log 32+1=2+1=3,所以f (f (1))+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫log 312=5. 【答案】 A5.知a ,b >0且a ≠1,b ≠1,若log a b >1,则( ) A .(a -1)(b -1)<0 B .(a -1)(a -b )>0 C .(b -1)(b -a )<0D .(b -1)(b -a )>0【答案】 D7.已知函数y =f (x )是定义在R 上的偶函数,当x ∈(-∞,0]时,f (x )为减函数,若a =f (20.3),b =f (log 124),c =f (log 25),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >b >cB .c >b >aC .c >a >bD .a >c >b【解析】 函数y =f (x )是定义在R 上的偶函数,当x ∈(-∞,0]时,f (x )为减函数, ∴f (x )在[0,+∞)为增函数,∵b =f (log 124)=f (-2)=f (2),1<20.3<2<log 25,∴c >b >a . 【答案】 B8.已知函数f (x )=ln x1-x,若f (a )+f (b )=0,且0<a <b <1,则ab 的取值X 围是________.【解析】 由题意可知ln a 1-a +ln b1-b =0,即ln ⎝⎛⎭⎪⎫a 1-a ×b 1-b =0,从而a 1-a ×b 1-b =1,化简得a +b =1,故ab =a (1-a )=-a 2+a =-⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+14,又0<a <b <1,∴0<a <12,故0<-⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+14<14.【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,149.设f (x )=log ⎝⎛⎭⎪⎫21-x +a 是奇函数,则使f (x )<0的x 的取值X 围是________.【答案】 (-1,0)10.设函数f (x )满足f (x )=1+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12log 2x ,则f (2)=________. 【解析】 由已知得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=1-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12·log 22,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=12,则f (x )=1+12·l og 2x ,故f (2)=1+12·log 22=32. 【答案】 3211.设f (x )=log a (1+x )+log a (3-x )(a >0,a ≠1),且f (1)=2. (1)求a 的值及f (x )的定义域;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值. 解 (1)∵f (1)=2,∴log a 4=2(a >0,a ≠1), ∴a =2.由⎩⎪⎨⎪⎧1+x >0,3-x >0,得-1<x <3,∴函数f (x )的定义域为(-1,3). (2)f (x )=log 2(1+x )+log 2(3-x )=log 2(1+x )(3-x )=log 2[-(x -1)2+4],∴当x ∈(-1,1]时,f (x )是增函数; 当x ∈(1,3)时,f (x )是减函数,故函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值是f (1)=log 24=2. 12.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且f (0)=0,当x >0时,f (x )=log 12x .(1)求函数f (x )的解析式; (2)解不等式f (x 2-1)>-2.所以不等式f (x 2-1)>-2转化为f (|x 2-1|)>f (4). 又因为函数f (x )在(0,+∞)上是减函数, 所以|x 2-1|<4,解得-5<x <5, 即不等式的解集为(-5,5).13.设x ∈[2,8]时,函数f (x )=12log a (ax )·log a (a 2x )(a >0,且a ≠1)的最大值是1,最小值是-18,求a 的值.解 由题意知f (x )=12(log a x +1)(log a x +2)=12(log 2a x +3log a x +2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫log a x +322-18.当f (x )取最小值-18时,log a x =-32.又∵x ∈[2,8],∴a ∈(0,1). ∵f (x )是关于log a x 的二次函数,∴函数f (x )的最大值必在x =2或x =8时取得. 若12⎝ ⎛⎭⎪⎫log a 2+322-18=1,则a =2-13,此时f (x )取得最小值时,x =(2-13)-32=2∉[2,8],舍去.若12⎝ ⎛⎭⎪⎫log a 8+322-18=1,则a =12,此时f (x )取得最小值时,x =⎝ ⎛⎭⎪⎫12-32=22∈[2,8],符合题意,∴a =12.。
学案对数函数2
对数函数【学习目标】(1)通过具体实例,了解对数函数的概念.能用描点法或借助计算工具画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数的单调性与特殊点.(2)知道对数函数y =log a x 与指数函数y =a x 互为反函数(a >0,且a ≠1).(3)收集、阅读对数概念的形成与发展的历史资料,撰写小论文,论述对数发明的过程以及对数对简化运算的作用.【学习重难点】对数的概念与对数函数.【学习过程】 【第1课时】一、自主学习知识点一:对数函数的概念函数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,+∞).状元随笔形如y =2log 2x ,y =log 2x3都不是对数函数,可称其为对数型函数. a >1 0<a <1状元随笔底数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”.知识点三:反函数一般地,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,它们的定义域与值域正好互换.教材解难: 1.教材P 130思考根据指数与对数的关系,由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫125730x(x ≥0)得到x =log y (0<y ≤1).如图,过y 轴正半轴上任意一点(0,y 0)(0<y 0≤1)作x 轴的平行线,与y =⎝ ⎛⎭⎪⎫125730x(x ≥0)的图象有且只有一个交点(x0,y 0).这就说明,对于任意一个y ∈(0,1],通过对应关系x =log y ,在[0,+∞)上都有唯一确定的数x 和它对应,所以x 也是y 的函数.也就是说,函数x =logy ,y ∈(0,1]刻画了时间x 随碳14含量y 的衰减而变化的规律.2.教材P 132思考利用换底公式,可以得到y =log 12x =-log 2x .因为点(x ,y )与点(x ,-y )关于x 轴对称,所以y =log 2x 图象上任意一点P (x ,y )关于x 轴的对称点P 1(x ,-y )都在y =log 12x 的图象上,反之亦然.由此可知,底数互为倒数的两个对数函数的图象关于x 轴对称.根据这种对称性,就可以利用y =log 2x 的图象画出y =log 12x 的图象.3.教材P 138思考一般地,虽然对数函数y =log a x (a >1)与一次函数y =kx (k >0)在区间(0,+∞)上都单调递增,但它们的增长速度不同.随着x 的增大,一次函数y =kx (k >0)保持固定的增长速度,而对数函数y =log a x (a >1)的增长速度越来越慢.不论a 的值比k 的值大多少,在一定范围内,log a x 可能会大于kx ,但由于log a x 的增长慢于kx 的增长,因此总会存在一个x 0,当x >x 0时,恒有log a x <kx .4.4.1对数函数的概念 基础自测:1.下列函数中是对数函数的是( ) A .y =log 14xB .y =log 14(x +1)C .y =2log 14xD .y =log 14x +1解析:形如y =log a x (a >0,且a ≠1)的函数才是对数函数,只有A 是对数函数. 答案:A2.函数y =x ln (1-x )的定义域为( ) A .(0,1) B .[0,1) C .(0,1] D .[0,1]解析:由题意,得⎩⎨⎧x ≥0,1-x >0,解得0≤x <1;故函数y =x ln (1-x )的定义域为[0,1).答案:B3.函数y=log a(x-1)(0<a<1)的图象大致是()解析:∵0<a<1,∴y=log a x在(0,+∞)上单调递减,故A,B可能正确;又函数y=log a(x-1)的图象是由y=log a x的图象向右平移一个单位得到,故A正确.答案:A4.若f(x)=log2x,x∈[2,3],则函数f(x)的值域为________.解析:因为f(x)=log2x在[2,3]上是单调递增的,所以log22≤log2x≤log23,即1≤log2x≤log23.答案:[1,log23]二、素养提升题型一:对数函数的概念例1:下列函数中,哪些是对数函数?(1)y=log a x(a>0,且a≠1);(2)y=log2x+2;(3)y=8log2(x+1);(4)y=log x6(x>0,且x≠1);(5)y=log6x.解析:(1)中真数不是自变量x,不是对数函数.(2)中对数式后加2,所以不是对数函数.(3)中真数为x+1,不是x,系数不为1,故不是对数函数.(4)中底数是自变量x,而非常数,所以不是对数函数.(5)中底数是6,真数为x,系数为1,符合对数函数的定义,故是对数函数.用对数函数的概念例如y=log a x(a>0且a≠1)来判断.方法归纳:判断一个函数是对数函数的方法跟踪训练1:若函数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或a =1. 又底数a +1>0,且a +1≠1,所以a =1. 答案:1对数函数y =log a x 系数为1.题型二:求函数的定义域(教材P 130例1) 例2:求下列函数的定义域: (1)y =log 3x 2;(2)y =log a (4-x )(a >0,且a ≠1).解析:(1)因为x 2>0,即x ≠0,所以函数y =log 3x 2的定义域是{x |x ≠0}. (2)因为4-x >0,即x <4,所以函数y =log a (4-x )的定义域是{x |x <4}. 真数大于0. 教材反思:求定义域有两种题型,一种是已知函数解析式求定义域,常规为:分母不为0;0的零次幂与负指数次幂无意义;偶次根式被开方式(数)非负;对数的真数大于0,底数大于0且不等于1.另一种是抽象函数的定义域问题.同时应注意求函数定义域的解题步骤.跟踪训练2:求下列函数的定义域: (1)y =lg (x +1)+3x 21-x ;(2)y =log (x -2)(5-x ). 解析:(1)要使函数有意义, 需⎩⎨⎧ x +1>0,1-x >0,即⎩⎨⎧x >-1,x <1.∴-1<x <1,∴函数的定义域为(-1,1).(2)要使函数有意义,需⎩⎨⎧5-x >0,x -2>0,x -2≠1,∴⎩⎨⎧x <5,x >2,x ≠3.∴定义域为(2,3)∪(3,5).真数大于0,偶次根式被开方数大于等于0,分母不等于0,列不等式组求解. 题型三:对数函数的图象问题例3:(1)函数y =x +a 与y =log a x 的图象只可能是下图中的( )(2)已知函数y =log a (x +3)-1(a >0,a ≠1)的图象恒过定点A ,若点A 也在函数f (x )=3x +b 的图象上,则f (log 32)=________.(3)如图所示的曲线是对数函数y =log a x ,y =log b x ,y =log c x ,y =log d x 的图象,则a ,b ,c ,d 与1的大小关系为________.解析:(1)A 中,由y =x +a 的图象知a >1,而y =log a x 为减函数,A 错;B 中,0<a <1,而y =log a x 为增函数,B 错;C 中,0<a <1,且y =log a x 为减函数,所以C 对;D 中,a <0,而y =log a x 无意义,也不对.(2)依题意可知定点A (-2,-1),f (-2)=3-2+b =-1,b =-109,故f (x )=3x -109,f (log 32)=33log 2-109=2-109=89.(3)由题干图可知函数y =log a x ,y =log b x 的底数a >1,b >1,函数y =log c x ,y =log d x 的底数0<c <1,0<d <1.过点(0,1)作平行于x 轴的直线,则直线与四条曲线交点的横坐标从左向右依次为c ,d ,a ,b ,显然b >a >1>d >c .答案:(1)C(2)89(3)b >a >1>d >c状元随笔(1)由函数y =x +a 的图象判断出a 的范围. (2)依据log a 1=0,a 0=1,求定点坐标.(3)沿直线y =1自左向右看,对数函数的底数由小变大. 方法归纳:解决对数函数图象的问题时要注意:(1)明确对数函数图象的分布区域.对数函数的图象在第一、四象限.当x 趋近于0时,函数图象会越来越靠近y 轴,但永远不会与y 轴相交.(2)建立分类讨论的思想.在画对数函数图象之前要先判断对数的底数a 的取值范围是a >1,还是0<a <1.(3)牢记特殊点.对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象经过点:(1,0),(a ,1)和⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,-1. 跟踪训练3:(1)如图所示,曲线是对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象,已知a 取3,43,35,110,则相应于C 1,C 2,C 3,C 4的a 值依次为( )A .3,43,35,110B .3,43,110,35C .43,3,35,110D .43,3,110,35(2)函数y =log a |x |+1(0<a <1)的图象大致为( )解析:(1)方法一:作直线y =1与四条曲线交于四点,由y =log a x =1,得x =a (即交点的横坐标等于底数),所以横坐标小的底数小,所以C 1,C 2,C 3,C 4对应的a 值分别为3,43,35,110,故选A .方法二:由对数函数的图象在第一象限内符合底大图右的规律,所以底数a 由大到小依次为C 1,C 2,C 3,C 4,即3,43,35,110.故选A .增函数底数a >1, 减函数底数0<a <1.(2)函数为偶函数,在(0,+∞)上为减函数,(-∞,0)上为增函数,故可排除选项B ,C ,又x =±1时y =1,故选A .先去绝对值,再利用单调性判断. 答案:(1)A (2)A 三、学业达标(一)选择题1.下列函数是对数函数的是( ) A .y =2+log 3xB .y =log a (2a )(a >0,且a ≠1)C .y =log a x 2(a >0,且a ≠1)D .y =ln x解析:判断一个函数是否为对数函数,其关键是看其是否具有“y =log a x ”的形式,A ,B ,C 全错,D 正确.答案:D2.若某对数函数的图象过点(4,2),则该对数函数的解析式为( ) A .y =log 2xB .y =2log 4xC .y =log 2x 或y =2log 4xD .不确定解析:由对数函数的概念可设该函数的解析式为y =log a x (a >0,且a ≠1,x >0),则2=log a 4即a 2=4得a =2.故所求解析式为y =log 2x .答案:A3.设函数y =4-x 2的定义域为A ,函数y =ln (1-x )的定义域为B ,则A ∩B =( ) A .(1,2) B .(1,2] C .(-2,1) D .[-2,1)解析:由题意可知A ={x |-2≤x ≤2},B ={x |x <1},故A ∩B ={x |-2≤x <1}. 答案:D4.已知a >0,且a ≠1,函数y =a x 与y =log a (-x )的图象只能是下图中的( )解析:由函数y =log a (-x )有意义,知x <0,所以对数函数的图象应在y 轴左侧,可排除A ,C .又当a >1时,y =a x 为增函数,所以图象B 适合.答案:B (二)填空题5.若f (x )=log a x +(a 2-4a -5)是对数函数,则a =________. 解析:由对数函数的定义可知 ⎩⎨⎧a 2-4a -5=0a >0a ≠1,∴a =5.答案:56.已知函数f (x )=log 3x ,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫95+f (15)=________.解析:f ⎝ ⎛⎭⎪⎫95+f (15)=log 395+log 315=log 327=3.答案:37.函数f(x)=log a(2x-3)(a>0且a≠1)的图象恒过定点P,则P点的坐标是________.解析:令2x-3=1,解得x=2,且f(2)=log a1=0恒成立,所以函数f(x)的图象恒过定点P(2,0).答案:(2,0)(三)解答题8.求下列函数的定义域:(1)y=log3(1-x);(2)y=1log2x;(3)y=log711-3x.解析:(1)由1-x>0,得x<1,∴函数y=log3(1-x)的定义域为(-∞,1).(2)由log2x≠0,得x>0且x≠1.∴函数y=1log2x的定义域为{x|x>0且x≠1}.(3)由11-3x>0,得x<1 3.∴函数y=log711-3x的定义域为⎝⎛⎭⎪⎫-∞,13.9.已知f(x)=log3x.(1)作出这个函数的图象;(2)若f(a)<f(2),利用图象求a的取值范围.解析:(1)作出函数y=log3x的图象如图所示(2)令f(x)=f(2),即log3x=log32,解得x=2.由图象知,当0<a<2时,恒有f(a)<f(2).∴所求a的取值范围为0<a<2.尖子生题库:10.已知函数y=log2x的图象,如何得到y=log2(x+1)的图象?y=log2(x+1)的定义域与值域是多少?与x 轴的交点是什么?解析:y =log 2x ――――――→左移1个单位y =log 2(x +1),如图.定义域为(-1,+∞),值域为R ,与x 轴的交点是(0,0).【第二学时】一、素养提升题型一:比较大小(教材P 133例3) 例1:比较下列各题中两个值的大小: (1)log 23.4,log 28.5; (2)log 0.31.8,log 0.32.7;(3)log a 5.1,log a 5.9(a >0,且a ≠1).解析:(1)log 23.4和log 28.5可看作函数y =log 2x 的两个函数值.因为底数2>1,对数函数y =log 2x 是增函数,且3.4<8.5,所以log 23.4<log 28.5.(2)log 0.31.8和log 0.32.7可看作函数y =log 0.3x 的两个函数值.因为底数0.3<1,对数函数y =log 0.3x 是减函数,且1.8<2.7,所以log 0.31.8>log 0.32.7.(3)log a 5.1和log a 5.9可看作函数y =log a x 的两个函数值.对数函数的单调性取决于底数a 是大于1还是小于1,因此需要对底数a 进行讨论.当a >1时,因为函数y =log a x 是增函数,且5.1<5.9,所以log a 5.1<log a 5.9; 当0<a <1时,因为函数y =log a x 是减函数,且5.1<5.9,所以log a 5.1>log a 5.9. 构造对数函数,利用函数单调性比较大小. 教材反思比较对数值大小时常用的三种方法跟踪训练1:(1)设a =log 2π,b =log 12π,c =π-2,则( )A .a >b >cB.b>a>cC.a>c>bD.c>b>a(2)比较下列各组值的大小:①log230.5,log230.6.②log1.51.6,log1.51.4.③log0.57,log0.67.④log3π,log20.8.解析:(1)a=log2π>1,b=log12π<0,c=π-2∈(0,1),所以a>c>b.(2)①因为函数y=log23x是减函数,且0.5<0.6,所以log230.5>log230.6.②因为函数y=log1.5x是增函数,且1.6>1.4,所以log1.51.6>log1.51.4.③因为0>log70.6>log70.5,所以1log70.6<1log70.5,即log0.67<log0.57.④因为log3π>log31=0,log20.8<log21=0,所以log3π>log20.8.答案:(1)C(2)①log230.5>log230.6.②log1.51.6>log1.51.4.③log0.67<log0.57.④log3π>log20.8.状元随笔(1)选择中间量0和1,比较大小.(2)①②③利用对数函数的单调性比较大小.④用中间量0比较大小.题型二:解对数不等式例2:(1)已知log0.72x<log0.7(x-1),则x的取值范围为________;(2)已知log a(x-1)≥log a(3-x)(a>0,且a≠1),求x的取值范围.解析:(1)∵函数y=log0.7x在(0,+∞)上为减函数,∴由log 0.72x <log 0.7(x -1)得⎩⎨⎧2x >0,x -1>0,2x >x -1,解得x >1,即x 的取值范围是(1,+∞). (2)log a (x -1)≥log a (3-x ),当a >1时,有⎩⎨⎧x -1>0,3-x >0,x -1≥3-x ,解得2≤x <3.当0<a <1时,有⎩⎨⎧x -1>0,3-x >0,x -1≤3-x ,解得1<x ≤2.综上可得,当a >1时,不等式log a (x -1)≥log a (3-x )中x 的取值范围为[2,3);当0<a <1时,不等式log a (x -1)≥log a (3-x )(a >0且a ≠1)中x 的取值范围是(1,2].答案:(1)(1,+∞) (2)答案见解析状元随笔(1)利用函数y =log 0.7x 的单调性求解. (2)分a >1和0<a <1两种情况讨论,解不等式. 方法归纳:两类对数不等式的解法:(1)形如log a f (x )<log a g (x )的不等式. ①当0<a <1时,可转化为f (x )>g (x )>0; ②当a >1时,可转化为0<f (x )<g (x ).(2)形如log a f (x )<b 的不等式可变形为log a f (x )<b =log a a b . ①当0<a <1时,可转化为f (x )>a b ; ②当a >1时,可转化为0<f (x )<a b .跟踪训练2:(1)满足不等式log 3x <1的x 的取值集合为________; (2)根据下列各式,确定实数a 的取值范围: ①log 1.5(2a )>log 1.5(a -1); ②log 0.5(a +1)>log 0.5(3-a ).解析:(1)因为log 3x <1=log 33, 所以x 满足的条件为⎩⎨⎧x >0,log 3x <log 33,即0<x <3.所以x 的取值集合为{x |0<x <3}. (2)①函数y =log 1.5x 在(0,+∞)上是增函数.因为log 1.5(2a )>log 1.5(a -1),所以⎩⎨⎧2a >a -1,a -1>0,解得a >1,即实数a 的取值范围是a >1.②函数y =log 0.5x 在(0,+∞)上是减函数,因为log .0.5(a +1)>log 0.5(3-a ),所以⎩⎨⎧a +1>0,3-a >0,a +1<3-a ,解得-1<a <1.即实数a 的取值范围是-1<a <1.答案:(1){x |0<x <3}(2)①(1,+∞);②(-1,1) 状元随笔(1)log 33=1. (2)由对数函数的单调性求解. 题型三:对数函数性质的综合应用例3:已知函数f (x )=log a (1+x )+log a (3-x )(a >0且a ≠1). (1)求函数f (x )的定义域;(2)若函数f (x )的最小值为-2,求实数a 的值. 解析:(1)由题意得⎩⎨⎧1+x >0,3-x >0,解得-1<x <3,所以函数f (x )的定义域为(-1,3). (2)因为f (x )=log a [(1+x )(3-x )] =log a (-x 2+2x +3) =log a [-(x -1)2+4],若0<a <1,则当x =1时,f (x )有最小值log a 4, 所以log a 4=-2,a -2=4,又0<a <1,所以a =12.若a >1,则当x =1时,f (x )有最大值log a 4,f (x )无最小值.综上可知,a =12.真数大于0.分0<a<1,a>1两类讨论.方法归纳:1.解答y=log a f(x)型或y=f(log a x)型函数需注意的问题①要注意变量的取值范围.例如,f(x)=log2x,g(x)=x2+x,则f(g(x))=log2(x2+x)中需要g(x)>0;g(f(x))=(log2x)2+log2x中需要x>0.②判断y=log a f(x)型或y=f(log a x)型函数的奇偶性,首先要注意函数中变量的范围,再利用奇偶性定义判断.2.形如y=log a f(x)的函数的单调性判断首先要确保f(x)>0,当a>1时,y=log a f(x)的单调性在f(x)>0的前提下与y=f(x)的单调性一致.当0<a<1时,y=log a f(x)的单调性在f(x)>0的前提下与y=f(x)的单调性相反.跟踪训练3已知函数f(x)=log2(1+x2).求证:(1)函数f(x)是偶函数;(2)函数f(x)在区间(0,+∞)上是增函数.证明:(1)函数f(x)的定义域是R,f(-x)=log2[1+(-x)2]=log2(1+x2)=f(x),所以函数f(x)是偶函数.(2)设0<x1<x2,则f(x1)-f(x2)=log2(1+x21)-log2(1+x22)=log21+x21 1+x22,由于0<x1<x2,则0<x21<x22,则0<1+x21<1+x22,所以0<1+x211+x22<1.又函数y=log2x在(0,+∞)上是增函数,所以log21+x211+x22<0.所以f(x1)<f(x2).所以函数f(x)在区间(0,+∞)上是增函数.(1)函数是偶函数,f(-x)=f(x).(2)用定义法证明函数是增函数.题型四:几类函数模型的增长差异例4:(1)下列函数中,增长速度最快的是()A.y=2018xB.y=x2018C.y=log2018xD.y=2018x则关于x呈指数型函数变化的变量是________.解析:(1)比较幂函数、指数函数与对数函数、一次函数可知,指数函数增长速度最快.(2)以爆炸式增长的变量呈指数函数变化.从表格中可以看出,四个变量y1,y2,y3,y4均是从2开始变化,且都是越来越大,但是增长速度不同,其中变量y2的增长速度最快,画出它们的图象(图略),可知变量y2关于x呈指数型函数变化.答案:(1)A(2)y2状元随笔(1)由题意,指数函数增长速度最快.(2)观察变量y1,y2,y3,y4的变化情况→找出增长速度最快的变量→该变量关于x呈指数型函数变化跟踪训练4:分析指数函数y=2x与对数函数y=log2x在区间[1,+∞)上的增长情况.解析:指数函数y=2x,当x由x1=1增加到x2=3时,x2-x1=2,y2-y1=23-21=6;对数函数y=log2x,当x由x1=1增加到x2=3时,x2-x1=2,而y2-y1=log23-log21≈1.5850.由此可知,在区间[1,+∞)上,指数函数y=2x随着x的增长函数值的增长速度快,而对数函数y=log2x的增长速度缓慢.状元随笔在同一平面直角坐标系内作出函数y =2x 和y =log 2x 的图象,从图象上可观察出函数的增长变化情况.如图:二、学业达标(一)选择题1.设a =log 0.50.9,b =log 1.10.9,c =1.10.9,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a <b <c B .b <a <c C .b <c <a D .a <c <b解析:因为0=log 0.51<a =log 0.50.9<log 0.50.5=1, b =log 1.10.9<log 1.11=0,c =1.10.9>1.10=1, 所以b <a <c ,故选B . 答案:B2.y 1=2x ,y 2=x 2,y 3=log 2x ,当2<x <4时,有( ) A .y 1>y 2>y 3 B .y 2>y 1>y 3 C .y 1>y 3>y 2 D .y 2>y 3>y 1解析:在同一平面直角坐标系内画出这三个函数的图象(图略),在区间(2,4)内,从上到下图象依次对应的函数为y 2=x 2,y 1=2x ,y 3=log 2x ,故y 2>y 1>y 3.答案:B3.若log a 34<1(a >0,且a ≠1),则实数a 的取值范围是( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34B .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34∪(1,+∞)C .(1,+∞)D .(0,1)解析:当a >1时,log a 34<0<1,成立. 当0<a <1时,y =log a x 为减函数.由log a 34<1=log a a ,得0<a <34.综上所述,0<a <34或a >1. 答案:B4.函数y =log 0.4(-x 2+3x +4)的值域是( ) A .(0,2] B .[-2,+∞) C .(-∞,-2] D .[2,+∞)解析:-x 2+3x +4=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -322+254≤254,又-x 2+3x +4>0,则0<-x 2+3x +4≤254,函数y =log 0.4x 为(0,+∞)上的减函数,则y =log 0.4(-x 2+3x +4)≥log 0.4254=-2,函数的值域为[-2,+∞).答案:B (二)填空题5.函数f (x )=log a x (a >0,且a ≠1)在[2,3]上的最大值为1,则a =________. 解析:当a >1时,f (x )的最大值是f (3)=1, 则log a 3=1,∴a =3>1.∴a =3符合题意. 当0<a <1时,f (x )的最大值是f (2)=1.则log a 2=1,∴a =2>1.∴a =2不合题意,综上知a =3. 答案:36.已知函数f (x )=log 2a -x1+x 为奇函数,则实数a 的值为________.解析:由奇函数得f (x )=-f (-x ), log 2a -x 1+x =-log 2a +x 1-x,a -x 1+x =1-x a +x ,a 2=1, 因为a ≠-1, 所以a =1. 答案:17.如果函数f (x )=(3-a )x 与g (x )=log a x 的增减性相同,则实数a 的取值范围是________.解析:若f (x ),g (x )均为增函数,则⎩⎨⎧3-a >1,a >1,则1<a <2;若f (x ),g (x )均为减函数,则⎩⎨⎧0<3-a <1,0<a <1,无解.答案:(1,2) (三)解答题8.比较下列各组对数值的大小: (1)log 151.6与log 152.9;(2)log 21.7与log 23.5; (3)log 123与log 153;(4)log 130.3与log 20.8.解析:(1)∵y =log 15x 在(0,+∞)上单调递减,1.6<2.9,∴log 151.6>log 152.9.(2)∵y =log 2x 在(0,+∞)上单调递增,而1.7<3.5, ∴log 21.7<log 23.5.(3)借助y =log 12x 及y =log 15x 的图象,如图所示.在(1,+∞)上,前者在后者的下方, ∴log 123<log 153.(4)由对数函数性质知,log 130.3>0,log 20.8<0,∴log 130.3>log 20.8.9.已知log a (2a +3)<log a 3a ,求a 的取值范围.解析:(1)当a >1时,原不等式等价于⎩⎨⎧ a >1,2a +3<3a ,2a +3>0,解得a >3.(2)当0<a <1时,原不等式等价于⎩⎨⎧0<a <1,2a +3>3a ,3a >0,解得0<a <1.综上所述,a 的范围是(0,1)∪(3,+∞). 尖子生题库:10.已知a >0且a ≠1,f (log a x )=a a 2-1⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x .(1)求f (x );(2)判断f (x )的单调性和奇偶性;(3)对于f (x ),当x ∈(-1,1)时,有f (1-m )+f (1-2m )<0,求m 的取值范围. 解析:(1)令t =log a x (t ∈R ),则x =a t ,且f (t )=a a 2-1⎝⎛⎭⎪⎫a t -1a t ,所以f (x )=aa 2-1(a x -a -x )(x ∈R );(2)因为f (-x )=a a 2-1(a -x -a x ) =-f (x ), 且x ∈R ,所以f (x )为奇函数.当a >1时,a x -a -x 为增函数,并且注意到a a 2-1>0, 所以这时f (x )为增函数;当0<a <1时,类似可证f (x )为增函数.所以f (x )在R 上为增函数;(3)因为f (1-m )+f (1-2m )<0,且f (x )为奇函数,所以f (1-m )<f (2m -1).因为f (x )在(-1,1)上为增函数,所以⎩⎨⎧ -1<1-m <1,-1<2m -1<1,1-m <2m -1.解之,得23<m <1. 即m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫23,1.小课堂:如何培养自主学习能力?自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式。
高三数学一轮复习学案:对数与对数函数
高三数学一轮复习学案:对数与对数函数一、考试要求: 1)理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数。
(2)理解对数函数的概念,了解对数函数的单调性。
(3)知道指数函数x a y =与对数函数)1,0(log ≠>=a a x y a 互为反函数二、知识梳理:1.对数的概念:如果)1,0(≠>=a a N a b ,那么幂指数b 叫做以a 为底数的对数,记作 _____________,其中a 叫做底数,N 叫做____________.2.积、商、幂、方根的对数 (N M ,都是正数,,0>a 且)0,1≠≠n a(1)=⨯)(log N M a __________(2)=MN alog ___________(3)=n a M log ________ 3.对数的换底公式及对数的恒等式(供选用) (1)=N a a log _____(对数恒等式)(2)=n a a log ______ 3)a N N b b a log log log =(换底公式) (4)a b b a log 1log =(5)n a a N N n log log =1、设c b a ,,均为正数,且a a 21log 2=,b b 21log 21=⎪⎭⎫ ⎝⎛,c c2log 21=⎪⎭⎫ ⎝⎛.则( ) A.c b a << B. a b c << C. b a c << D. c a b <<2、设1a >,函数()log a f x x =在区间[,2]a a 上的最大值与最小值之差为12,则a = A .2 C ..43、已知函数2sin1()log (65)f x x x =-+在(,)a +∞上是减函数,则实数a 的取值范围( )A. (5,+∞)B. (3,+∞)C. (-∞,3)D. [5,)+∞4、已知函数)1(),2lg()(≥-=x b x f x 的值域是[),0+∞则( )A.1≤bB.1<bC.1≥bD.1=b5、55ln ,33ln ,22ln ===c b a 则( ) A. c b a << B.a b c << C.b a c << D.c a b <<6、(08重庆)已知1249a =(a>0) ,则23log a = . 7、已知函数)3(x f y =的定义域是][2,1,则函数)(log 2x f y =的定义域是8、函数)43(log )(231--=x x x f 的单调增区间是_________9、已知函数]1)1()1lg[()(22+++-=x a x a x f (1)若)(x f 得定义域为),(+∞-∞,求实数a 的取值范围; (2)若)(x f 的值域为),(+∞-∞,求实数a 的取值范围。
高三数学一轮复习精品教案1:2.5对数与对数函数教学设计
2.5对数与对数函数1.对数的定义如果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. 2.对数的性质与运算及换底公式 (1)对数的性质(a >0且a ≠1):①log a 1=0;②log a a =1;③a log a N =N . (2)对数的换底公式基本公式:log a b =log c blog c a (a ,c 均大于0且不等于1,b >0).(3)对数的运算法则:如果a >0且a ≠1,M >0,N >0,那么 ①log a (M ·N )=log a M +log a N , ②log a MN =log a M -log a N ,③log a M n =n log a M (n ∈R ). 3.对数函数的图像与性质4.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,它们的图像关于直线y =x 对称.1.在运算性质log a M n =n log a M 中,易忽视M >0. 2.解决与对数函数有关的问题时易漏两点: (1)函数的定义域; (2)对数底数的取值范围. 『试一试』1.(2013·苏中三市、连云港、淮安二调)“M >N ”是“log 2M >log 2N ”成立的____________条件(填“充分不必要”“必要不充分”“充要”或“既不充分又不必要”).『解析』当M ,N 为负数时,不能得到log 2M >log 2N ,而根据函数y =log 2x 的单调性可知,当log 2M >log 2N 时,可得M >N . 『答案』必要不充分2.(2014·常州期末)函数f (x )=log 2(4-x 2)的值域为________.『解析』因为4-x 2∈(0,4』,所以log 2(4-x 2)∈(-∞,2』,故原函数的值域为(-∞,2』. 『答案』(-∞,2』1.对数值的大小比较的基本方法(1)化同底后利用函数的单调性;(2)作差或作商法; (3)利用中间量(0或1);(4)化同真数后利用图像比较. 2.明确对数函数图像的基本点 (1)当a >1时,对数函数的图像“上升”; 当0<a <1时,对数函数的图像“下降”.(2)对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图像过定点(1,0),且过点(a,1)⎝⎛⎭⎫1a ,-1,函数图像只在第一、四象限. 『练一练』1.函数y =log a (3x -2)(a >0,a ≠1)的图像经过定点A ,则A 点坐标是________. 『答案』(1,0)2.(2013·全国卷Ⅱ改编)设a =log 32,b =log 52,c =log 23,则a ,b ,c 的大小关系为________. 『解析』易知log 23>1,log 32,log 52∈(0,1).在同一平面直角坐标系中画出函数y =log 3 x 与y =log 5 x 的图像,观察可知log 32>log 52.所以c >a >b .比较a ,b 的其他解法:log 32>log 33=12,log 52<log 55=12,得a >b ;0<log 23<log 25,所以1log 23>1log 25,结合换底公式即得log 32>log 5 2.『答案』c >a >b计算下列各题: (1)lg 37+lg 70-lg 3-lg 32-lg 9+1;(2)12lg 3249-43lg 8+lg 245 『解析』(1)原式=lg 37×703-lg 32-2lg 3+1=lg 10-lg 3-12=1-|lg 3-1|=lg3.(2)12lg 3249-43lg 8+lg 245 =12×(5lg 2-2lg 7)-43×32lg 2+12(lg 5+2lg 7) =52lg 2-lg 7-2lg 2+12lg 5+lg 7 =12lg 2+12lg 5=12lg(2×5)=12. 『备课札记』 『类题通法』对数运算的一般思路(1)首先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后正用对数运算性质化简合并.(2)将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算.『典例』 (1)(2014·南通期末)如图,矩形ABCD 的三个顶点A ,B ,C 分别在函数y =log22x ,y =x 12,y =⎝⎛⎭⎫22x 的图像上,且矩形的边分别平行于两坐标轴.若点A 的纵坐标为2,则点D 的坐标为________. (2)当0<x ≤12时,4x <log a x ,则a 的取值范围是________.『解析』 (1)由条件得,点A 在函数y =log22x 的图像上,从而由2=log 22x 得x A =12.而点B 在函数y =x 12上,从而2=x 12,解得x B =4.于是点C 的横坐标为4.又点C 在函数y =⎝⎛⎭⎫22x上,从而y C =14,于是点D 的坐标为⎝⎛⎭⎫12,14. (2)构造函数f (x )=4x 和g (x )=log a x ,当a >1时不满足条件,当0<a <1时,画出两个函数在⎝⎛⎦⎤0,12上的图像,可知,f ⎝⎛⎭⎫12<g ⎝⎛⎭⎫12,即2<log a 12,则a >22,所以a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫22,1.『答案』 (1)⎝⎛⎭⎫12,14 (2)⎝⎛⎭⎫22,1 『备课札记』『解析』设f 1(x )=(x -1)2,f 2(x )=log a x ,要使当x ∈(1,2)时,不等式(x -1)2<log a x 恒成立,只需f 1(x )=(x -1)2在(1,2)上的图像在f 2(x )=log a x 图像的下方即可. 当0<a <1时,显然不成立; 当a >1时,如图,要使x ∈(1,2)时f 1(x )=(x -1)2的图像在f 2(x )=log a x 的图像下方,只需f 1(2)≤f 2(2), 即(2-1)2≤log a 2, 又即log a 2≥1.所以1<a ≤2,即实数a 的取值范围是(1,2』. 『答案』(1,2』 『类题通法』应用对数型函数的图像可求解的问题(1)对一些可通过平移、对称变换作出其图像的对数型函数,在求解其单调性(单调区间)、值域(最值)、零点时,常利用数形结合思想.(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图像问题,利用数形结合法求解. 『针对训练』已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧lg x , 0<x ≤10,⎪⎪⎪⎪-12x +6, x >10,若a ,b ,c 互不相等,且f (a )=f (b )=f (c ),则a +b +c 的取值范围是________.『解析』令-12x +6=0,得x =12.因为a ,b ,c 互不相等,令a <b <c ,作出f (x )的图像,如图所示.令f (a )=f (b )=f (c )=t ,则根据图像可得1<a <10,b +c =2×12=24,故a +b +c ∈(25,34).『答案』(25,34)『典例』 已知函数f (x )=log 4(ax 2+2x +3). (1)若f (1)=1,求f (x )的单调区间;(2)是否存在实数a ,使f (x )的最小值为0?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由. 『解析』 (1)∵f (1)=1,∴log 4(a +5)=1,因此a +5=4,a =-1, 这时f (x )=log 4(-x 2+2x +3).由-x 2+2x +3>0得-1<x <3,函数f (x )的定义域为(-1,3). 令g (x )=-x 2+2x +3,则g (x )在(-1,1)上单调递增,在(1,3)上单调递减. 又y =log 4x 在(0,+∞)上单调递增,所以f (x )的单调递增区间是(-1,1),单调递减区间是(1,3). (2)假设存在实数a 使f (x )的最小值为0, 则h (x )=ax 2+2x +3应有最小值1, 因此应有⎩⎪⎨⎪⎧a >0,3a -1a =1,解得a =12.故存在实数a =12使f (x )的最小值为0.『备课札记』『类题通法』求复合函数y =f (g (x ))的单调区间的步骤(1)确定定义域;(2)将复合函数分解成基本初等函数y =f (u ),u =g (x ); (3)分别确定这两个函数的单调区间;(4)若这两个函数同增或同减,则y =f (g (x ))为增函数,若一增一减,则y =f (g (x ))为减函数,即“同增异减”. 『针对训练』已知f (x )=log a (a x -1)(a >0且a ≠1). (1)求f (x )的定义域; (2)判断函数f (x )的单调性.『解析』(1)由a x -1>0得a x >1,当a >1时,x >0; 当0<a <1时,x <0.∴当a >1时,f (x )的定义域为(0,+∞); 当0<a <1时,f (x )的定义域为(-∞,0). (2)当a >1时,设0<x 1<x 2,则1<ax 1<ax 2, 故0<ax 1-1<ax 2-1, ∴log a (ax 1-1)<log a (ax 2-1). ∴f (x 1)<f (x 2).故当a >1时,f (x )在(0,+∞)上是增函数.类似地,当0<a <1时,f (x )在(-∞,0)上为增函数.『课堂练通考点』1.(2014·深圳第一次调研)设f (x )为定义在R 上的奇函数,当x >0时,f (x )=log 3(1+x ),则f (-2)=________.『解析』由题意得,f (-2)=-f (2)=-log 3(1+2)=-1. 『答案』-12.(2013·广东高考改编)函数y =lg x +1x -1的定义域是________.『解析』由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ x +1>0,x -1≠0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x >-1,x ≠1,『答案』(-1,1)∪(1,+∞)3.(2013·苏北四市二调)已知函数f (x )=a log 2x -b log 3x +2,若f ⎝⎛⎭⎫12 014=4,则f (2 014)的值为________.『解析』令g (x )=f (x )-2=a log 2x -b log 3x ,可得g (x )满足g ⎝⎛⎭⎫1x =-g (x ).所以由g ⎝⎛⎭⎫12 014=f ⎝⎛⎭⎫12 014-2=2,得g (2 014)=-2,所以f (2 014)=0. 『答案』04.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧21-x ,x ≤1,1-log 2x ,x >1,则满足f (x )≤2的x 的取值范围是________.『解析』f (x )≤2⇔⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤1,21-x ≤2,或⎩⎪⎨⎪⎧x >1,1-log 2x ≤2,⇔0≤x ≤1或x >1.『答案』『0,+∞)5.(2014·南京模拟)若log 2a 1+a 21+a <0,则a 的取值范围是________.『解析』当2a >1时,∵log 2a 1+a 21+a <0=log 2a 1,∴1+a 21+a <1.∵1+a >0,∴1+a 2<1+a , ∴a 2-a <0,∴0<a <1,∴12<a <1.当0<2a <1时,∵log 2a 1+a 21+a <0=log 2a 1,∴1+a 21+a>1. ∵1+a >0,∴1+a 2>1+a .∴a 2-a >0,∴a <0或a >1,此时不合题意. 综上所述,a ∈⎝⎛⎭⎫12,1. 『答案』⎝⎛⎭⎫12,16.(2013·北京高考)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 12x ,x ≥1,2x ,x <1的值域为________.『解析』当x ≥1时,log 12x ≤0,当x <1时,0<2x <2,故值域为(0,2)∪(-∞,0』=(-∞,2).『答案』(-∞,2)。
第04讲 对数与对数函数(含对数型糖水不等式的应用)(学生版) 备战2025年高考数学一轮复习学案
第04讲 对数与对数函数(含对数型糖水不等式的应用)(8类核心考点精讲精练)1. 5年真题考点分布2. 命题规律及备考策略【命题规律】本节内容是新高考卷的命题常考内容,设题多为函数性质或函数模型,难度中等,分值为5-6分【备考策略】1.理解对数的概念和运算性质,熟练指对互化,能用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数2.了解对数函数的概念,能画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数的单调性与特殊点3.熟练掌握对数函数x y a log =0(>a 且)1≠a 与指数函数x a y =0(>a 且)1≠a 的图象关系【命题预测】本节内容通常会考查指对幂的大小比较、对数的运算性质、对数的函数模型等,需要重点备考复习1.对数的运算(1)对数的定义如果,那么把叫做以为底,的对数,记作N x a log =,其中叫做对数的底数,叫做真数(2)对数的分类一般对数:底数为,,记为N a log 常用对数:底数为10,记为,即:xx lg log 10=自然对数:底数为e (e ≈2.71828…),记为,即:x x e ln log =(3)对数的性质与运算法则①两个基本对数:①01log =a ,②1log =a a ②对数恒等式:①N a N a =log ,②N a Na =log 。
③换底公式:aba b a b b c c a ln ln lg lg log log log ===;推广1:对数的倒数式ab b a log 1log =1log log =⋅⇒a b b a 推广2:d d c b a c b a c b a c b a log log log log 1log log log =⇒=。
④积的对数:()N M MN a a a log log log +=;(01)xa N a a =>≠且x a N a N a 0,1a a >≠且lg N ln N⑤商的对数:N M NMa a alog log log -=;⑥幂的对数:❶b m b a ma log log =,❷b nb a a n log 1log =,❸b n mb a ma n log log =,❹mna ab b nm log log =2.对数函数(1)对数函数的定义及一般形式形如:()0,10log >≠>=x a a x y a 且的函数叫做对数函数(2)对数函数的图象和性质图象定义域:()∞+,0值域:R当1=x 时,0=y 即过定点()0,1当时,;当时,当时,;当时,性质在()∞+,0上为增函数(5)在()∞+,0上为减函数3.对数型糖水不等式(1) 设 n N +Î, 且 1n >, 则有 12log log (1)n n n n ++<+ (2) 设 1,0a b m >>>, 则有 log log ()a a m b b m +<+(3) 上式的倒数形式:设 1,0a b m >>>, 则有 log log ()b b ma a m +>+1.(2024·重庆·三模)已知2log 5,85ba ==,则ab =.1a >01a <<01x <<(,0)y Î-∞1x >(0,)y Î+∞1x >(,0)y Î-∞01x <<(0,)y Î+∞2.(2024·青海·模拟预测)若3log 5a =,56b =,则3log 2ab -=( )A .1B .-1C .2D .-23.(2024·四川·模拟预测)若实数m ,n ,t 满足57m n t ==且112m n+=,则t =( )A.B .12CD1.(2024·河南郑州·三模)已知log 4log 4a b b a +=,则22a b 的值为.2.(2024·全国·高考真题)已知1a >且8115log log 42a a -=-,则=a .3.(2024·辽宁丹东·一模)若23a=,35b =,54c =,则4log abc =( )A .2-B .12CD .11.(2024·河南·三模)函数()f x = )A .(,0]-∞B .(,1)-∞C .[0,1)D .[0,)+∞1.(2023·广东珠海·模拟预测)函数()lg(21)f x x =-的定义域是( )A .1,2æö-∞ç÷èøB .1,2æö+∞ç÷èøC .1,2æù-∞çúèûD .1,2éö+∞÷êëø2.(2024·青海海南·二模)函数()2lg 10()x f x x-=的定义域为( )A.(B.(,)-∞+∞U C.[D.(È1.(2024高三·全国·专题练习)已知函数① y =log ax ;② y =log bx ;③ y =log cx ;④ y =log dx 的大致图象如图所示,则下列不等关系正确的是( )A .a +c <b +aB .a +d <b +cC .b +c <a +dD .b +d <a +c2.(2024·广东深圳·二模)已知0a >,且1a ≠,则函数1log a y x a æö=+ç÷èø的图象一定经过( )A .一、二象限B .一、三象限C .二、四象限D .三、四象限3.(2024·陕西渭南·二模)已知直线240mx ny +-=(0m >,0n >)过函数()log 12a y x =-+(0a >,且1a ≠)的定点T ,则26m n+的最小值为 .1.(2024高三·全国·专题练习)在同一平面直角坐标系中,函数y =1x a,y =log a (x +12)(a >0,且a ≠1)的图象可能是( )A .B .C .D .2.(2024·全国·模拟预测)若函数()log 21(0a y x a =-+>,且1)a ≠的图象所过定点恰好在椭圆221(0,0)x y m n m n+=>>上,则m n +的最小值为 .1.(辽宁·高考真题)函数212log (56)y x x =-+的单调减区间为( )A .52,æö+∞ç÷èøB .(3)+∞,C .52æö-∞ç÷èø,D .()2-∞,2.(2024·江苏南通·模拟预测)已知函数()ln(2)f x ax =+在区间(1,2)上单调递减,则实数a 的取值范围是( )A .a<0B .10a -£<C .10a -<<D .1a ³-3.(2024·全国·高考真题)已知函数22,0()e ln(1),0x x ax a x f x x x ì---<=í++³î在R 上单调递增,则a 的取值范围是( )A .(,0]-∞B .[1,0]-C .[1,1]-D .[0,)+∞4.(2024·北京·高考真题)已知()11,x y ,()22,x y 是函数2x y =的图象上两个不同的点,则( )A .12122log 22y y x x ++<B .12122log 22y y x x ++>C .12212log 2y y x x +<+D .12212log 2y y x x +>+1.(23-24高三下·青海西宁·开学考试)已知函数()()2lg 1f x x ax =++在区间(),2-∞-上单调递减,则a 的取值范围为 .2.(2022高三·全国·专题练习)函数()()215log 232f x x x =-++的单调递减区间为 .3.(23-24高三上·甘肃白银·阶段练习)已知()()312,1log ,1a a x a x f x x x ì-+£=í>î是R 上的单调递减函数,则实数a 的取值范围为.1.(山东·高考真题)函数2()log 31()xf x =+的值域为( )A .(0,)+∞B .[0,)+∞C .(1,)+∞D .[1,)+∞2.(22-23高三上·河北·阶段练习)已知函数()()2lg 65f x ax x =-+的值域为R ,那么a 的取值范围是 .3.(23-24高一下·上海闵行·阶段练习)函数()[]212log 2,2,6y x x x =+-Î的最大值为 .1.(2024高三·全国·专题练习)函数()[]ln ,1,e f x x x x =+Î的值域为.2.(2023高一·全国·课后作业)函数()212log 617y x x =-+的值域是 .3.(2024高三·全国·专题练习)已知函数()()2log 14f x x x =££,则函数()()()221g x f x f x éù=++ëû的值域为 .1.(2024高三·全国·专题练习)已知函数)2()log f x x =-是奇函数,则=a.2.(23-24高一上·安徽阜阳·期末)若函数()()(e e ln 1x x m n f x x -=-++(m ,n 为常数)在[]1,3上有最大值7,则函数()f x 在[]3,1--上( )A .有最小值5-B .有最大值5C .有最大值6D .有最小值7-3.(2024·江苏泰州·模拟预测)已知函数()21log 1f x a b x æö=-+ç÷+èø,若函数()f x 的图象关于点()1,0对称,则log a b =( )A .-3B .-2C .12-D .13-1.(22-23高二下·江西上饶·阶段练习)已知函数())3ln3f x x x =--+,[2023,2023]x Î-的最大值为M ,最小值为m ,则M m += .2.(2024·宁夏银川·二模)若()1ln 1f x a b x++-=是奇函数,则b = .1.(2024·天津·高考真题)若0.30.34.24.2 4.2log 0.2a b c -===,,,则a b c ,,的大小关系为( )A .a b c >>B .b a c >>C .c a b>>D .b c a>>2.(2022·天津·高考真题)已知0.72a =,0.713b æö=ç÷èø,21log 3c =,则( )A .a c b >>B .b c a >>C .a b c >>D .c a b>>3.(2022·全国·高考真题)设0.110.1e ,ln 0.99a b c ===-,则( )A .a b c <<B .c b a <<C .c<a<bD .a c b<<4.(2021·全国·高考真题)设2ln1.01a =,ln1.02b =,1c =.则( )A .a b c<<B .b<c<aC .b a c<<D .c<a<b1.(2021·天津·高考真题)设0.3212log 0.3,log 0.4,0.4a b c ===,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a b c <<B .c<a<bC .b<c<aD .a c b<<2.(2021·全国·高考真题)已知5log 2a =,8log 3b =,12c =,则下列判断正确的是( )A .c b a<<B .b a c<<C .a c b <<D .a b c<<3.(2024·全国·模拟预测)若log 4a =,14log 7b =,12log 6c =,则( )A .a b c >>B .b c a >>C .c b a>>D .a c b>>4.(23-24高三上·河北保定·阶段练习)设3log 4a =,0.8log 0.7b =,511.02c =,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a c b <<B .a b c <<C .b a c<<D .c<a<b5.(2024·山西·二模)设202310121011a æö=ç÷èø,202510131012b æö=ç÷èø,则下列关系正确的是( )A .2e a b <<B .2e b a <<C .2e a b <<D .2e b a <<1.(2022·全国·统考高考真题)已知910,1011,89m m m a b ==-=-,则( )A .0a b>>B .0a b >>C .0b a >>D .0b a>>1. 比较大小: 7log 4 与 9log 6?2.(2024·重庆·模拟预测)设2024log 2023a =,2023log 2022b =,0.2024log 0.2023c =,则( )A .c<a<b B .b<c<a C .b a c<<D .a b c<<一、单选题1.(2024·河北衡水·三模)已知集合{}()11,2,3,4,51lg 12A B x x ìü==-£-£íýîþ,,则A B =I ( )A .11510x x ìü££íýîþB .{2,3,4}C .{2,3}D .11310x x ìü££íýîþ2.(2024·贵州贵阳·三模)已知()()40.34444,log ,log log a b a c a ===,则( )A .a b c>>B .a c b>>C .b c a>>D .c a b>>3.(2024·天津滨海新·三模)已知2log 0.42a =,0.4log 2b =,031log 0.4c =.,则( )A .a b c>>B .b a c>>C .c a b>>D .a c b>>4.(2024·江苏宿迁·三模)已知函数()f x 为R 上的奇函数,且当0x >时,22()log 13f x x =-,则(f =( )A .59B .59-C .49D .49-5.(2024·河北沧州·模拟预测)直线4x =与函数()()12log (1),log a f x x a g x x =>=分别交于,A B 两点,且3AB =,则函数()()()h x f x g x =+的解析式为( )A .()2log h x x =-B .()4log h x x =-C .()2log h x x=D .()4log h x x=6.(2024·江苏盐城·模拟预测)函数cos y x =与lg y x =的图象的交点个数是( )A .2B .3C .4D .67.(2024·四川成都·模拟预测)已知定义在R 上的奇函数()f x 满足(3)(1)f x f x +=-,且当(2,0)x Î-时,2()log (3)f x x =+,则(2021)(2024)f f -=( )A .1B .1-C .21log 3-D .21log 3--二、填空题8.(2024·湖北·模拟预测)若函数()()()2ln e R x f x a x x =--Î为偶函数,则=a.9.(2024·吉林·模拟预测)若函数()ln(1)f x ax =+在(1,2)上单调递减,则实数a 的取值范围为.10.(2024·四川成都·三模)函数()ln 2m x f x x -=+的图象过原点,且()()e e 2x x g x f x m l l --=++,若()6g a =,则()g a -=.一、单选题1.(2024·黑龙江·模拟预测)设函数()ln ||f x x a =-在区间(2,3)上单调递减,则a 的取值范围是( )A .(,3]-∞B .(,2]-∞C .[2,)+∞D .[3,)+∞2.(2024·山东菏泽·模拟预测)已知函数()()()2e 1ln 2013mx f x m x+=->-是定义在区间(),a b 上的奇函数,则实数b 的取值范围是( )A .(]0,9B .(]0,3C .20,3æùçúèûD .10,3æùçúèû3.(2024·河北·三模)已知(),,1,a b c Î+∞,8ln ln10a a =,7ln ln11b b =,6ln ln12cc =,则下列大小关系正确的是( )A .c b a>>B .a b c>>C .b c a>>D .c a b>>4.(2024·广西贵港·模拟预测)已知函数41()log (41)2xf x x =+-,若(1)(21)-£+f a f a 成立,则实数a 的取值范围为( )A .(,2]-∞-B .(,2][0,)-∞-È+∞C .4[2,]3-D .4(,2][,)3-∞-+∞U 5.(2024·湖北黄冈·模拟预测)已知7ln 5a =,2cos 5b =,25c =,则,,a b c 的大小关系为( )A .a b c >>B .b c a >>C .c b a >>D .c a b>>6.(2024·陕西安康·模拟预测)已知函数()13,4443log (4)1,4a x x f x x x ì-£ïï-=íï->ïî是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围是( )A .()0,1B.(C.(D .()1,37.(2024·河北衡水·模拟预测)设0,1a a >≠,若函数())23log 1a x a f x a x a æö-=+ç÷-èø是偶函数,则=a ( )A .12B .32C .2D .38.(2024·湖北黄冈·二模)已知a b c d ,,,分别满足下列关系:1715161731615,log 16,log ,tan 162a b c d ====,则a b c d ,,,的大小关系为( )A .a b c d<<<B .c a b d <<<C .a c b d <<<D .a d b c<<<二、多选题9.(2024·山东菏泽·模拟预测)已知函数()0,01ln ,1x f x x x <<ì=í³î,若0a b >>,且1³ab ,则下列关系式一定成立的为( )A .()()b f a bf a =B .()()()f ab f a f b =+C .()()a f f a f b b æö³-ç÷èøD .()()()ln2f a b f a f b +<++三、填空题10.(2024·陕西西安·模拟预测)函数1log 2x a y x a -=++(0a >且1a ≠)的图象恒过定点(),k b ,若m n b k +=-且0m >,0n >,则91m n +的最小值为 .1.(2024·全国·高考真题)已知1a >且8115log log 42a a -=-,则=a .2.(2024·全国·高考真题)设函数()()ln()f x x a xb =++,若()0f x ³,则22a b +的最小值为( )A .18B .14C .12D .13.(2023·北京·高考真题)已知函数2()4log x f x x =+,则12f æö=ç÷èø.4.(2023·全国·高考真题)(多选)噪声污染问题越来越受到重视.用声压级来度量声音的强弱,定义声压级020lgp p L p =´,其中常数()000p p >是听觉下限阈值,p 是实际声压.下表为不同声源的声压级:声源与声源的距离/m 声压级/dB 燃油汽车1060~90混合动力汽车105060:电动汽车1040已知在距离燃油汽车、混合动力汽车、电动汽车10m 处测得实际声压分别为123,,p p p ,则( ).A .12p p ³B .2310p p >C .30100p p =D .12100p p £5.(2022·天津·高考真题)化简()()48392log 3log 3log 2log 2++的值为( )A .1B .2C .4D .66.(2022·浙江·高考真题)已知825,log 3a b ==,则34a b -=( )A .25B .5C .259D .537.(2022·全国·高考真题)若()1ln 1f x a b x ++-=是奇函数,则=a ,b = .8.(2021·天津·高考真题)若2510a b ==,则11a b+=( )A .1-B .lg 7C .1D .7log 109.(2021·全国·高考真题)青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量.通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L 和小数记录表的数据V 满足5lg LV =+.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据为( ) 1.259»)A .1.5B .1.2C .0.8D .0.610.(2020·全国·高考真题)已知55<84,134<85.设a=log53,b=log85,c=log138,则()A.a<b<c B.b<a<c C.b<c<a D.c<a<b。
高三数学一轮复习-对数与对数函数1教案
浙江省衢州市高三数学一轮复习对数与对数函数1教案教材分析:对数函数放在指数函数之后学习,它是指数函数的反函数,与指数函数关系密切。
对数函数的性质是高考的热点,题型一般为选择题、填空题,属于中低档题。
主要考察利用对数函数的性质比较数值大小,求定义域、值域以及对数函数与相应指数函数的关系。
学情分析:对数函数是指数函数的反函数,在研究对数函数之前首先要掌握指数式与对数式的对应关系,在此基础上研究对数的相关性质。
由于对数是高一上学期学的,现在对于这些概念性的题肯定已经模糊,故在教学上以基本的概念、性质为主,为接下来对数函数性质的学习做铺垫。
教学目标:1.理解对数的概念,了解对数与指数的关系;2.理解和掌握对数的性质;3.掌握对数式与指数式的关系.教学重点:对数式与指数式的互化及对数的性质教学难点:推导对数性质。
教学过程:一、知识梳理:1、对数的概念一般地,若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 a叫做对数的底数,N叫做真数.举例:如: 4 2 16,则2 log416,读作2是以4为底,16的对数.1 21 12,则log4 2,读作是以4为底2的对数.2 24提问:你们还能指出一些对数的例子吗?2、对数式与指数式的互化在对数的概念中,要注意:(1)底数的限制a>0,且a≠1(2)a N log a N xx指数式对数式幂底数←a→对数底数指数←x→对数幂←N→真数说明:对数式log a N可看作一记号,表示底为a(a>0,且a≠1),幂为N的指数表示x方程a N(a>0,且a≠1)的解.也可以看作一种运算,即已知底为a(a>0,且a≠1)幂为N ,求幂指数的运算.因此,对数式log a N 又可看幂运算的逆运算.例题:例1将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式.(2)2 6 1 (3)(1) m(1)5=645 4 5.7364 3 (4)log 116 4 (5)log 10 0.01 2 (6)log e 10 2.3032注:(5)、(6)写法不规范,等到讲到常用对数和自然对数后,再向学生说明. (让学生自己完成,教师巡视指导)巩固练习:P 74 练习1、23.对数的性质:提问:因为a >0,a ≠1时,a x N x log aN则由1、a 2、a =a 0 =1 1 如何转化为对数式②负数和零有没有对数?③根据对数的定义,a log a N =?(以上三题由学生先独立思考,再个别提问解答)由以上的问题得到a 0 1, a 1a (a >0,且a ≠1)①②∵a >0,且a ≠1对任意的x 恒有a x N x log aN恒等式:a log a N =N4、两类对数①以10为底的对数称为常用对数,log 10 N 常记为lg N .②以无理数e=2.71828…为底的对数称为自然对数,log e N 常记为ln N .以后解题时,在没有指出对数的底的情况下,都是指常用对数,如100的对数等于2,即lg100 2.说明:在例1中,log 10 0.01应改为lg 0.01,log e 10应改为ln10.二、例题讲解例2:求下列各式中x 的值(1)log 64 x 2 (2)log x 8 6 (3)lg100 x (4)lne2x3 分析:将对数式化为指数式,再利用指数幂的运算性质求出x.2 解:(1)x (64)3 (4 ) 3 4 2 23 )4 2 13(3 161 1 1 1(2) x6 8,所以(x 10010 2 (4)由lne 所以x 2 6 )6 (8)6 (2 )6 2 2 2 3 (3)10 x ,于是x 2 2 x,得xlne2,即e -x e 2三、课堂练习:1.将下列指数式与对数式互化,有x 的求出x 的值. 1151 27 (1)52 (2)log 4 x (3)3 x 2 (4)(1)x 64(5)lg0.0001 x (6)lne 5 x 4 2.求a log a blog b c log c N 的值(a,b,c R + ,且不等于1,N >0). 四、归纳小结:对数的定义: a b N b log aN (a >0且a ≠1)1的对数是零,负数和零没有对数对数的性质log a a1 a >0且a ≠1a log a N N 五、课后作业:一.选择题1、下列各式值为0的是()A 、1B 、log 3 3C 、(2 3) 0D 、log 2 | 1| 1 2、2 2 5 log的值是(B 、5 )A 、-5 C 、 1 5 D 、- 1 53、若m=lg5-lg2,则10 5 m 的值是(C 、10)A 、 2 二、填空题B 、3 D 、1 1、lg1+lg0.1+lg0.01=2、log 15 5m,则log 15 3 13 3 5的值.log 三、计算3log 3 5板书设计课题:对数1.对数的概念x若a N(a 0,且a 1),那么数x叫例题:做以a为底N的对数,记作x log a Na叫做对数的底数,N叫做真数2.对数式与指数式的互换底数的限制a>0,且a≠1xa N log a N x指数式对数式幂底数←a→对数底数指数←x→对数幂←N→真数3.对数的性质课内练习1的对数是零,负数和零没有对数a>0且a≠1log a 1alog Na Na。
高三数学高考考前复习:对数及对数函数教案
第三节 对数及对数函数一、复习目标:1、理解和掌握对数的运算性质及对数函数的图像与性质。
2、综合运用对数函数的图像与性质解决问题。
二、重难点:重点:掌握对数的运算性质及对数函数的图像与性质。
难点:综合运用对数函数的图像与性质解决问题。
三、教学方法:讲练结合,探析归纳。
四、教学过程(一)、谈新课标要求及考纲要求和高考命题考查情况,促使学生积极参与。
学生阅读复资P19教师讲评,增强目标与参与意识。
(二)、知识梳理整合,方法定位。
(学生完成复资P18填空题,教师准对问题讲评)1、对数的概念如果b N a =(a >0,a≠1),那么b 叫做以a 为底N 的对数,记作log N b a = b N a =⇔log N b a =(a >0,a ≠1,N >0)。
2、对数的运算性质:()loglog log MN M N a a b =+。
()log log log M N M N a a b =-. log log n b b n a a =.(M >0,N >0,a >0,a ≠1)。
3、对数换底公式:log N b log log N b aa =(a >0,a ≠1,b >0,b ≠1,N >0).4、对数函数的图像及性质:①函数log x y a =(a >0,a≠1)叫做对数函数,其中x 是自变量,图像如下②对数函数的性质:定义域:(0,+∞); 值域:R ; 过点(1,0),即当x=1时,y=0. 当a >1时,在(0,+∞)上是增函数;当0<a <1时,在(0,+∞)上是减函数。
5、对数函数与指数函数的关系对数函数log a y x =与指数函数x y a =互为反函数,它们的图像关于直线y=x 对称.。
6、重难点问题探析:(1)、对数函数性质的拓展(Ⅰ)同底数的两个对数值)(log x f a 与)1,0)((log ≠>a a x g a 的大小比较若0)(,0)(,1>>>x g x f a ,则0)()()(log )(log >>⇔>x g x f x g x f a a若0)(,0)(,10>><<x g x f a ,则)()(0)(log )(log x g x f x g x f a a <<⇔< (Ⅱ)同真数的对数值大小关系如图对应关系为(1)x y a log =,(2)x y b log =,(3)x y c log =,(4)x y d log =则作直线1=y 得b a d c <<<<<10,即图象在x 轴上方的部分自左向右底数逐渐增大。
高中数学第二章对数函数2.2.1对数与对数运算第1课时对数学案(含解析)新人教版
§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.理解对数的概念、掌握对数的性质(重、难点).2.掌握指数式与对数式的互化,能应用对数的定义和性质解方程(重点).知识点1 对数1.对数(1)指数式与对数式的互化及有关概念:(2)底数a的范围是a>0,且a≠1.2.常用对数与自然对数【预习评价】(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)根据对数的定义,因为(-2)4=16,所以log(-2)16=4.( )(2)对数式log32与log23的意义一样.( )(3)对数的运算实质是求幂指数.( )提示(1)×因为对数的底数a应满足a>0且a≠1,所以(1)错;(2)×log32表示以3为底2的对数,log23表示以2为底3的对数,所以(2)错;(3)√由对数的定义可知(3)正确.知识点2 对数的基本性质 (1)负数和零没有对数. (2)log a 1=0(a >0,且a ≠1). (3)log a a =1(a >0,且a ≠1). 【预习评价】若log 32x -33=1,则x =________;若log 3(2x -1)=0,则x =________.解析 若log 32x -33=1,则2x -33=3,即2x -3=9,x =6;若log 3(2x -1)=0,则2x -1=1,即x =1. 答案 6 1题型一 对数的定义【例1】 (1)在对数式y =log (x -2)(4-x )中,实数x 的取值范围是________; (2)将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式. ①54=625;②log 216=4;③10-2=0.01;④log5125=6.(1)解析 由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧4-x >0,x -2>0,x -2≠1,解得2<x <4且x ≠3.答案 (2,3)∪(3,4)(2)解 ①由54=625,得log 5625=4. ②由log 216=4,得24=16. ③由10-2=0.01,得lg 0.01=-2. ④由log5125=6,得(5)6=125.规律方法 指数式与对数式互化的思路(1)指数式化为对数式:将指数式的幂作为真数,指数作为对数,底数不变,写出对数式. (2)对数式化为指数式:将对数式的真数作为幂,对数作为指数,底数不变,写出指数式. 【训练1】 将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:(1)43=64;(2)ln a =b ;(3)⎝ ⎛⎭⎪⎫12m=n ;(4)lg 1000=3.解 (1)因为43=64,所以log 464=3;(2)因为ln a =b ,所以e b=a ;(3)因为⎝ ⎛⎭⎪⎫12m=n ,所以log 12n =m ; (4)因为lg 1 000=3,所以103=1 000. 题型二 利用指数式与对数式的互化求变量的值 【例2】 (1)求下列各式的值.①log 981=________.②log 0.41=________.③ln e 2=________. (2)求下列各式中x 的值. ①log 64x =-23;②log x 8=6;③lg 100=x ;④-ln e 2=x .(1)解析 ①设log 981=x ,所以9x =81=92,故x =2,即log 981=2;②设log 0.41=x ,所以0.4x =1=0.40,故x =0,即log 0.41=0;③设ln e 2=x ,所以e x =e 2,故x =2,即ln e 2=2. 答案 ①2 ②0 ③2(2)解 ①由log 64x =-23得x =64-23=43×(-23)=4-2=116; ②由log x 8=6,得x 6=8,又x >0,即x =816=23×16=2;③由lg 100=x ,得10x=100=102,即x =2; ④由-ln e 2=x ,得ln e 2=-x ,所以e -x=e 2, 所以-x =2,即x =-2.规律方法 对数式中求值的基本思想和方法 (1)基本思想.在一定条件下求对数的值,或求对数式中参数字母的值,要注意利用方程思想求解. (2)基本方法.①将对数式化为指数式,构建方程转化为指数问题. ②利用幂的运算性质和指数的性质计算.【训练2】 利用指数式、对数式的互化求下列各式中x 的值. (1)log 2x =-12;(2)log x 25=2;(3)log 5x 2=2.解 (1)由log 2x =-12,得2-12=x ,∴x =22. (2)由log x 25=2,得x 2=25. ∵x >0,且x ≠1,∴x =5. (3)由log 5x 2=2,得x 2=52,∴x =±5.∵52=25>0,(-5)2=25>0, ∴x =5或x =-5.题型三 利用对数的性质及对数恒等式求值 【例3】 (1)71-log 75;(2)100⎝⎛⎭⎪⎪⎫12lg 9-lg 2; (3)alog ab ·log bc(a ,b 为不等于1的正数,c >0).解 (1)原式=7×7-log 75=77log 75=75. (2)原式=10012lg 9×100-lg 2=10lg 9×1100lg 2=9×1102lg 2 =9×110lg 4=94.(3)原式=(alog ab )log bc=blog bc=c .规律方法 对数恒等式a log a N =N 的应用 (1)能直接应用对数恒等式的直接应用即可.(2)对于不能直接应用对数恒等式的情况按以下步骤求解.【训练3】 (1)设3log 3(2x +1)=27,则x =________.(2)若log π(log 3(ln x ))=0,则x =________. 解析 (1)3log 3(2x +1)=2x +1=27,解得x =13.(2)由log π(log 3(ln x ))=0可知log 3(ln x )=1,所以ln x =3,解得x =e 3. 答案 (1)13 (2)e 3课堂达标1.有下列说法:(1)只有正数有对数;(2)任何一个指数式都可以化成对数式;(3)以5为底25的对数等于±2;(4)3log 3(-5)=-5成立.其中正确的个数为( )A.0B.1C.2D.3解析 (1)正确;(2),(3),(4)不正确. 答案 B2.使对数log a (-2a +1)有意义的a 的取值范围为( ) A.a >12且a ≠1B.0<a <12C.a >0且a ≠1D.a <12解析 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧-2a +1>0,a >0,a ≠1,解得0<a <12.答案 B3.方程lg(2x -3)=1的解为________.解析 由lg(2x -3)=1知2x -3=10,解得x =132.答案1324.计算:2log 23+2log 31-3log 77+3ln 1=________.解析 原式=3+2×0-3×1+3×0=0. 答案 05.把下列指数式化为对数式,对数式化为指数式. (1)2-3=18;(2)⎝ ⎛⎭⎪⎫17a =b ;(3)lg 11 000=-3;(4)ln 10=x .解 (1)由2-3=18可得log 218=-3;(2)由⎝ ⎛⎭⎪⎫17a=b 得log 17b =a ;(3)由lg 11 000=-3可得10-3=11 000;(4)ln 10=x 可得e x=10.课堂小结1.对数概念与指数概念有关,指数式和对数式是互逆的,即a b=N ⇔log a N =b (a >0,且a ≠1,N >0),据此可得两个常用恒等式:(1)log a ab =b ;(2)a log a N =N .2.在关系式a x=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. 3.指数式与对数式的互化基础过关1.有以下四个结论:①lg(lg 10)=0;②ln(ln e)=0;③若10=lg x ,则x =10;④若e =ln x ,则x =e 2.其中正确的是( ) A.①③ B.②④ C.①②D.③④解析 lg(lg 10)=lg 1=0,ln(ln e)=ln 1=0,故①②正确;若10=lg x ,则x =1010,故③错误;若e =ln x ,则x =e e,故④错误. 答案 C2.log a b =1成立的条件是( ) A.a =b B.a =b 且b >0 C.a >0,a ≠1D.a >0,a =b ≠1解析 由log a b =1得a >0,且a =b ≠1. 答案 D3.设a =log 310,b =log 37,则3a -b 的值为( )A.107B.710C.1049D.4910解析 3a -b=3a÷3b=3log 310÷3log 37=10÷7=107.答案 A4.若log (1-x )(1+x )2=1,则x =________. 解析 由题意知1-x =(1+x )2, 解得x =0或x =-3.验证知,当x =0时,log (1-x )(1+x )2无意义, 故x =0时不合题意,应舍去.所以x =-3. 答案 -35.若log 3(a +1)=1,则log a 2+log 2(a -1)=________.解析 由log 3(a +1)=1得a +1=3,即a =2,所以log a 2+log 2(a -1)=log 22+log 21=1+0=1. 答案 16.将下列指数式化成对数式,对数式化成指数式. (1)35=243;(2)2-5=132;(3)log 1381=-4;(4)log 2128=7.解 (1)log 3243=5;(2)log 2132=-5;(3)⎝ ⎛⎭⎪⎫13-4=81;(4)27=128.7.求下列各式中的x 的值. (1)log x 27=32;(2)log 2x =-23;(3)log x (3+22)=-2; (4)log 5(log 2x )=0; (5)x =log 2719.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 x (3+22)=-2,得3+22=x -2, ∴x =(3+22)-12=2-1.(4)由log 5(log 2x )=0,得log 2x =1.∴x =21=2. (5)由x =log 2719,得27x=19,即33x=3-2, ∴x =-23.能力提升8.对于a >0且a ≠1,下列说法正确的是( )(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)(2)B.(2)(3)(4)C.(2)D.(2)(3)解析 (1)中若M ,N 小于或等于0时,log a M =log a N 不成立;(2)正确;(3)中M 与N 也可能互为相反数且不等于0;(4)中当M =N =0时不正确. 答案 C9.已知log 3(log 5a )=log 4(log 5b )=0,则a b的值为( ) A.1 B.-1 C.5D.15解析 由log 3(log 5a )=0得log 5a =1,即a =5,同理b =5,故a b=1. 答案 A 10.方程3log 2x =127的解是________. 解析 3log 2x =3-3,∴log 2x =-3,x =2-3=18.答案 1811.若正数a ,b 满足2+log 2a =3+log 3b =log 6(a +b ),则1a +1b=________.解析 设2+log 2a =3+log 3b =log 6(a +b )=k ,则a =2k -2,b =3k -3,a +b =6k ,即4a =2k,27b =3k ,所以108ab =6k,∴108ab =a +b ,∴108=1a +1b.答案 10812.(1)若f (10x)=x ,求f (3)的值; (2)计算23+log 23+35-log 39.解 (1)令t =10x,则x =lg t ,∴f (t )=lg t ,即f (x )=lg x ,∴f (3)=lg 3. (2)23+log 23+35-log 39=23·2log 23+353log 39 =23×3+359=24+27=51.13.(选做题)若log 2(log 12(log 2x ))=log 3(log 13(log 3y ))=log 5(log 15(log 5z ))=0,试确定x ,y ,z 的大小关系.解 由log 2(log 12(log 2x ))=0,得log 12(log 2x )=1,log 2x =12,x =212=(215)130.由log 3(log 13(log 3y ))=0,得log 13(log 3y )=1,log 3y =13,y =313=(310)130.由log 5(log 15(log 5z ))=0,得log 15(log 5z )=1,log 5z =15,z =515=(56)130.∵310>215>56,∴y >x >z .。
高三数学第一轮复习 对数与对数函数教案 文 教案
对数与对数函数一、知识梳理:(阅读教材必修1第62页—第76页)1、对数与对数的运算性质(1)、一般地,如果 (a>0,且) 那么数x叫做以a为底的对数,记做x= ,其中a叫做对数的底,叫做对数的真数。
(2)、以10为底的对数叫做常用对数,并把记为lgN, 以e为底的对数称为自然对数,并把记为lnN. (3)、根据对数的定义,可以得到对数与指数和关系:(4)、零和负数没有对数; =1; =0;=N(5)、对数的运算性质:如果,M>0,N>0 ,那么=+==n(n)换底公式:=对数恒等式:=N2、对数函数与对数函数的性质(1)、一般地,我们把函数f(x)=)叫做对函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+。
(2)、对数函数的图象及性质图象的性质:①定义域②值域③单调性④奇偶性⑤周期性⑥特殊点⑦特殊线图象分a1 与a<1两种情况。
3、反函数:对数函数f(x)=)与指数函数f(x)=)互为反函数。
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。
互为反函数的图象在同一坐标系关于直线y=x对称。
【关于反函数注意大纲的要求】二、题型探究探究一:对数的运算例1:(15年安徽文科)=-+-1)21(2lg225lg。
【答案】-1【解析】试题分析:原式=12122lg5lg2lg22lg5lg-=-=-+=-+-考点:对数运算.例2:【2014辽宁高考】已知132a-=,21211log,log33b c==,则()A.a b c>>B.a c b>>C.c a b>>D.c b a>>例3:【2015高考浙江】若4log3a=,则22a a-+=.【答案】334.【考点定位】对数的计算探究二:对数函数及其性质例4:【2014江西高考】函数)ln()(2xxxf-=的定义域为()A.)1,0(B. ]1,0[C. ),1()0,(+∞-∞ D. ),1[]0,(+∞-∞例5:下列关系 中,成立的是(A )、lo>> (B) >> lo (C) lo> > (D) lo>探究三、应用对数函数的单调性解方程、不等式问题 例7:【15年天津文科】已知定义在R 上的函数||()21()xm f x m 为实数为偶函数,记0.5(log 3),af 2b(log 5),c(2)f f m ,则,,a b c ,的大小关系为( )(A) b c a(B) b c a (C) b a c (D) b c a【答案】B 【解析】试题分析:由()f x 为偶函数得0m =,所以2,4,0a b c ===,故选B. 考点:1.函数奇偶性;2.对数运算.例8:【2014陕西高考】已知,lg ,24a x a==则x =________.三、方法提升:1、 处理对数函数问题时要特别注意函数的定义域问题,尤其在大题中【最后的导数题】,一定要首先考虑函数的定义域,然后在定义域中研究问题,以避免忘记定义域出现错误;2、 在2015年高考小题中,考察主要是针对对数的大小比较、指数与对数的关系,中档难度。
对数函数学案
2.2对数函数2.2.1对数与对数运算第一课时对数Q 情景引入ing jing yin ru“对数”(logarithm)一词是纳皮尔首先创造的,意思是“比数”.他最早用“人造的数”来表示对数.俄国著名诗人莱蒙托夫是一位数学爱好者,传说有一次他在解答一道数学题时,冥思苦想没法解决,睡觉时做了一个梦,梦中一位老人提示他解答的方法,醒后他真的把此题解出来了,莱蒙托夫把梦中老人的像画了出来,大家一看竟是数学家纳皮尔,这个传说告诉我们:纳皮尔在人们心目中的地位是多么地高!那么,“对数”到底是什么呢?学完本节内容就明白了!X 新知导学in zhi dao xue1.对数的概念若a x=N(a>0,且a≠1),则数x叫做以a为底N的对数,a叫做对数的__底数__,N 叫做__真数__,记作x=__log a N__.[知识点拨]对数式log a N可看作一种记号,表示关于x的方程a x=N(a>0,且a≠1)的解;也可以看作一种运算,即已知底为a(a>0,且a≠1),幂为N,求幂指数的运算,因此,对数式log a N又可看作幂运算的逆运算.2.常用对数和自然对数(1)常用对数:通常我们将以__10__为底的对数叫做常用对数,并把log10N记为__lg N__.(2)自然对数:在科学技术中常使用以无理数e=2.71828…为底数的对数,以e为底的对数称为自然对数,并把log e N记为__ln N__.3.对数与指数的关系当a>0,且a≠1时,a x=N⇔x=__log a N__.4.对数的基本性质(1)__零__和__负数__没有对数.(2)log a1=__0__(a>0,且a≠1).(3)log a a=__1__(a>0,且a≠1).Y 预习自测u xi zi ce1.将a b =N 化为对数式是( B ) A .log b a =N B .log a N =b C .log N b =aD .log N a =b[解析] 根据对数定义知a b =N ⇔b =log a N ,故选B. 2.若log 8x =-23,则x 的值为( A )A.14 B .4 C .2D .12[解析] ∵log 8x =-23,∴x =8-23 =2-2=14,故选A.3.对数式log a 8=3改写成指数式为( D ) A .a 8=3 B .3a =8 C .83=aD .a 3=8[解析] 根据指数式与对数式的互化可知,把log a 8=3化为指数式为a 3=8,故选D. 4.若log 2x -12=1,则x =__5__.[解析] ∵log 2x -12=1,∴x -12=2,∴x =5.H 互动探究解疑u dong tan jiu jie yi命题方向1 ⇨指数式与对数式的互化典例1 完成以下指数式、对数式的互化.(1)log 515=-1;(2)log 12 16=-4;(3)log 5125=6;(4)26=64;(5)10-3=0.001;(6)(12)-3=8.[思路分析] 先判断出是指数式还是对数式,再利用指对数的关系转化求解. [解析] (1)∵log 515=-1,∴5-1=15.(2)∵log 12 16=-4,∴(12)-4=16.(3)∵log 5125=6,∴(5)6=125. (4)∵26=64,∴log 264=6.(5)∵10-3=0.001,∴lg0.001=-3. (6)∵(12)-3=8,∴log 128=-3.『规律方法』 对数式log a N =b 是由指数式a b =N 变化得来的,两式底数相同,对数式中的真数N 就是指数式中的幂的值,而对数值b 是指数式中的幂指数,对数式与指数式的关系如图:并非所有指数式都可以直接化为对数式.如(-3)2=9就不能直接写成log (-3)9=2,只有a >0且a ≠1,N >0时,才有a x =N ⇔x =log a N .〔跟踪练习1〕将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式: (1)42=16; (2)102=100;(3)412=2;(4)log 1232=-5. [解析] (1)log 416=2. (2)lg100=2. (3)log 42=12.(4)(12)-5=32. 命题方向2 ⇨对数定义与性质的应用典例2 求下列各式中的x :(1)log 3(log 2x )=0; (2)log 3(log 7x )=1; (3)lg(ln x )=1; (4)lg(ln x )=0.[思路分析] 利用指数式与对数式的互化进行解答. [解析] (1)由log 3(log 2x )=0得log 2x =1,∴x =2; (2)log 3(log 7x )=1,log 7x =31=3, ∴x =73=343; (3)lg(ln x )=1,ln x =10, ∴x =e 10;(4)lg(ln x )=0,ln x =1, ∴x =e.『规律方法』 对数性质在计算中的应用 (1)对数运算时的常用性质:log a a =1,log a 1=0.(2)使用对数的性质时,有时需要将底数或真数进行变形后才能运用;对于多重对数符号的,可以先把内层视为整体,逐层使用对数的性质.〔跟踪练习2〕 求下列各式中x 的值:(1)x =log 12 16; (2)log 8x =-13;(3)log 2(log 4x )=0; (4)log (2-1)13+22=x .[解析] (1)∵x =log 12 16,∴(12)x =16,即2-x =24.∴-x =4,即x =-4.(2)∵log 8x =-13,∴x =8-13 =1 38=12.(3)∵log 2(log 4x )=0,∴log 4x =1,∴x =4. (4)∵log (2-1)13+22=x ,∴(2-1)x =13+22=1(2+1)2=12+1=2-1,∴x =1.命题方向3 ⇨对数恒等式的应用典例3 计算:(1)71-log 75;(2)412 (log 29-log 25);(3)a log a b ·log b c (a 、b 均为不等于1的正数,c >0). [解析] (1)原式=77log 75=75.(2)原式=2(log 29-log 25)=2log 292log 25=95. (3)原式=(a log a b )log b c =b log b c =c .『规律方法』 运用对数恒等式时注意事项 (1)对于对数恒等式a log a N =N 要注意格式:①它们是同底的;②指数中含有对数形式;③其值为对数的真数.(2)对于指数中含有对数值的式子进行化简,应充分考虑对数恒等式的应用.〔跟踪练习3〕求31+log 36-24+log 23+103lg3+(19)log 34的值.[解析] 原式=3·3log 36-24·2log 23+(10lg3)3+(3log 34)-2 =3×6-16×3+33+4-2 =18-48+27+116=-4716.Y 易混易错警示i hun yi cuo jing shi因忽视对数式的底数和真数的取值范围致误典例4 对数式log (a -2)(5-a )=b 中,实数a 的取值范围是( )A .(-∞,5)B .(2,5)C .(2,+∞)D .(2,3)∪(3,5)[错解] A由题意,得5-a >0,∴a <5.[错因分析] 该解法忽视了对数的底数和真数都有范围限制,只考虑了真数而忽视了底数.[正解] 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧5-a >0,a -2>0,a -2≠1,∴2<a <3或3<a <5.故选D.[警示] 对数的真数与底数都有范围限制,不可顾此失彼. X 学科核心素养ue ke he xin su yang再谈等价转化指数式与对数式可以相互转化,利用这种转化关系可以求解指对方程与不等式及指数对数运算.将等式两端取同底的对数,是指数对数转化的另一种表现形式.典例5 若log 12 x =m ,log 14y =m +2,求x 2y 的值.[思路分析] 14=(12)2,两个对数式可以通过指数对数互化化为指数式,于是可以运用幂的运算法则求x 2y.[解析] ∵log 12x =m ,∴(12)m =x ,x 2=(12)2m .∵log 14 y =m +2,∴(14)m +2=y ,y =(12)2m +4.∴x 2y =(12)2m (12)2m +4=(12)2m -(2m +4)=(12)-4=16.K 课堂达标验收e tang da biao yan shou1.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为对数式; 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( C ) A .1 B .2 C .3D .4[解析] ①正确;②当底数小于0的指数式不可以化成对数式;③④叫法正确,故选C.2.若b =a 3(a >0且a ≠1),则有( B ) A .log a 3=b B .log a b =3 C .log b 3=aD .log b a =3[解析] ∵b =a 3,∴log a b =3,故选B.3.下列指数式与对数式互化不正确的一组是( B ) A .100=1与lg1=0 B .27-13=13与log 2713=-3 C .log 39=2与32=9 D .log 55=1与51=5 [解析] 对B 选项27-13=13化为对数式为log 2713=-13. 4.若对数log (x -1)(4x -5)有意义,则x 的取值范围是__(54,2)∪(2,+∞)__.[解析] 要使对数log (x -1)(4x -5)有意义,应满足⎩⎪⎨⎪⎧4x -5>0x -1>0x -1≠1,∴x >54且x ≠2.5.将下列指数式与对数式互化: (1)log 216=4; (2)log 1327=-3;(3)log 3x =6;(4)43=64; (5)3-2=19;(6)(14)-2=16. [解析] (1)∵log 216=4,∴24=16. (2)∵log 13 27=-3,∴(13)-3=27.(3)∵log3x =6,∴(3)6=x .(4)∵43=64,∴log 464=3. (5)∵3-2=19,∴log 319=-2.(6)∵(14)-2=16,∴log 1416=-2.A 级 基础巩固一、选择题1.(2015·盘锦高一检测)下列指数式与对数式互化不正确的一组是( B ) A .e 0=1与ln1=0 B .log 39=2与912=3C .8-13=12与log 812=-13D .log 77=1与71=7[解析] log 39=2化为指数式为32=9,故选B. 2.把对数式x =lg2化成指数式为( A ) A .10x =2 B .x 10=2 C .x 2=10D .2x =10[解析] 由指数、对数的互化可得x =lg2⇔10x =2,故选A. 3.log x 3y =4,则x 、y 之间的关系正确的是( A ) A .x 4=3y B .y =64x C .y =3x 4D .x =3y 2[解析] 将对数式log x 3y =4化为指数式为x 4=3y ,故选A. 4.(12)-1+log 0.54的值为( C )A .6B .72C .8D .37[解析] (12)-1+log 0.54=(12)·(12)log 0.54=(12)-1·(12)log 12 4=2×4=8.5.方程2log 3x =14的解是( A )A .x =19B .x =33C .x =3D .x =9[解析] ∵2log 3x =2-2,∴log 3x =-2,∴x =3-2=19.6.已知f (e x )=x ,则f (3)=( B ) A .log 3e B .ln3 C .e 3D .3e[解析] 令e x =3,∴x =ln3,∴f (3)=ln3,故选B. 二、填空题7.若log π[log 3(ln x )]=0,则x =__e 3__. [解析] 由题意,得log 3(ln x )=1, ∴ln x =3,∴x =e 3. 8.log2-1(2+1)+ln1-lg1100=__1__. [解析] 设log 2-1(2+1)=x ,则(2-1)x =2+1=12-1=(2-1)-1,∴x =-1;设lg 1100=y ,则10y =1100=10-2,∴y =-2;又ln1=0,∴原式=-1+0-(-2)=1. 三、解答题9.求下列各式的值:(1)log 464; (2)log 31; (3)log 927; (4)2log 2π. [解析] (1)设log 464=x ,则4x =64, ∵64=43,∴x =3,∴log 464=3. (2)设log 31=x ,则3x =1, ∵1=30,∴x =0,∴log 31=0. (3)设log 927=x ,则9x =27即32x =33, ∴2x =3即x =32,∴log 927=32.(4)设2log 2π=x ,则log 2π=log 2x =u , ∴π=2u ,x =2u ,∴x =π,即2log 2π=π.B 级 素养提升一、选择题1.在b =log (3a -1)(3-2a )中,实数a 的取值范围是( B ) A .a >32或a <13B.13<a <23或23<a <32 C.13<a <32D.23<a <32[解析] 要使式子b =log (3a -1)(3-2a )有意义,则 ⎩⎪⎨⎪⎧3a -1>0,3a -1≠1,3-2a >0即13<a <23或23<a <32,故选B. 2.log 5[log 3(log 2x )]=0,则x -12等于( C )A.66 B .39C.24D .23[解析] ∵log 5[log 3(log 2x )]=0,∴log 3(log 2x )=1, ∴log 2x =3,∴x =23=8, ∴x-12=8-12=18=122=24,故选C. 3.若log a 3=2log 230,则a 的值为( B ) A .2 B .3 C .8D .9[解析] ∵log a 3=2log 230=20=1,∴a =3,故选B. 4.已知lg a =2.31,lg b =1.31,则ba 等于( B )A.1100 B .110C .10D .100[解析] ∵lg a =2.31,lg b =1.31, ∴a =102.31,b =101.31, ∴b a =101.31102.31=10-1=110. 二、填空题5.若log a 2=m ,log a 3=n ,则a 2m +n =__12__. [解析] ∵log a 2=m ,∴a m =2,∴a 2m =4, 又∵log a 3=n ,∴a n =3,∴a 2m +n =a 2m ·a n =4×3=12.6.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x ,x ≤1,-x ,x >1,若f (x )=2,则x =__log 32__.[解析] 由⎩⎪⎨⎪⎧x ≤1,3x =2⇒x =log 32,或⎩⎪⎨⎪⎧x >1-x =2⇒x =-2无解. 三、解答题7.求下列各式中的x : (1)log x 27=32;(2)log 2x =-23;(3)log x (3+22)=-2; (4)log 5(log 2x )=0; (5)x =log 2719;(6)x =log 1216.[解析] (1)由log x 27=32,得x 32 =27, ∴x =2723=9.(2)由log 2x =-23,得x =2-23 =322.(3)由log x (3+22)=-2,得3+22=x -2, ∴x =(3+22)-12=2-1.(4)由log 5(log 2x )=0,得log 2x =1, ∴x =21=2.(5)由log 2719=x ,得27x =19,33x =3-2,∴3x =-2,∴x =-23.(6)由log 12 16=x ,得(12)x =16,即2-x =24,∴x =-4.C 级 能力拔高1.求下列各式中x 的值: (1)x =log 224;(2)x =log 93; (3)log x 8=-3;(4)log 12x =4.[解析] (1)由已知得(22)x=4, ∴2-x 2=22,-x2=2,x =-4.(2)由已知得9x =3,即32x =312.∴2x =12,x =14.(3)由已知得x -3=8, 即(1x )3=23,1x =2,x =12. (4)由已知得x =(12)4=116.2.设x =log 23,求23x -2-3x2x -2-x的值.[解析] 由x =log 23,得2-x =13,2x =3,∴23x -2-3x 2x -2-x =(2x )3-(2-x )32x -2-x=(2x )2+1+(2-x )2=32+1+(13)2=919. 第二课时 对数的运算性质Q 情景引入ing jing yin ru已知对数log 864,log 264,log 28,log 464,log 48.对数log 864的值与对数log 264和log 28的值有什么关系? 对数log 864的值与对数log 464和log 48的值有什么关系? 由上面的问题你能得出什么结论? X 新知导学in zhi dao xue1.对数的运算性质[知识点拨]a a M )(log a N ),log a (M +N )≠log a M +log a N ,log a M N ≠log a M log a N.2.换底公式log a b =__log c blog c a __(a >0,且a ≠1;c >0,且c ≠1;b >0).[知识拓展] (1)可用换底公式证明以下结论:①log a b =1log b a ;②log a b ·log b c ·log c a =1;③log an b n =log a b ;④log an b m =m n log a b ;⑤log 1a b=-log a b .(2)对换底公式的理解:换底公式真神奇,换成新底可任意, 原底加底变分母,真数加底变分子. Y 预习自测u xi zi ce1.若a >0,a ≠1,x >0,y >0,x >y ,下列式子中正确的个数是( A ) 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 B .1 C .2D .3[解析] 由对数运算法则知,均不正确.故选A. 2.lg20+lg50的值为( C ) A .70 B .1 000 C .3D .52[解析] lg20+lg50=lg1 000=3.故选C. 3.log 62+log 63等于( A ) A .1 B .2 C .5D .6 [解析] log 62+log 63=log 62×3=log 66=1. 4.log 23·log 34=__2__.[解析] log 23·log 34=lg3lg2·lg4lg3=lg3lg2·2lg2lg3=2.5.计算下列各式的值: (1)2lg5+lg4+e ln2+log222;(2)(log 23+log 89)(log 34+log 98+log 32).[解析] (1)原式=2lg5+2lg2+2+3=2(lg5+lg2)+5=7. (2)原式=(log 23+log 29log 28)(log 322+log 38log 39+log 32)=(log 23+23log 23)(2log 32+32log 32+log 32)=(53log 23)(92log 32)=152.H 互动探究解疑 u dong tan jiu jie yi典例1 用log a x ,log a y ,log a z 表示:(1)log a(xy 2);(2)loga (x y );(3)log a3x yz 2. [解析] (1)log a (xy 2)=log a x +log a y 2=log a x +2log a y . (2)log a (x y )=log a x +log a y =log a x +12log a y .(3)log a3x yz 2=13log a x yz 2=13(log a x -log a (yz 2))=13(log a x -log a y -2log a z ). 『规律方法』 对对数式进行计算、化简时,一要注意准确应用对数的性质和运算性质.二要注意取值范围对符号的限制.〔跟踪练习1〕用log a x 、log a y 、log a z 表示下列各式: (1)log a (x 3y 5); (2)log axyz. [解析] (1)log a (x 3y 5)=log a x 3+log a y 5 =3log a x +5log a y . (2)log axyz=log a x -log a (yz ) =log a x 12-(log a y +log a z )=12log a x -log a y -log a z . 命题方向2 ⇨运用对数的运算性质化简求值典例2 计算下列各式的值:(1)lg 27+lg8-3lg 10lg1.2;(2)log 535-2log 573+log 57-log 51.8;(3)2(lg 2)2+lg 2·lg5+(lg 2)2-lg2+1. [思路分析] 利用对数的运算性质计算.[解析] (1)原式=lg (33)12 +lg23-3lg1012lg 3×2210=32(lg3+2lg2-1)lg3+2lg2-1=32.(2)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.(3)原式=lg 2(2lg 2+lg5)+(lg 2-1)2 =lg 2(lg2+lg5)+1-lg 2 =lg 2+1-lg 2 =1.『规律方法』 灵活运用对数运算法则进行对数运算,要注意法则的正用和逆用.在化简变形的过程中,要善于观察、比较和分析,从而选择快捷、有效的运算方案进行对数运算.〔跟踪练习2〕 求下列各式的值: (1)log 318-log 36; (2)log 1123+2log 1122;(3)lg 28+43+log 28-43; (4)lg3+2lg2-1lg1.2.[解析] (1)原式=log 3186=log 33=1.(2)原式=log 1123+log 1124=log 11212=-1.(3)原式=log 2[8+438-43]=log 282-(43)2=log 264-48)=log 24=2. (4)原式=lg3+lg4-1lg1.2=lg1.2lg1.2=1.命题方向3 ⇨换底公式的应用典例3 (1)计算log 2125·log 318·log 519;(2)若log 34·log 48·log 8m =log 42,求m 的值.[思路分析] (1)对数的底数不同,如何将其化为同底的对数?(2)等式左边前一个对数的真数是后面对数的底数,利用换底公式很容易进行约分求解m 的值.[解析] (1)原式=lg 125lg2·lg 18lg3·lg 19lg5=(-2lg5)·(-3lg2)·(-2lg3)lg2·lg3·lg5=-12.(2)由题意,得lg4lg3·lg8lg4·lg m lg8=lg m lg3=12,∴lg m =12lg3,即lg m =lg312 , ∴m = 3.『规律方法』 关于换底公式的用途和本质:(1)换底公式的主要用途在于将一般对数式化为常用对数或自然对数,然后查表求值,以此来解决对数求值的问题.(2)换底公式的本质是化异底为同底,这是解决对数问题的基本方法.(3)在运用换底公式时,若能结合底数间的关系恰当选用一些重要的结论,如log a b =1log b a ;log a a n =n ,log am b n =nmlog a b ;lg2+lg5=1等,将会达到事半功倍的效果.〔跟踪练习3〕 计算下列各式的值: (1)log 89·log 2732; (2)log 927; (3)log 21125·log 3132·log 513. [解析] (1)log 89·log 2732=lg9lg8·lg32lg27=lg32lg23·lg25lg33=2lg33lg2·5lg23lg3=109.(2)log 927=log 327log 39=log 333log 332=3log 332log 33=32.(3)log 21125·log 3132·log 513=log 25-3·log 32-5·log 53-1=-3log 25·(-5log 32)·(-log 53)=-15·lg5lg2·lg2lg3·lg3lg5=-15.Y 易混易错警示i hun yi cuo jing shi因忽视对数的真数大于零而致误典例4 解方程lg(x +1)+lg x =lg6.[错解] ∵lg(x +1)+lg x =lg[x (x +1)]=lg(x 2+x ), ∴lg(x 2+x )=lg6,∴x 2+x =6,解得x =2或x =-3.[错因分析] 错解中,去掉对数符号后方程x 2+x =6与原方程不等价,产生了增根,其原因是在x 2+x =6中x ∈R ,而在原方程中,应有⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,x >0.求解之后再验根即可.[正解] ∵lg(x +1)+lg x =lg[x (x +1)]=lg6,∴x (x +1)=6,解得x =2或x =-3,经检验x =-3不符合题意,∴x =2. X 学科核心素养ue ke he xin su yang转化与化归思想的应用与综合分析解决问题的能力典例5 (1)设3x =4y =36,求2x +1y的值;(2)已知log 23=a,3b =7,求log 1256.[思路分析] (1)欲求2x +1y 的值,已知3x =36,4y =36,由此两式怎样得到x ,y ,容易想到对数的定义——故可用等式两端取同底的对数(指对互化)来解决;(2)已知条件中有指数式,也有对数式,而待计算式为对数式,因此可将指数式3b =7化为对数式解决.观察所给数字特征、条件式中为2、3、7,又12=3×22,56=7×23,故还可以利用换底公式的推论log an b m =mnlog a b ,将条件中的对数式log 23=a 化为指数式解答.[解析] (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)解法一:因为log 23=a ,所以2a =3.又3b =7,故7=(2a )b =2ab ,故56=23+ab,又12=3×4=2a ×4=2a +2,从而log 1256=log 2a +223+ab=3+aba +2. 解法二:因为log 23=a ,所以log 32=1a .又3b =7,所以log 37=b .从而log 1256=log 356log 312=log 37+log 38log 33+log 34=log 37+3log 321+2log 32=b +3·1a 1+2·1a =ab +3a +2.『规律方法』 1.应用换底公式应注意的事项 (1)注意换底公式的正用、逆用以及变形应用.(2)题目中有指数式和对数式时,要注意将指数式与对数式统一成一种形式,注意转化与化归思想的运用.2.对数式的条件求值问题要注意观察所给数字特征,分析找到实现转化的共同点进行转化.3.利用换底公式计算、化简、求值的一般思路:思路一:用对数的运算法则及性质进行部分运算→换成同一底数. 思路二:一次性统一换为常用对数(或自然对数)→化简、通分、求值. K 课堂达标验收e tang da biao yan shou1.若lg2=a ,lg3=b ,则lg12lg15等于( D )A.2a +b 1+a +b B .2a +2b 1+a +bC.2a +b 2-a +b D .2a +b1-a +b[解析]lg12lg15=lg3+2lg2lg3+(1-lg2)=2a +b 1-a +b. 2.计算log 89·log 932的结果为( B ) A .4 B .53C.14D .35[解析] log 89·log 932=lg9lg8·lg32lg9=5lg23lg2=53,故选B.3.已知a =log 32,那么log 38-2log 36用a 表示是( A ) A .a -2 B .5a -2 C .3a -(1+a )2D .3a -a 2-1[解析] log 38-2log 36=log 323-2(log 32+log 33) =3log 32-2(log 32+1) =3a -2(a +1)=a -2.故选A. 4.12log 612-log 62=__12__. [解析] 原式=12log 612-12log 62=12log 6122=12log 66=12. 5.计算:(1)lg14-2lg 73+lg7-lg18;(2)2lg2+lg32+lg0.36+2lg2; (3)lg 25+lg2·lg50.[解析] (1)解法一:原式=lg(2×7)-2(lg7-lg3)+lg7-lg(32×2)=lg2+lg7-2lg7+2lg3+lg7-2lg3-lg2 =0.解法二:原式=lg14-lg(73)2+lg7-lg18=lg 14×7(73)2×18=lg1=0.(2)原式=2lg2+lg32+lg36-2+2lg2=2lg2+lg34lg2+2lg3=12.(3)原式=lg 25+(1-lg5)(1+lg5)=lg 25+1-lg 25=1.A 级 基础巩固一、选择题1.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( B ) A .log a b ·log c b =log c a B .log a b ·log c a =log c b C .log a (bc )=log a b ·log a c D .log a (b +c )=log a b +log a c2.如果lg x =lg a +2lg b -3lg c ,则x 等于( C ) A .a +2b -3c B .a +b 2-c 3 C.ab 2c3 D .2ab 3c[解析] lg x =lg a +2lg b -3lg c =lg ab 2c 3,∴x =ab 2c3,故选C.3.已知2x =3,log 483=y ,则x +2y 的值为( A )A .3B .8C .4D .log 48 [解析] x +2y =log 23+2log 483=log 49+log 4(83)2=log 4(9×649)=log 464=3,故选A.4.若log 34·log 8m =log 416,则m 等于( D ) A .3 B .9 C .18D .27[解析] 原式可化为:log 8m =2log 34,∴13log 2m =2log 43,∴m 13=3,m =27,故选D.5.已知log 7[log 3(log 2x )]=0,那么x -12等于( C )A.13 B .123C.122D .133[解析] log 7[log 3(log 2x )]=0,则log 3(log 2x )=1,log 2x =3,x =8,因此x -12=122.故选C.6.已知2a =5b =M ,且2a +1b =2,则M 的值是( B )A .20B .25C .±25D .400[解析] ∵2a =5b =M ,∴a =log 2M =lg Mlg2,b =log 5M =lg Mlg5,∴1a =lg2lg M, 1b =lg5lg M ,∴2a +1b =2lg2lg M +lg5lg M =lg4+lg5lg M =lg20lg M =2, ∴2lg M =lg20,∴lg M 2=lg20, ∴M 2=20, ∵M >0,∴M =2 5. 二、填空题7.2log 525+3log 264-8ln1=__22__.[解析] 原式=2×2+3log 226-8·ln1=4+3×6-0=22. 8.化简log 2(2+3)+log 2(2-3)=__0__. [解析] log 2(2+3)+log 2(2-3) =log 2(2+3)·(2-3)=log 21=0. 三、解答题9.计算:(1)(log 3312 )2+log 0.2514+9log 55-log 31;(2)lg25+23lg8+lg5·lg20+(lg2)2.[解析](1)(log 3312 )2+log 0.2514+9log 55-log 31=(12)2+1+9×12-0=14+1+92=234.(2)原式=lg25+lg823+lg102·lg(10×2)+(lg2)2=lg25+lg4+(1-lg2)(1+lg2)+(lg2)2=lg(25×4)+1-(lg2)2+(lg2)2=3.B 级 素养提升一、选择题1.若x log 34=1,则4x +4-x 的值为( B ) A.83 B .103C .2D .1[解析] 由x log 34=1得x =log 43,所以4x +4-x =3+13=103,故选B.2.lg8+3lg5的值为( D ) A .-3 B .-1 C .1D .3[解析] lg8+3lg5=3lg2+3lg5=3(lg2+lg5)=3lg10=3,故选D. 3.已知lg a =1.63,lg b =1.15,lg c =4.11,则a 2bc 的值为( D )A .-2B .2C .100D .1100[解析] ∵lg a 2bc =2lg a -lg b -lg c=2×1.63-1.15-4.11=-2. ∴a 2bc =10-2, ∴a 2bc =1100.故选D. 4.log 2716log 34=( D ) A .2 B .32C .1D .23[解析] 由公式log a n b m =mn log a b ,得原式=log 3342log 34=23log 34log 34=23.二、填空题5.lg 52+2lg2-(12)-1=__-1__.[解析] lg 52+2lg2-(12)-1=lg 52+lg4-2=-1.6.若log a x =2,log b x =3,log c x =6,则log (abc )x =__1__. [解析] ∵log a x =1log x a =2,∴log x a =12.同理log x c =16,log x b =13. ∴log abc x =1log x (abc )=1log x a +log x b +log x c =1.三、解答题7.已知log a 2=m ,log a 3=n . (1)求a 2m-n的值;(2)求log a 18.[解析] (1)因为log a 2=m ,log a 3=m , 所以a m =2,a n =3.所以a 2m -n =a 2m ÷a n =22÷3=43.(2)log a 18=log a (2×32)=log a 2+log a 32=log a 2+2log a 3=m +2n .C 级 能力拔高1.若a ,b 是方程2(lg x )2-lg x 4+1=0的两个实根,求lg(ab )·(log a b +log b a )的值. [解析] 原方程可化为2(lg x )2-4lg x +1=0,设t =lg x , 则原方程化为2t 2-4t +1=0. 所以t 1+t 2=2,t 1t 2=12.由已知a ,b 是原方程的两个实根,则t 1=lg a ,t 2=lg b ,所以lg a +lg b =2,lg a ·lg b =12.所以lg(ab )·(log a b +log b a ) =(lg a +lg b )(lg b lg a +lg alg b )=(lg a +lg b )[(lg b )2+(lg a )2]lg a lg b=(lg a +lg b )·(lg b +lg a )2-2lg a lg blg a lg b=2×22-2×1212=12.2.已知3x =4y =6z .(1)若z =1,求(x -1)(2y -1)的值; (2)若x ,y ,z 为正数,求证:2x +1y =2z.[解析] (1)由3x =4y =6得x =log 36,y =log 46, 所以(x -1)(2y -1)=(log 36-1)(2log 46-1) =log 32·log 49=lg2lg3·2lg32lg2=1.(2)证明:设3x =4y =6z =m (m >1), 则x =log 3m ,y =log 4m ,z =log 6m . 所以1x =log m 3,1y =log m 4,1z=log m 6.又因为2log m 3+log m 4=log m 36=2log m 6,所以2x +1y =2z.2.2.2 对数函数及其性质 第一课时 对数函数及其性质Q 情景引入ing jing yin ru我们所处的地球正当壮年,地壳运动还非常频繁,每年用地震仪可以测出的地震大约有500万次,平均每隔几秒钟就有一次,其中3级以上的大约只有5万次,仅占1%,7级以上的大震每年平均约有18次,8级以上的地震每年平均仅1次,那么地震的震级是怎么定义的呢?这里面就要用到对数函数.X 新知导学in zhi dao xue1.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,+∞)__.[知识点拨] (1)由于指数函数y =a x 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.(2)对数函数的解析式同时满足:①对数符号前面的系数是1;②对数的底数是不等于1的正实数(常数);③对数的真数仅有自变量x .2.对数函数的图象和性质一般地,对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象和性质如下表所示:定义域:__(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,它们的图象关于直线__y=x__对称.Y预习自测u xi zi ce1.下列函数是对数函数的是(D)A.y=2+log3xB.y=log a(2a)(a>0,且a≠1)C.y=log a x2(a>0,且a≠1)D.y=ln x[解析]判断一个函数是否为对数函数,其关键是看其是否具有“y=log a x”的形式,A,B,C全错,D正确.2.函数f(x)=log2(x+1)的定义域为(C)A.(-∞,-1)B.[-1,+∞)C.(-1,+∞)D.(1,+∞)[解析]要使函数有意义,应满足x+1>0,∴x>-1,故选C.3.函数y=log a x的图象如图所示,则实数a的可能取值为(A)A.5B.15C.1e D.12[解析]∵函数y=log a x的图象一直上升,∴函数y=log a x为单调增函数,∴a>1,故选A.4.对数函数的图象过点P(9,2),则此对数函数的解析式为__y=log3x__. [解析]设对数函数为y=log a x,∴2=log a9,∴a=3,∴解析式为y=log3x.H 互动探究解疑u dong tan jiu jie yi命题方向1⇨对数函数概念典例1 下列函数表达式中,是对数函数的有(B)①y=log x2;②y=log a x(a∈R);③y=log8x;④y=ln x;⑤y=log x(x+2);⑥y=2log4x;⑦y=log2(x+1).A.1个B.2个C.3个D.4个[思路分析](1)对数概念对底数、真数、系数的要求是什么?[解析]根据对数函数的定义进行判断.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⑤、⑦的真数分别为(x+2),(x+1),∴⑤、⑦也不是对数函数;由于⑥中log4x系数为2,∴⑥不是对数函数;只有③、④符合对数函数的定义.『规律方法』对于对数概念要注意以下两点:(1)在函数的定义中,a>0且a≠1.(2)在解析式y=log a x中,log a x的系数必须为1,真数必须为x,底数a必须是大于0且不等于1的常数.〔跟踪练习1〕指出下列函数中,哪些是对数函数?①y=5x;②y=-log3x;③y=log0.5x;④y=log32x;⑤y=log2(x+1).[解析]①是指数函数;②中log3x的系数为-1,∴②不是对数函数;③中的真数为x,∴③不是对数函数;⑤中的真数是(x+1),∴⑤不是对数函数;∴只有④是对数函数.命题方向2⇨对数函数的定义域典例2 求下列函数的定义域:(1)f (x )=log (2x -1)(2-x );(2)f (x )=2-ln (3-x );(3)f (x )=3log 0.5(x -1).[思路分析] 依据使函数有意义的条件列出不等式组→解不等式组→写出函数的定义域.[解析] (1)要使函数有意义,需⎩⎪⎨⎪⎧2x -1>0,且2x -1≠1,2-x >0,即⎩⎪⎨⎪⎧x >12,且x ≠1,x <2,∴12<x <2,且x ≠1,故函数的定义域为{x |12<x <2,且x ≠1}. (2)要使函数有意义,需使2-ln(3-x )≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧3-x ≤e 2,3-x >0,解得3-e 2≤x <3,故函数的定义域为{x |3-e 2≤x <3}. (3)要使函数有意义,需使log 0.5(x -1)>0, 即log 12(x -1)>0,∴0<x -1<1,即1<x <2.故函数的定义域为{x |1<x <2}.『规律方法』 定义域是研究函数的基础,若已知函数解析式求定义域,常规为:①分母不能为零,②0的零次幂与负指数次幂无意义,③偶次方根的被开方式(数)非负,④求与对数函数有关的函数定义域时,除遵循前面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;二是要注意底数;三是按底数的取值应用单调性.〔跟踪练习2〕 (1)函数f (x )=1log 2x -1的定义域为( C )A .(0,2)B .(0,2]C .(2,+∞)D .[2,+∞)(2)函数y =f (x )的定义域为(-1,1),则函数y =f (lg x )的定义域为__(110,10)__.[解析] (1)使函数有意义应满足log 2x -1>0, 即log 2x >1,∴x >2,故选C. (2)由y =f (x )定义域为(-1,1)知 -1<lg x <1 解得110<x <1,故y =f (lg x )定义域为(110,10).Y 易混易错警示i hun yi cuo jing shi忽略对数函数的定义域致错典例3 已知函数y =f (x ),x ,y 满足关系式lg(lg y )=lg(3x )+lg(3-x ),求函数y=f (x )的解析式、定义域及值域.[错解] 因为lg(lg y )=lg(3x )+lg(3-x )=lg[3x (3-x )],① 所以lg y =3x (3-x ),即y =103x (3-x ).所以定义域为R ,值域为(0,+∞).以上解题过程中都有哪些错误?出错的原因是什么?你如何改正?如何防范? [错因分析] 错解中没有注意到对数函数的定义域,即表达式①成立的前提为⎩⎪⎨⎪⎧3x >0,3-x >0. [正解] ∵lg(lg y )=lg(3x )+lg(3-x ),∴⎩⎪⎨⎪⎧3x >0,3-x >0,lg y >0,即⎩⎪⎨⎪⎧0<x <3,y >1. 又lg(lg y )=lg(3x )+lg(3-x )=lg[3x (3-x )],∴lg y =3x (3-x ),所以y =103x (3-x ).∵0<x <3,∴3x (3-x )=-3(x -32)2+274∈(0,274],∴y =103x (3-x )∈(1,10274],满足x >1.∴函数y =f (x )的解析式为y =103x (3-x ),定义域为(0,3),值域为(1,10274].X 学科核心素养ue ke he xin su yang观察下列对数函数图象,分析底数a 的变化对函数图象的影响,你发现了什么规律?(1)不管a >1还是0<a <1,底大图低;(2)在第一象限内,依图象的分布,逆时针方向a 逐渐变小,即a 的值越小,图象越靠近y 轴.典例4 已知图中曲线C 1,C 2,C 3,C 4分别是函数y =log a 1x ,y =log a 2x ,y =log a 3x ,y =log a 4x 的图象,则a 1,a 2,a 3,a 4的大小关系是( B )A .a 4<a 3<a 2<a 1B .a 3<a 4<a 1<a 2C .a 2<a 1<a 3<a 4D .a 3<a 4<a 2<a 1[思路分析] 由图象来判断参数的大小情况,需要抓住图象的本质特征和关键点.根据图中的四条曲线底数不同及图象的位置关系,利用log a a =1,结合图象判断.[解析] 在图中作一条直线y =1.由⎩⎪⎨⎪⎧y =1,y =log a 3x ,得log a 3x =1,所以x =a 3. 所以直线y =1与曲线C 3:y =log a 3x 的交点坐标为(a 3,1).同理可得直线y =1与曲线C 4,C 1,C 2的交点坐标分别为(a 4,1),(a 1,1),(a 2,1). 由图象可知a 3<a 4<a 1<a 2,故选B.『规律方法』 1.熟记函数图象的分布规律,就能在解答有关对数图象的选择、填空题时,灵活运用图象,数形结合解决.2.对数值log a x 的符号(x >0,a >0且a ≠1)规律:“同正异负”.(1)当0<x <1,0<a <1或x >1,a >1时,log a x >0,即当真数x 和底数a 同大于(或小于)1时,对数log a x >0,即对数值为正数,简称为“同正”;(2)当0<x <1,a >1或x >1,0<a <1时,log a x <0,即当真数x 和底数a 中一个大于1,而另一个小于1时,也就是说真数x 和底数a 的取值范围“相异”时,对数log a x <0,即对数值为负数,简称为“异负”.因此对数的符号简称为“同正异负”.3.指数型、对数型函数的图象与性质的讨论,常常要转化为相应指数函数,对数函数的图象与性质的问题.K 课堂达标验收e tang da biao yan shou1.已知对数函数的图象过点M (16,4),则此对数函数的解析式为( D ) A .y =log 4x B .y =log 14xC .y =log 12xD .y =log 2x[解析] 由于对数函数的图象过点M (16,4),所以4=log a 16,得a =2,所以对数函数的解析式为y =log 2x ,故选D.2.y =2x 与y =log 2x 的图象关于( B ) A .x 轴对称 B .直线y =x 对称 C .原点对称D .y 轴对称[解析] 函数y =2x 与函数y =log 2x 是互为反函数,故它们的图象关于直线y =x 对称. 3.如图是三个对数函数的图象,则a 、b 、c 的大小关系是( D )A .a >b >cB .c >b >aC .c >a >bD .a >c >b[解析] 由图可知a >1,而0<b <1,0<c <1,取y =1,则可知c >b .∴a >c >b ,故选D.4.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧lg x ,x >0,10x ,x ≤0,则f [f (-2)]=__-2__.[解析] f (-2)=10-2,f [f (-2)]=lg10-2=-2. 5.已知对数函数f (x )=(m 2-m -1)log (m +1)x ,求f (27). [解析] ∵f (x )是对数函数,∴⎩⎪⎨⎪⎧m 2-m -1=1,m +1>0,m +1≠1,解得m =2.∴f (x )=log 3x ,∴f (27)=log 327=3.A 级 基础巩固一、选择题 1.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( C )A .{x |x >-1}B .{x |x <1}C .{x |-1<x <1}D .∅[解析] 由题意各M ={x |x <1},N ={x |x >-1},则M ∩N ={x |-1<x <1},故选C. 2.函数y =log 2x 在[1,2]上的值域是( D ) A .RB .[0,+∞)C.(-∞,1]D.[0,1][解析]∵1≤x≤2,∴log21≤log2x≤log22,即0≤y≤1,故选D.3.函数f(x)=log2(3x+3-x)是(B)A.奇函数B.偶函数C.既是奇函数又是偶函数D.非奇非偶函数[解析]∵3x+3-x>0恒成立,∴f(x)的定义域为R.又∵f(-x)=log2(3-x+3x)=f(x),∴f(x)为偶函数,故选B.4.下列各组函数中,定义域相同的一组是(C)A.y=a x与y=log a x(a>0,且a≠1)B.y=2ln x与y=ln x2C.y=lg x与y=lg xD.y=x2与y=lg x2[解析]A项中,函数y=a x的定义域为R,y=log a x(a>0,且a≠1)的定义域为(0,+∞);B项中,y=2ln x的定义域是(0,+∞),y=ln x2的定义域是{x|x∈R,x≠0};C项中,两个函数的定义域均为(0,+∞);D项中y=x2的定义域为R,y=lg x2的定义域是{x|x∈R,x≠0},故选C.5.函数y=log a(x-3)+2(a>0,且a≠1)的图象恒过定点(C)A.(3,0)B.(3,2)C.(4,2)D.(4,0)[解析]令x-3=1,即x=4,此时y=log a1+2=2,故函数y=log a(x-3)+2(a>0,且a≠1)的图象恒过定点(4,2).6.已知a>0,且a≠1,函数y=a x与y=log a(-x)的图象只能是图中的(B)[解析]可以从图象所在的位置及单调性来判别.也可以利用函数的性质识别图象,特别注意底数a对图象的影响.注意到y=log a(-x)的图象关于y轴的对称图象为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),则可直接确定选B.二、填空题7.已知f (x )=log 9x ,则f (3)=__12__.[解析]f (3)=log 93=log 9912=12. 8.函数y =log 12x -1的定义域为__(0,12]__.[解析] 要使函数有意义,须log 12x -1≥0, ∴log 12 x ≥1,∴0<x ≤12.∴定义域为⎝⎛⎦⎤0,12. 三、解答题9.求下列函数定义域: (1)f (x )=lg(x -2)+1x -3;(2)f (x )=log x +1(16-4x ).[解析] (1)由⎩⎪⎨⎪⎧x -2>0,x -3≠0,得x >2且x ≠3,∴定义域为(2,3)∪(3,+∞). (2)由⎩⎪⎨⎪⎧16-4x >0,x +1>0,x +1≠1,即⎩⎪⎨⎪⎧4x <16,x >-1,x ≠0,解得-1<x <0或0<x <4. ∴定义域为(-1,0)∪(0,4).10.已知f (x )=lg 1+x 1-x .x ∈(-1,1)若f (a )=12,求f (-a ).[解析] 解法一:∵f (-x )=lg 1+x1-x=lg(1-x 1+x )-1=-f (x ),∴f (-a )=-f (a )=-12.解法二:f (a )=lg 1+a1-a ,f (-a )=lg 1-a1+a=lg(1+a 1-a )-1=-lg 1+a 1-a=-12.B 级 素养提升一、选择题1.若函数y =f (x )是函数y =a x (a >0,且a ≠1)的反函数,其图象经过点(a ,a ),则f (x )等于( A )A .log 12xB .log 2xC .12xD .x 2[解析] 由题意知f (x )=log a x ,又f (a )=a ,∴log a a =a ,∴a =12,∴f (x )=log 12 x ,故选A.2.已知函数f (x )=log a (x +2),若图象过点(6,3),则f (2)的值为( B ) A .-2 B .2 C.12D .-12[解析] 由条件知,f (6)=3,即log a 8=3,∴a =2,∴f (x )=log 2(x +2), ∴f (2)=log 2(2+2)=2.故选B.3.(2017·全国卷Ⅱ文,8)函数f (x )=ln(x 2-2x -8)的单调递增区间是( D ) A .(-∞,-2) B .(-∞,1) C .(1,+∞)D .(4,+∞)[解析] 由x 2-2x -8>0,得x <-2或x >4.令g (x )=x 2-2x -8,函数g (x )在(4,+∞)上单调递增,在(-∞,-2)上单调递减,∴函数f (x )的单调递增区间为(4,+∞).4.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(3a -1)x +4a ,x ≤1,log a x ,x >1是(-∞,+∞)上的减函数,那么a 的取值范围是( C )A .(0,1)B .(0,13)C .[17,13)D .[17,1)[解析] 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧3a -1<0,0<a <1,(3a -1)+4a ≥0,∴17≤a <13.二、填空题5.函数f (x )=3x 21-x+lg(3x +1)的定义域是__{x |-13<x <1}__.[解析] 依题意得⎩⎪⎨⎪⎧1-x >0,3x +1>0,解得-13<x <1,故函数的定义域为{x |-13<x <1}.6.函数y =log a 2x +1x -1的图象恒过定点P ,则P 点坐标为__(-2,0)__.[解析] 对一切a ∈(0,1)∪(1,+∞),当x =-2时,log a2(-2)+1(-2)-1=0,∴P 点坐标为(-2,0).三、解答题7.求下列函数的反函数.(1)y =10x ;(2)y =(45)x ;(3)y =log 13x ;(4)y =log 7x .[解析] (1)指数函数y =10x ,它的底数是10,它的反函数是对数函数y =lg x (x >0). (2)指数函数y =(45)x ,它的底数是45,它的反函数是对数函数y =log 45 x (x >0).(3)对函数y =log 13 x ,它底数是13,它的反函数是指数函数y =(13)x .(4)对函数y =log 7x ,它的底数是7,它的反函数是指数函数y =7x .C 级 能力拔高1.若函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且x ∈(0,+∞)时,f (x )=lg(x +1),求f (x )的表达式,并画出大致图象.[解析] ∵f (x )为R 上的奇函数,∴f (0)=0. 又当x ∈(-∞,0)时,-x ∈(0,+∞), ∴f (-x )=lg(1-x ).又∵f (-x )=-f (x ),∴f (x )=-lg(1-x ),∴f (x )的解析式为 f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧lg (x +1),x >0,0,x =0,-lg (1-x ),x <0.∴f (x )的大致图象如图所示: 2.已知函数f (x )=lg(x -1). (1)求函数f (x )的定义域和值域; (2)证明f (x )在定义域上是增函数.。
《2.7第七节 对数与对数函数》 学案
学习过程一、复习预习1.指数幂的运算法则2.指数函数的概念、指数函数的图象与性质3.与指数函数有关的复合函数问题的处理方法二、知识讲解考点1 对数的定义如果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.考点2 对数的性质与运算(1)对数的性质(a>0且a≠1):①log a1=0;②log a a=1;③a log a N=N.(2)对数的换底公式:log a b=log c blog c a(a,c均大于零且不等于1).(3)对数的运算法则:如果a>0且a≠1,M>0,N>0,那么①log a(M·N)=log a M+log a N,②log a MN=log a M-log a N,③log a M n=n log a M(n∈R).考点3 对数函数的图象与性质考点4 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,它们的图象关于直线y=x对称.三、例题精析【例题1】【题干】求解下列各题:(1)12lg3249-43lg 8+lg 245=________;(2)若3a=2,则2log36-log316=________;(3)已知x,y,z都是大于1的正数,m>0,且log x m=24,log y m=40,log xyz m=12,则log z m的值为________.【答案】(1)12(2)2-2a (3)60【解析】 (1)12lg 3249-43lg 8+lg 245=12×(5lg 2-2lg 7)-43×32lg 2+12(lg 5+2lg 7) =52lg 2-lg 7-2lg 2+12lg 5+lg 7=12lg 2+12lg 5=12lg(2×5)=12. (2)因为3a =2,所以a =log 32.故2log 36-log 316=2(log 33+log 32)-log 324=2(1+a )-4log 32=2+2a -4a =2-2a . (3)由已知可得log m x =124,log m y =140,log m (xyz )=112, 于是log m z =log m (xyz )-log m x -log m y =112-124-140=160, 故log z m =60.【例题2】【题干】(1)已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫15x -log 3x ,若实数x 0是方程f (x )=0的解,且0<x 1<x 0,则f (x 1)的值( )A .不小于0B .恒为正数C .恒为负数D .不大于0(2)设a ,b ,c 均为正数,且2a =log 12a ,⎝ ⎛⎭⎪⎫12b =log 12b ,⎝ ⎛⎭⎪⎫12c =log 2c ,则( )A .a <b <cB .c <b <aC .c <a <bD .b <a <c【答案】(1)B (2)A【解析】(1)由题意知,x 0是函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫15x 和y =log 3x 的图象交点的横坐标,因为0<x 1<x 0,由图知,⎝ ⎛⎭⎪⎫15x 1>log 3x 1,所以f (x 1)的值恒为正数.(2)如图,在同一坐标系中,作出函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x,y =2x ,y =log 2x 和log 12x 的图象.由图象可知a <b <c .【例题3】【题干】已知函数f(x)=lg(x+1)(1)若0<f(1-2x)-f(x)<1,求x的取值范围;(2)若g(x)是以2为周期的偶函数,且当0≤x≤1时,有g(x)=f(x),求函数y=g(x)(x∈[1,2])的解析式.【解析】(1)由⎩⎨⎧ 2-2x >0,x +1>0,得-1<x <1. 由0<lg(2-2x )-lg(x +1)=lg 2-2x x +1<1 得1<2-2x x +1<10. 因为x +1>0,所以x +1<2-2x <10x +10,解得-23<x <13.由⎩⎪⎨⎪⎧ -1<x <1,-23<x <13,得-23<x <13.(2)当x ∈[1,2]时,2-x ∈[0,1],因此y =g (x )=g (x -2)=g (2-x )=f (2-x )=lg(3-x ). 即函数y =g (x )(x ∈[1,2])的解析式为g (x )=lg(3-x ),x ∈[1,2].【例题4】【题干】(2012·新课标全国卷)当0<x ≤12时,4x <log a x ,则a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22B.⎝ ⎛⎭⎪⎫22,1 C .(1,2)D .(2,2)【答案】B【解析】 ∵0<x ≤12,∴4x >1又4x <log a x ,∴a ∈(0,1)则函数y =4x 与y =log a x 的大致图象如图所示.∴只需满足log a 12>2即可,解之得a >22,∴22<a <1.四、课堂运用【基础】1.已知函数f(x)=lg 1-x1+x,若f(a)=b,则f(-a)等于()A.1b B.-1bC.-b D.b2.已知函数f(x)=log a|x|在(0,+∞)上单调递增,则() A.f(3)<f(-2)<f(1)B.f(1)<f(-2)<f(3)C.f(-2)<f(1)<f(3)D.f(3)<f(1)<f(-2)3.(2013·丹东模拟)函数y=log2(x2+1)-log2x的值域是() A.[0,+∞) B.(-∞,+∞)C.[1,+∞) D.(-∞,-1]∪[1,+∞)【巩固】4.(2012·北京高考)已知函数f(x)=lg x.若f(ab)=1,则f(a2)+f(b2)=________.5.若不等式x 2-log a x <0在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12内恒成立,则a 的取值范围是________.【拔高】6.已知函数f(x)=log4(4x+1)+2kx(k∈R)是偶函数.(1)求k的值;(2)若方程f(x)=m有解,求m的取值范围.7.设函数y=f(x)且lg(lg y)=lg(3x)+lg(3-x).(1)求f(x)的解析式及定义域;(2)求f(x)的值域;(3)讨论f(x)的单调性.课程小结。
高考数学第五节 对数与对数函数 教案 含解析题
第五节对数与对数函数核心素养立意下的命题导向1.对数的运算性质与对数的换底公式相结合考查对数的运算,凸显数学运算的核心素养.2.与不等式等问题相结合考查对数函数的图象及其应用,凸显直观想象、数学运算的核心素养.3.与不等式等问题相结合考查对数函数的单调性、值域等性质,凸显直观想象、逻辑推理和数学运算的核心素养.[理清主干知识]1.对数概念如果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,log a N叫做对数式性质对数式与指数式的互化:a x=N⇔x=log a N log a1=0,log a a=1,a log a N=N运算法则log a(M·N)=log a M+log a Na>0,且a≠1,M>0,N>0 log aMN=log a M-log a Nlog a M n=n log a M(n∈R)换底公式log a b=log c blog c a(a>0,且a≠1,c>0,且c≠1,b>0)2.对数函数的图象与性质y=log a x a>10<a<1图象性质定义域为(0,+∞)值域为R过定点(1,0),即x=1时,y=0当x>1时,y>0;当x>1时,y<0;当0<x <1时,y <0 当0<x <1时,y >0 在区间(0,+∞)上是增函数在区间(0,+∞)上是减函数3.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,如图,0<c <d <1<a <b .在x 轴上侧,图象从左到右相应的底数由小变大; 在x 轴下侧,图象从右到左相应的底数由小变大. (无论在x 轴的上侧还是下侧,底数都按顺时针方向变大) 4.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,它们的图象关于直线y =x 对称.[澄清盲点误点]一、关键点练明1.(对数式的计算)计算:2312log +lg 8+32lg 25+⎝⎛⎭⎫925-12=________. 答案:52.(换底公式的应用)log 225·log 34·log 59=________. 答案:83.(对数函数图象过定点问题)已知函数y =log a (x -3)-1的图象恒过定点P ,则点P 的坐标是________. 答案:(4,-1)4.(对数函数的定义域)函数y =log 2x -1的定义域为________. 答案:[2,+∞)5.(对数型函数的单调性)函数y =log 12(3x -1)的单调递减区间为________.答案:⎝⎛⎭⎫13,+∞ 二、易错点练清1.(对数的运算性质不熟悉)有下列结论:①lg(lg 10)=0;②lg(ln e)=0;③若lg x =1,则x =10;④若log 22=x ,则x =1;⑤若log m n ·log 3m =2,则n =9.其中正确结论的序号是____________. 答案:①②③④⑤2.(忽视真数大于零)已知lg x +lg y =2lg(x -2y ),则xy =________. 答案:43.(忽视对底数的讨论)若函数y =log a x (a >0,a ≠1)在[2,4]上的最大值与最小值的差是1,则a =________. 答案:2或12考点一 对数式的化简与求值[典例] (1)(2020·全国卷Ⅰ)设a log 34=2,则4-a =( )A.116 B.19 C.18D .16(2)计算下列各式的值: ①log 535+2log 122-log 5150-log 514; ②[(1-log 63)2+log 62·log 618]÷log 64.[解析] (1)选B 因为a log 34=2,所以log 34a =2, 则有4a =32=9,所以4-a =14a =19,故选B.(2)①原式=log 535+log 550-log 514+2log 12212=log 535×5014+log 122=log 553-1=2.②原式=[(log 66-log 63)2+log 62×log 6(2×32)]÷log 64=⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫log 6632+log 62×(log 62+log 632)÷log 622=[(log 62)2+(log 62)2+2log 62×log 63]÷2log 62 =log 62+log 63=log 6(2×3)=1. [方法技巧]解决对数运算问题的常用方法(1)将真数化为底数的指数幂的形式进行化简. (2)将同底对数的和、差、倍合并.(3)利用换底公式将不同底的对数式转化成同底的对数式,要注意换底公式的正用、逆用及变形应用.(4)利用常用对数中的lg 2+lg 5=1. [针对训练]1.(多选)(2021·山东临沂期末)若10a =4,10b =25,则( ) A .a +b =2 B .b -a =1 C .ab >8lg 22D .b -a >lg 6解析:选ACD 由10a =4,10b =25,得a =lg 4,b =lg 25,∴a +b =lg 4+lg 25=lg 100=2,故A 正确;b -a =lg 25-lg 4=lg 254,∵lg 10=1>lg 254>lg 6,∴1>b -a >lg 6,故B 错误,D正确;ab =4lg 2·lg 5>4lg 2·lg 4=8lg 22,故C 正确.故选A 、C 、D. 2.计算:(1-log 63)2+log 62·log 618log 64=________.解析:原式=1-2log 63+(log 63)2+log 663×log 6(6×3)log 64=1-2log 63+(log 63)2+1-(log 63)2log 64=2(1-log 63)2log 62=log 66-log 63log 62=log 62log 62=1.答案:13.已知log 23=a,3b =7,则log 37221的值为________.解析:由题意3b =7,所以log 37=b . 所以log 37221=log 6384=log 284log 263=log 2(22×3×7)log 2(32×7)=2+log 23+log 23·log 372log 23+log 23·log 37=2+a +ab 2a +ab. 答案:2+a +ab2a +ab考点二 对数函数的图象及应用考法(一) 对数函数图象的辨析[例1] (2019·浙江高考)在同一直角坐标系中,函数y =1a x ,y =log a ⎝⎛⎭⎫x +12(a >0,且a ≠1)的图象可能是( )[解析] 法一:当a >1时,函数y =a x 的图象过定点(0,1),在R 上单调递增,于是函数y =1ax 的图象过定点(0,1),在R 上单调递减,函数y =log a ⎝⎛⎭⎫x +12的图象过定点⎝⎛⎭⎫12,0,在⎝⎛⎭⎫-12,+∞上单调递增. 显然A 、B 、C 、D 四个选项都不符合.当0<a <1时,函数y =a x 的图象过定点(0,1),在R 上单调递减, 于是函数y =1a x 的图象过定点(0,1),在R 上单调递增,函数y =log a ⎝⎛⎭⎫x +12的图象过定点⎝⎛⎭⎫12,0,在⎝⎛⎭⎫-12,+∞上单调递减. 因此,选项D 中的两个图象符合,故选D.法二:易知a 与1a 必有1个大于1,1个小于1,则f (x )=⎝⎛⎭⎫1a x 与g (x )=log a⎝⎛⎭⎫x +12在各自定义域内单调性相反,可排除B ;由g ⎝⎛⎭⎫12=0可排除A 、C.故选D. [答案] D [方法技巧]研究对数型函数图象的思路研究对数型函数的图象时,一般从最基本的对数函数的图象入手,通过平移、伸缩、对称变换得到.特别地,要注意底数a >1或0<a <1这两种不同情况. 考法(二) 对数函数图象的应用[例2] 当0<x ≤12时,4x <log a x ,则a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫0,22 B.⎝⎛⎭⎫22,1 C .(1,2) D .(2,2)[解析] 构造函数f (x )=4x 和g (x )=log a x ,当a >1时不满足条件,当0<a <1时,画出两个函数的图象如图所示,可知f ⎝⎛⎭⎫12<g ⎝⎛⎭⎫12,即2<log a 12,则a >22,所以a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫22,1.[答案] B [方法技巧]与对数型函数有关的方程或不等式问题常常结合对数函数的图象来解决,即数形结合法,应用时要准确画出图象,把方程根、不等式的解等问题转化为函数图象之间的问题.[针对训练]1.(2021·岳阳模拟)在同一直角坐标系中,函数f (x )=x a (x >0)与g (x )=log a x 的图象可能是( )解析:选A 易知g (x )的图象过点(1,0).若0<a <1,则函数f (x )=x a (x >0)单调递增,且递增趋势越来越慢,函数g (x )=log a x 单调递减.显然四个选项不满足条件.若a >1,则函数g (x )=log a x 单调递增,函数f (x )=x a (x >0)单调递增且递增趋势越来越快,显然只有选项A 满足条件.故选A.2.(2021·宜昌五校联考)已知函数f (x )=|ln x |.若0<a <b ,且f (a )=f (b ),则a +4b 的取值范围是( )A .(4,+∞)B .[4,+∞)C .(5,+∞)D .[5,+∞)解析:选C 由f (a )=f (b )得|ln a |=|ln b |,根据函数y =|ln x |的图象及0<a <b ,得-ln a =ln b,0<a <1<b ,1a =b . 令g (b )=a +4b =4b +1b ,易得g (b )在(1,+∞)上单调递增, 所以g (b )>g (1)=5.3.已知函数f (x )=|log 12x |的定义域为⎣⎡⎦⎤12,m ,值域为[0,1],则m 的取值范围为________.解析:作出f (x )=|log 12x |的图象(如图),可知f ⎝⎛⎭⎫12=f (2)=1,f (1)=0,由题意结合图象知:1≤m ≤2. 答案:[1,2]考点三 对数函数的性质及应用考法(一) 与对数函数有关的函数定义域问题[例1] 若函数y =log 2(mx 2-2mx +3)的定义域为R ,则实数m 的取值范围是( ) A .(0,3) B .[0,3) C .(0,3]D .[0,3][解析] 由题意知mx 2-2mx +3>0恒成立.当m =0时,3>0,符合题意;当m ≠0时,只需⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=(-2m )2-12m <0,解得0<m <3.综上0≤m <3,故选B. [答案] B[方法技巧]已知f(x)=log a(px2+qx+r)(a>0,且a≠1)的定义域为R,求参数范围时,要注意分p=0,p≠0讨论.同时p≠0时应结合图象说明成立条件.考法(二)与对数函数有关的比较大小问题[例2](1)(2020·天津高考)设a=30.7,b=⎝⎛⎭⎫1-0.8,c=log0.70.8,则a,b,c的大小关系为()3A.a<b<c B.b<a<cC.b<c<a D.c<a<b(2)(2020·全国卷Ⅰ)若2a+log2a=4b+2log4b,则()A.a>2b B.a<2bC.a>b2D.a<b2[解析](1)由题知c=log0.70.8<1,b=⎝⎛⎭⎫1-0.8=30.8,易知函数y=3x在R上单调递增,所以3b=30.8>30.7=a>30=1,所以c<a<b,故选D.(2)法一:令f(x)=2x+log2x,因为y=2x在(0,+∞)上单调递增,y=log2x在(0,+∞)上单调递增,所以f(x)=2x+log2x在(0,+∞)上单调递增.又2a+log2a=4b+2log4b=22b+log2b <22b+log2(2b),所以f(a)<f(2b),所以a<2b.故选B.法二:由2a+log2a=4b+2log4b=4b+log2b,取b=1,得2a+log2a=4.令f(x)=2x+log2x-4,则f(x)在(0,+∞)上单调递增,且f(1)<0,f(2)>0,所以f(1)f(2)<0,f(x)=2x+log2x-4在(0,+∞)上存在唯一的零点,所以1<a<2,故a>2b=2,a<b2都不成立,排除A、D;取b=2,得2a+log2a=17.令g(x)=2x+log2x-17,则g(x)在(0,+∞)上单调递增,且g(3)<0,g(4)>0,所以g(3)g(4)<0,g(x)=2x+log2x-17在(0,+∞)上存在唯一的零点,所以3<a<4,故a>b2=4不成立,排除C.故选B.[答案](1)D(2)B[方法技巧]对数函数值大小比较的方法[例3] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,log 12(-x ),x <0.若f (a )>f (-a ),则实数a 的取值范围是( )A .(-1,0)∪(0,1)B .(-∞,-1)∪(1,+∞)C .(-1,0)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(0,1)[解析] 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a >0,log 2a >-log 2a或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,-log 2(-a )>log 2(-a ), 解得a >1或-1<a <0.故选C. [答案] C [方法技巧]简单对数不等式问题的求解策略(1)解决简单的对数不等式,应先利用对数的运算性质化为同底数的对数值,再利用对数函数的单调性转化为一般不等式求解.(2)对数函数的单调性和底数a 的值有关,在研究对数函数的单调性时,要按0<a <1和a >1进行分类讨论.(3)某些对数不等式可转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解. 考法(四) 对数函数性质的综合问题 [例4] 已知函数f (x )=log a (3-ax ).(1)当x ∈[0,2]时,函数f (x )恒有意义,求实数a 的取值范围;(2)是否存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由. [解] (1)因为a >0且a ≠1,设t (x )=3-ax , 则t (x )=3-ax 为减函数,当x ∈[0,2]时,t (x )的最小值为3-2a . 又当x ∈[0,2]时,f (x )恒有意义, 即x ∈[0,2]时,3-ax >0恒成立, 所以3-2a >0,所以a <32.又a >0且a ≠1,所以a ∈(0,1)∪⎝⎛⎭⎫1,32. (2)t (x )=3-ax ,因为a >0,所以函数t (x )为减函数. 因为f (x )在区间[1,2]上为减函数, 所以y =log a t 为增函数,所以a >1,当x ∈[1,2]时,t (x )最小值为3-2a ,f (x )最大值为f (1)=log a (3-a ),所以⎩⎪⎨⎪⎧3-2a >0,log a (3-a )=1,即⎩⎨⎧a <32,a =32.故不存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1. [方法技巧]解决对数函数性质的综合问题的3个注意点(1)要分清函数的底数是a ∈(0,1),还是a ∈(1,+∞).(2)确定函数的定义域,无论研究函数的什么性质或利用函数的某个性质,都要在其定义域上进行.(3)转化时一定要注意对数问题转化的等价性. [针对训练]1.(多选)设函数y =ln(x 2-x +1),则下列命题中正确的是( ) A .函数的定义域为R B .函数是增函数 C .函数的值域为RD .函数的图象关于直线x =12对称解析:选AD ∵x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34>0恒成立, ∴函数的定义域为R ,A 正确.函数y =ln(x 2-x +1)在x >12时是增函数,在x <12时是减函数,B 错误.由x 2-x +1=⎝⎛⎭⎫x -122+34≥34可得y =ln(x 2-x +1)≥ln 34,∴函数的值域为⎣⎡⎭⎫ln 34,+∞,C 错误.易知函数的图象关于直线x =12对称,D 正确.故选A 、D.2.(2020·全国卷Ⅲ)已知55<84,134<85.设a =log 53,b =log 85,c =log 138,则( ) A .a <b <c B .b <a <c C .b <c <aD .c <a <b 解析:选A ∵log 53-log 85=log 53-1log 58=log 53·log 58-1log 58<⎝⎛⎭⎫log 53+log 5822-1log 58=⎝⎛⎭⎫log 52422-1log 58<⎝⎛⎭⎫log 52522-1log 58=0,∴log 53<log 85.∵55<84,134<85,∴5log 85<4,4<5log 138,∴log 85<log 138,∴log 53<log 85<log 138,即a <b <c . 3.已知奇函数f (x )在R 上是增函数,g (x )=xf (x ),若a =g (-log 25.1),b =g (20.8),c =g (3),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a <b <c B .c <b <a C .b <a <cD .b <c <a解析:选C 奇函数f (x )在R 上是增函数,当x >0时,f (x )>f (0)=0,当x 1>x 2>0时,f (x 1)>f (x 2)>0,∴x 1f (x 1)>x 2f (x 2),∴g (x )在(0,+∞)上单调递增,且g (x )=xf (x )是偶函数, ∴a =g (-log 25.1)=g (log 25.1).∵2<log 25.1<3,1<20.8<2,由g (x )在(0,+∞)上单调递增,得g (20.8)<g (log 25.1)<g (3),∴b <a <c .故选C.4.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=log 2(x +1),则满足不等式f (a -2a 2)+4>0的实数a 的取值范围是________. 解析:当x ≥0时,f (x )=log 2(x +1),则f (x )在区间[0,+∞)上为增函数,且f (15)=log 2(15+1)=4. 又函数f (x )为奇函数,且函数f (x )是R 上的连续函数, 则f (x )在R 上为增函数.因为f (a -2a 2)+4>0,即f (a -2a 2)>-4,所以f (a -2a 2)>f (-15),即a -2a 2>-15,解得-52<a <3.答案:⎝⎛⎭⎫-52,3 5.已知log a 34<1,那么a 的取值范围是________.解析:∵log a 34<1=log a a ,∴当0<a <1时,y =log a x 为减函数,得0<a <34;当a >1时,y =log a x为增函数,得a >34,∴a >1.综上所述,a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫0,34∪(1,+∞). 答案:⎝⎛⎭⎫0,34∪(1,+∞)创新思维角度——融会贯通学妙法指数式、对数式比大小类型(一) 利用指数函数、对数函数的图象与性质比较大小比较大小时,若题设涉及指数式、对数式,则应考虑指数函数、对数函数的图象与性质,此外,要特别注意数字“0”和“1”等在比较大小问题中的桥梁作用. [例1] 设a =5-0.7,b =log 2312,c =lg 34,则这三个数之间的大小关系是( )A.a >b >c B .a >c >b C.b >c >aD .b >a >c[解析] 结合函数y =5x ,y =log 23x ,y =lg x 的图象易知0<a =5-0.7<50=1,b =log 2312>log 2323=1,c =lg 34<lg 1=0,所以b >a >c .故选D.[答案] D [名师微点]利用指数函数、对数函数的图象与性质时,要注意考虑a ,b ,c 与特殊数字“0”“1”的大小关系,以便比较大小.[例2] 若a =⎝⎛⎭⎫15-0.3,b =log 52,c =e -12,则( ) A.a <b <c B .c <a <b C.b <c <aD .c <b <a[解析] 结合指数函数y =⎝⎛⎭⎫15x 的图象易知a =⎝⎛⎭⎫15-0.3>1;结合对数函数y =log 5x 在(0,+∞)上单调递增可知b =log 52<log 55=12;又c =e -12=1e ∈⎝⎛⎭⎫12,1,所以b <c <a .故选C. [答案] C [名师微点]本题易错点是不会借助中间桥梁,比较log 52与e-12的大小.由于log 52与e-12均在区间(0,1)内,故需要寻找一个新的中间桥梁“12”,以便顺利获解.类型(二) 利用特例法、设元法,巧解涉及三元变量的比较大小问题比较大小时,若题设涉及三个指数式连等,或三个对数式连等,则可利用特例法求解,也可在设元变形的基础上,灵活运用相关函数的性质求解.[例3] 设x ,y ,z 为正数,且2x =3y =5z ,则( ) A .3y <2x <5z B .2x <3y <5z C .3y <5z <2x D .5z <2x <3y[解析] 法一:作差法令2x =3y =5z =k ,由x ,y ,z 为正数,知k >1,则x =lg k lg 2,y =lg k lg 3,z =lg klg 5. 因为k >1,所以lg k >0,所以2x -3y =2lg k lg 2-3lg k lg 3=lg k ×(2lg 3-3lg 2)lg 2×lg 3=lg k ×lg98lg 2×lg 3>0,故2x >3y ,又2x -5z =2lg k lg 2-5lg k lg 5=lg k ×(2lg 5-5lg 2)lg 2×lg 5=lg k ×lg2532lg 2×lg 5<0,故2x <5z .所以3y <2x <5z . 法二:作商法令2x =3y =5z =k ,由x ,y ,z 为正数,知k >1, 则x =lg k lg 2,y =lg k lg 3,z =lg klg 5.因为2x 3y =23×lg 3lg 2=lg 9lg 8>1,所以2x >3y ,又5z 2x =52×lg 2lg 5=lg 25lg 52>1,所以5z >2x . 所以5z >2x >3y . 法三:中间值法令2x =3y =5z =k ,由x ,y ,z 为正数,知k >1,则x =lg k lg 2,y =lg k lg 3,z =lg klg 5. 所以3y =lg k lg 33,2x =lg k lg 2,5z =lg klg 55. 因为33=69>68=2,2=1032>1025=55, 所以lg 33>lg 2>lg 55>0. 又k >1,所以lg k >0, 所以3y <2x <5z .法四:取z =1,则由2x =3y =5得x =log 25,y =log 35,所以2x =log 225<log 232=5z,3y =log 3125<log 3243=5z ,所以5z 最大.取y =1,则由2x =3得x =log 23,所以2x =log 29>3y . 综上可得,3y <2x <5z ,故选A.[答案] A[名师微点]本例可利用特例法或设元法求解,利用特例法,显得简洁、明了;关键根据对数换底公式,将x ,y ,z 写成分式形式,分子相同,分母不同,因此可以利用作差法或作商法比较,也可借助中间值比较大小.当然解题时也可直接取一个固定的k 值.[例4] 设x ,y ,z 为正实数,且log 2x =log 3y =log 5z >0,则x 2,y 3,z5的大小关系不可能是( )A.x 2<y 3<z 5 B .y 3<x 2<z 5C.x 2=y 3=z 5D .z 5<y 3<x 2[解析] 法一:取x =2,则由log 2x =log 3y =log 5z 得y =3,z =5,此时易知x 2=y 3=z5,此时选项C 正确.取x =4,则由log 2x =log 3y =log 5z 得y =9,z =25,此时易知x 2<y 3<z5,此时选项A 正确.取x = 2,则由log 2x =log 3y =log 5z 得y =3,z =5,此时易知z 5<y 3<x2,此时选项D 正确.综上,利用排除法可知本题应选B.法二:设log 2x =log 3y =log 5z =k ,则x =2k ,y =3k ,z =5k , 所以x 2=2k -1,y 3=3k -1,z 5=5k -1.又易知k >0,接下来对k 与1的大小关系加以讨论.若k =1,则x 2=1,y 3=1,z 5=1,所以x 2=y 3=z5,所以选项C 有可能正确.若0<k <1,则根据函数f (t )=t k -1在(0,+∞)上单调递减可得2k -1>3k -1>5k -1,所以z 5<y 3<x 2,所以选项D 有可能正确. 若k >1,则根据函数f (t )=t k -1在(0,+∞)上单调递增可得2k -1<3k -1<5k -1,所以x 2<y 3<z 5,所以选项A 有可能正确. 综上,利用排除法可知选B. [答案] B [名师微点]本例可取特例,在特例的基础上,结合排除法解答;也可借助设元变形,先将目标问题等价转化为考查2k-1,3k-1,5k-1的大小,再对幂函数f (x )=x k-1的单调性加以讨论分析.[提醒] 幂函数y =x a 在(0,+∞)上的单调性可分为三种情况:①若a >0,则单调递增;②若a =0,则为常数函数;③若a <0,则单调递减.[课时跟踪检测]一、基础练——练手感熟练度1.log 29·log 32+log a 54+log a ⎝⎛⎭⎫45a (a >0,且a ≠1)的值为( ) A .2 B .3 C .4D .5解析:选B 原式=2log 23×log 32+log a ⎝⎛⎭⎫54×45a =2×1+log a a =3. 2.函数y =log 23(2x -1)的定义域是( )A .[1,2]B .[1,2) C.⎣⎡⎦⎤12,1D .⎝⎛⎦⎤12,1解析:选D 由log 23(2x -1)≥0⇒0<2x -1≤1⇒12<x ≤1.3.设a =log 3π,b =log 23,c =log 32,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a >b >c B .a >c >b C .b >a >cD .b >c >a解析:选A 因为a =log 3π>log 33=1,b =log 23<log 22=1,所以a >b ;又b c =12log 2312log 32=(log 23)2>1,c >0,所以b >c .故a >b >c .4.(多选)已知函数f (x )=log 12⎝⎛⎭⎫x +1x ,则下列结论正确的是( ) A .f (x )的定义域为(0,+∞) B .f (x )的值域为[-1,+∞) C .f (x )是奇函数 D .f (x )在(0,1)上单调递增解析:选AD 由题知f (x )=log 12⎝⎛⎭⎫x +1x ,则x +1x>0且x ≠0,解得x >0,所以f (x )的定义域为(0,+∞),故A 正确;因为x +1x ≥2,所以f (x )≤-1,故B 错误;因为f (x )的定义域不关于原点对称,所以f (x )不是奇函数,故C 错误;当x ∈(0,1)时,y =x +1x 单调递减,y =log 12x也单调递减,故f (x )在(0,1)上单调递增,故D 正确.故选A 、D.5.已知a >0,且a ≠1,函数y =log a (2x -3)+2的图象恒过点P .若点P 也在幂函数f (x )的图象上,则f (x )=________.解析:设幂函数为f (x )=x α,因为函数y =log a (2x -3)+2的图象恒过点P (2,2),则2α=2,所以α=12,故幂函数为f (x )=x 12.答案:x 126.函数y =log 2|x +1|的单调递减区间为__________,单调递增区间为__________.解析:作出函数y =log 2x 的图象,将其关于y 轴对称得到函数y =log 2|x |的图象,再将图象向左平移1个单位长度就得到函数y =log 2|x +1|的图象(如图所示).由图知,函数y =log 2|x +1|的单调递减区间为(-∞,-1),单调递增区间为(-1,+∞).答案:(-∞,-1) (-1,+∞) 二、综合练——练思维敏锐度1.已知函数f (x )=lg(1+4x 2+2x )+2,则f (ln 2)+f ⎝⎛⎭⎫ln 12=( ) A .4 B .2 C .1D .0解析:选A 由函数f (x )的解析式可得:f (x )+f (-x )=lg(1+4x 2+2x )+2+lg(1+4x 2-2x )+2=lg(1+4x 2-4x 2)+4=4, ∴f (ln 2)+f ⎝⎛⎭⎫ln 12=f (ln 2)+f (-ln 2)=4.故选A. 2.(多选)已知函数f (x )=(log 2x )2-log 2x 2-3,则下列说法正确的是( ) A .f (4)=-3B .函数y =f (x )的图象与x 轴有两个交点C .函数y =f (x )的最小值为-4D .函数y =f (x )的最大值为4解析:选ABC A 正确,f (4)=(log 24)2-log 242-3=-3;B 正确,令f (x )=0,得(log 2x +1)(log 2x -3)=0,解得x =12或x =8,即f (x )的图象与x 轴有两个交点;C 正确,因为f (x )=(log 2x -1)2-4(x >0),所以当log 2x =1,即x =2时,f (x )取最小值-4;D 错误,f (x )没有最大值.3.(2020·全国卷Ⅱ)若2x -2y <3-x -3-y ,则( ) A .ln(y -x +1)>0 B .ln(y -x +1)<0 C .ln|x -y |>0D .ln|x -y |<0解析:选A 由2x -2y <3-x -3-y ,得2x -3-x <2y -3-y ,即2x -⎝⎛⎭⎫13x <2y-⎝⎛⎭⎫13y . 设f (x )=2x -⎝⎛⎭⎫13x ,则f (x )<f (y ).因为函数y =2x 在R 上为增函数,y =-⎝⎛⎭⎫13x 在R 上为增函数, 所以f (x )=2x -⎝⎛⎭⎫13x 在R 上为增函数, 则由f (x )<f (y ),得x <y ,所以y -x >0, 所以y -x +1>1,所以ln(y -x +1)>0,故选A.4.设函数f (x )=log a |x |(a >0,且a ≠1)在(-∞,0)上单调递增,则f (a +1)与f (2)的大小关系是( ) A .f (a +1)>f (2) B .f (a +1)<f (2) C .f (a +1)=f (2)D .不能确定解析:选A 由已知得0<a <1,所以1<a +1<2,又易知函数f (x )为偶函数,故可以判断f (x )在(0,+∞)上单调递减,所以f (a +1)>f (2).5.(多选)(2021·青岛模拟)如果函数f (x )=log a |x -1|在(0,1)上是减函数,那么( ) A .f (x )在(1,+∞)上递增且无最大值 B .f (x )在(1,+∞)上递减且无最小值 C .f (x )在定义域内是偶函数 D .f (x )的图象关于直线x =1对称解析:选AD 由|x -1|>0得,函数y =log a |x -1|的定义域为{x |x ≠1}.设g (x )=|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧x -1,x >1,-x +1,x <1,则g (x )在(-∞,1)上为减函数,在(1,+∞)上为增函数,且g (x )的图象关于直线x =1对称,所以f (x )的图象关于直线x =1对称,D 正确;因为f (x )=log a |x -1|在(0,1)上是减函数,所以a >1,所以f (x )=log a |x -1|在(1,+∞)上递增且无最大值,A 正确,B 错误;又f (-x )=log a |-x -1|=log a |x +1|≠f (x ),所以C 错误.故选A 、D.6.5G 技术的数学原理之一便是著名的香农公式:C =W log 2⎝⎛⎭⎫1+SN .它表示:在受噪声干扰的信道中,最大信息传递速率C 取决于信道带宽W 、信道内信号的平均功率S 、信道内部的高斯噪声功率N 的大小,其中SN 叫做信噪比.按照香农公式,若不改变带宽W ,而将信噪比SN 从1 000提升至2 000,则C 大约增加了( ) A .10% B .30% C .50%D .100%解析:选A 将信噪比SN从 1 000提升至 2 000,C 大约增加了W log 2(1+2 000)-W log 2(1+1 000)W log 2(1+1 000)=log 22 001-log 21 001log 21 001≈10.967-9.9679.967≈10%,故选A.7.已知函数f (x )=log a (2x -a )在区间⎣⎡⎦⎤12,23上恒有f (x )>0,则实数a 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫13,1 B .⎣⎡⎭⎫13,1 C.⎝⎛⎭⎫23,1D .⎣⎡⎭⎫23,1解析:选A 当0<a <1时,函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤12,23上是减函数,所以log a ⎝⎛⎭⎫43-a >0,即0<43-a <1,解得13<a <43,故13<a <1;当a >1时,函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤12,23上是增函数,所以log a (1-a )>0,即1-a >1,解得a <0,此时无解.综上所述,实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫13,1.8.如果函数f (x )的图象与函数g (x )=e x 的图象关于直线y =x 对称,则f (4x -x 2)的单调递增区间为________.解析:由题意得f (x )=ln x (x >0). 则f (4x -x 2)=ln(4x -x 2),0<x <4.若求f (4x -x 2)的单调递增区间,就是求y =4x -x 2,0<x <4的单调递增区间.结合图象知y =4x -x 2(0<x <4)的单调递增区间为(0,2),故f (4x -x 2)的单调递增区间为(0,2). 答案:(0,2)9.已知函数f (x )=log a (8-ax )(a >0,且a ≠1),若f (x )>1在区间[1,2]上恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析:当a >1时,f (x )=log a (8-ax )在[1,2]上是减函数,由f (x )>1在区间[1,2]上恒成立,得f (x )min =log a (8-2a )>1,解得1<a <83.当0<a <1时,f (x )在[1,2]上是增函数,由f (x )>1在区间[1,2]上恒成立,得f (x )min =log a (8-a )>1,解得a >4,且0<a <1,故不存在.综上可知,实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫1,83. 答案:⎝⎛⎭⎫1,83 10.已知函数f (x )=log a (-x +1)(a >0且a ≠1)在[-2,0]上的值域是[-1,0],则实数a =________;若函数g (x )=a x+m-3的图象不经过第一象限,则实数m 的取值范围为________.解析:函数f (x )=log a (-x +1)(a >0且a ≠1)在[-2,0]上的值域是[-1,0].当a >1时,f (x )在[-2,0]上单调递减,∴⎩⎪⎨⎪⎧f (-2)=log a 3=0,f (0)=log a 1=-1,无解;当0<a <1时,f (x )在[-2,0]上单调递增,∴⎩⎪⎨⎪⎧f (-2)=log a 3=-1,f (0)=log a 1=0,解得a =13.∵g (x )=⎝⎛⎭⎫13x +m -3的图象不经过第一象限,∴g (0)= ⎝⎛⎭⎫13m -3≤0,解得m ≥-1,即实数m 的取值范围是[-1,+∞). 答案:13[-1,+∞)11.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,f (0)=0,当x >0时,f (x )=log 12x .(1)求函数f (x )的解析式; (2)解不等式f (x 2-1)>-2. 解:(1)当x <0时,-x >0, 则f (-x )=log 12(-x ).因为函数f (x )是偶函数,所以f (-x )=f (x ). 所以当x <0时,f (x )=log 12(-x ),所以函数f (x )的解析式为f (x )=⎩⎨⎧log 12x ,x >0,0,x =0,log 12(-x ),x <0.(2)因为f (4)=log 124=-2,f (x )是偶函数, 所以不等式f (x 2-1)>-2可化为f (|x 2-1|)>f (4). 又因为函数f (x )在(0,+∞)上是减函数, 所以0<|x 2-1|<4,解得-5<x <5且x ≠±1, 又x 2-1=0时,f (0)=0>-2, 所以x ∈(-5,5).12.已知函数f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫x +ax -2,其中a 是大于0的常数. (1)求函数f (x )的定义域;(2)当a ∈(1,4)时,求函数f (x )在[2,+∞)上的最小值; (3)若对任意x ∈[2,+∞)恒有f (x )>0,试确定a 的取值范围. 解:(1)由x +ax -2>0,得x 2-2x +a x>0,当a >1时,x 2-2x +a >0恒成立,定义域为(0,+∞);当a =1时,定义域为{x |x >0且x ≠1};当0<a <1时,定义域为{x |0<x <1-1-a 或x >1+1-a }. (2)设g (x )=x +ax -2, 当a ∈(1,4),x ∈[2,+∞)时, g ′(x )=1-a x 2=x 2-ax2>0.因此g (x )在[2,+∞)上是增函数,∴f (x )在[2,+∞)上是增函数.则f (x )min =f (2)=lg a2.(3)对任意x ∈[2,+∞),恒有f (x )>0, 即x +ax -2>1对x ∈[2,+∞)恒成立.∴a >3x -x 2.令h (x )=3x -x 2,x ∈[2,+∞).由于h (x )=-⎝⎛⎭⎫x -322+94在[2,+∞)上是减函数, ∴h (x )max =h (2)=2. 故当a >2时,恒有f (x )>0.因此实数a 的取值范围为(2,+∞). 三、自选练——练高考区分度1.已知正实数a ,b ,c 满足⎝⎛⎭⎫12a =log 2a ,⎝⎛⎭⎫13b =log 2b ,c =log 12c ,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a <b <cB .c <b <aC .b <c <aD .c <a <b解析:选B 因为c =log 12c ,所以-c =log 2c .又⎝⎛⎭⎫12a =log 2a ,⎝⎛⎭⎫13b =log 2b ,所以a ,b ,c 分别为y =⎝⎛⎭⎫12x ,y =⎝⎛⎭⎫13x ,y =-x 的图象与y =log 2x 的图象交点的横坐标. 在同一平面直角坐标系中,分别作出y =⎝⎛⎭⎫12x ,y =⎝⎛⎭⎫13x ,y =-x 与y =log 2x 的图象,如图,由图可知c <b <a ,故选B.2.(多选)已知函数f (x )=log 12(2-x )-log 2(x +4),则下列结论中错误的是( )A .函数f (x )的定义域是[-4,2]B .函数y =f (x -1)是偶函数C .函数f (x )在区间[-1,2)上是减函数D .函数f (x )的图象关于直线x =1对称解析:选ACD 函数f (x )=log 12(2-x )-log 2(x +4)=-log 2(2-x )(x +4),由2-x >0,x+4>0可得-4<x <2,故函数的定义域为(-4,2),A 错误;y =f (x -1)=-log 2(3-x )(x +3)的定义域为(-3,3),且f (-x -1)=f (x -1),即y =f (x -1)是偶函数,B 正确;f (x )=-log 2(2-x )(x +4)=-log 2(-x 2-2x +8)=-log 2[-(x +1)2+9]=log 12[-(x +1)2+9],当x ∈[-1,2)时,t =-(x +1)2+9是减函数,外层y =log 12t 也是减函数,所以函数f (x )在区间[-1,2)上是增函数,故C 错误;由f (2-x )=-log 2(6x -x 2)≠f (x ),可得f (x )的图象不关于直线x =1对称,故D 错误.3.如图所示,矩形ABCD 的三个顶点A ,B ,C 分别在函数y =log22x ,y =x 12,y =⎝⎛⎭⎫22x的图象上,且矩形的边分别平行于两坐标轴,若点A 的纵坐标为2,则点D 的坐标为________.解析:因为点A 的纵坐标为2,所以令2x =2,解得点A 的横坐标为12,故x D =12.令x 12=2,解得x =4,故x C =4.所以y C =⎝⎛⎭⎫224=14,故y D=14,所以D ⎝⎛⎭⎫12,14.答案:⎝⎛⎭⎫12,144.已知函数f (x )=|log 3x |,实数m ,n 满足0<m <n ,且f (m )=f (n ),若f (x )在[m 2,n ]上的21 最大值为2,则n m=________. 解析:因为f (x )=|log 3x |=⎩⎪⎨⎪⎧-log 3x ,0<x <1,log 3x ,x ≥1, 所以f (x )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,由0<m <n 且f (m )=f (n ),可得⎩⎪⎨⎪⎧ 0<m <1,n >1,log 3n =-log 3m ,则⎩⎪⎨⎪⎧ 0<m <1,n >1,mn =1,所以0<m 2<m <1,则f (x )在[m 2,1)上单调递减,在(1,n ]上单调递增, 所以f (m 2)>f (m )=f (n ),则f (x )在[m 2,n ]上的最大值为f (m 2)=-log 3m 2=2,解得m =13,则n =3,所以n m =9. 答案:9。
2021-2022年高考数学复习对数与对数函数教学案(无答案)
2021年高考数学复习对数与对数函数教学案(无答案)1 知识填空 1.对数 (1)对数的概念如果,那么b 叫做以a 为底N 的对数,记(2)对数的性质:①零与负数没有对数 ② ③ (3)对数的运算性质 其中a>0,a ≠0,M>0,N>0 =(4)对数换底公式:log log (0,01,01)log m a m NN N a a m m a=>>≠>≠且且2.对数函数1. 对数函数的定义一般地,我们把函数 叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是 2. 对数函数的图象与性质a>10<a<1图象性质(1) 定义域: (2) 值域: (3) 过定点:(4)当x >1时, 当0<x <1时, 当x >1时, 当0<x <1时, (5) 单调性:1、函数的定义域是 .2、已知,则 .3、若3log ,41log ,21log 233===c b a ,则的大小关系是 . 4、函数()()1,021log ≠>+-=a a x y a 且的图像恒过定点 . 2 典型例题1、对数式的化简和运算例题1:将下列指数式改写成对数式; ; ; ;解:(1) (2) (3)结论:会进行指数与对数的互换。
练一练:将下列对数式改写成指数式; ; ;例题2:计算。
(1); 解:11log 2log log 2log 2log 2log 202a aa a a a -+=+=-= 结论:会熟练使用对数的运算法则练一练:计算下列的值。
(1); (2);(4); (3); (4) (5)(6)12lg )2(lg 5lg 2lg )2(lg 222+-+⋅+2、换底公式的使用 例题:求的值。
解:235lg 5lg 2lg 3log 5log 2log 31lg 2lg 3lg 5⋅⋅=⋅⋅= 结论:对数计算时才用到对数函数的换底形式形式,特别是求几个不同底数的对数乘积时请使用对数函数的变形形式。
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对数与对数函数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. 2.对数的性质与运算法则 (1)对数的运算法则如果a >0,且a ≠1,M >0,N >0,那么: ①log a (MN )=loga M +log a N ; ②log a MN =log a M -log a N ;③log a M n =n log a M (n ∈R ). (2)对数的性质 ①log a Na=__N __;②log a a N =__N __(a >0,且a ≠1).(3)对数的换底公式log a b =log c b log c a (a >0,且a ≠1;c >0,且c ≠1;b >0).3.对数函数的图象与性质(1)(0,+∞)4.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,它们的图象关于直线y =x 对称. 知识拓展1.换底公式的两个重要结论 (1)log a b =1log b a;(2)log m n ab =n mlog ab . 其中a >0且a ≠1,b >0且b ≠1,m ,n ∈R . 2.对数函数的图象与底数大小的比较如图,作直线y =1,则该直线与四个函数图象交点的横坐标为相应的底数,故0<c <d <1<a <b .由此我们可得到以下规律:在第一象限内从左到右底数逐渐增大.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若MN >0,则log a (MN )=log a M +log a N .( × )(2)对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)在(0,+∞)上是增函数.( × ) (3)函数y =ln 1+x 1-x与y =ln(1+x )-ln(1-x )的定义域相同.( √ )(4)对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)的图象过定点(1,0)且过点(a,1),⎝⎛⎭⎫1a ,-1,函数图象只在第一、四象限.( √ ) 题组二 教材改编2.[P74T3]lg 427-23lg8+lg 75=________.答案 12解析 原式=lg 4+12lg 2-lg 7-23lg 8+lg 7+12lg 5=2lg 2+12(lg 2+lg 5)-2lg 2=12.3.[P82A 组T6]已知a =132-,b =log 213,c =121log 3,则a ,b ,c 的大小关系为________.答案 c >a >b解析 ∵0<a <1,b <0,c =121log 3=log 23>1. ∴c >a >b .4.[P74A 组T7]函数y ______.答案 ⎝⎛⎦⎤12,1解析 由23log (21)x -≥0,得0<2x -1≤1.∴12<x ≤1. ∴函数y ⎝⎛⎦⎤12,1.题组三 易错自纠5.已知b >0,log 5b =a ,lg b =c ,5d =10,则下列等式一定成立的是( ) A .d =ac B .a =cd C .c =adD .d =a +c答案 B6.已知函数y =log a (x +c )(a ,c 为常数,其中a >0,a ≠1)的图象如图,则下列结论成立的是( )A .a >1,c >1B .a >1,0<c <1C .0<a <1,c >1D .0<a <1,0<c <1答案 D解析 由该函数的图象通过第一、二、四象限知该函数为减函数,∴0<a <1,∵图象与x 轴的交点在区间(0,1)之间,∴该函数的图象是由函数y =log a x 的图象向左平移不到1个单位后得到的,∴0<c <1.7.若log a 34<1(a >0且a ≠1),则实数a 的取值范围是____________________.答案 ⎝⎛⎭⎫0,34∪(1,+∞) 解析 当0<a <1时,log a 34<log a a =1,∴0<a <34;当a >1时,log a 34<log a a =1,∴a >1.∴实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫0,34∪(1,+∞).题型一 对数的运算1.设2a =5b =m ,且1a +1b =2,则m 等于( )A.10 B .10 C .20 D .100答案 A解析 由已知,得a =log 2m ,b =log 5m , 则1a +1b =1log 2m +1log 5m=log m 2+log m 5=log m 10=2.解得m =10.2.计算:⎝⎛⎭⎫lg 14-lg 25÷12100-=________. 答案 -20 解析原式=(lg 2-2-lg 52)×12100-=lg ⎝⎛⎭⎫122×52×10=lg 10-2×10=-2×10=-20.3.计算:(1-log 63)2+log 62·log 618log 64=________.答案 1 解析 原式=1-2log 63+(log 63)2+log 663·log 6(6×3)log 64=1-2log 63+(log 63)2+1-(log 63)2log 64=2(1-log 63)2log 62=log 66-log 63log 62=log 62log 62=1.思维升华 对数运算的一般思路(1)拆:首先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后利用对数运算性质化简合并.(2)合:将对数式化为同底数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算. 题型二 对数函数的图象及应用典例 (1)若函数y =log a x (a >0且a ≠1)的图象如图所示,则下列函数图象正确的是( )答案 B解析 由题意y =log a x (a >0且a ≠1)的图象过(3,1)点,可解得a =3.选项A 中,y =3-x =⎝⎛⎭⎫13x ,显然图象错误;选项B 中,y =x 3,由幂函数图象性质可知正确;选项C 中,y =(-x )3=-x 3,显然与所画图象不符;选项D 中,y =log 3(-x )的图象与y =log 3x 的图象关于y 轴对称,显然不符,故选B.(2)当0<x ≤12时,4x <log a x ,则a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫0,22 B.⎝⎛⎭⎫22,1C .(1,2)D .(2,2)答案 B解析 由题意得,当0<a <1时,要使得4x <log a x ⎝⎛⎭⎫0<x ≤12,即当0<x ≤12时,函数y =4x 的图象在函数y =log a x 图象的下方.又当x =12时,124=2,即函数y =4x 的图象过点⎝⎛⎭⎫12,2.把点⎝⎛⎭⎫12,2代入y =log a x ,得a =22.若函数y =4x 的图象在函数y =log a x 图象的下方,则需22<a <1(如图所示). 当a >1时,不符合题意,舍去. 所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫22,1.引申探究若本例(2)变为方程4x =log a x 在⎝⎛⎦⎤0,12上有解,则实数a 的取值范围为__________.解析 若方程4x =log a x 在⎝⎛⎦⎤0,12上有解,则函数y =4x 和函数y =log a x 在⎝⎛⎦⎤0,12上有交点, 由图象知⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,log a 12≤2,解得0<a ≤22. 思维升华 (1)对一些可通过平移、对称变换作出其图象的对数型函数,在求解其单调性(单调区间)、值域(最值)、零点时,常利用数形结合思想求解.(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解. 跟踪训练 (1)函数y =2log 4(1-x )的图象大致是( )答案 C解析 函数y =2log 4(1-x )的定义域为(-∞,1),排除A ,B ;又函数y =2log 4(1-x )在定义域内单调递减,排除D.故选C.(2)(优质试题·衡水调研)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,3x ,x ≤0,且关于x 的方程f (x )+x -a =0有且只有一个实根,则实数a 的取值范围是________. 答案 (1,+∞)解析 如图,在同一坐标系中分别作出y =f (x )与y =-x +a 的图象,其中a 表示直线在y 轴上的截距.由图可知,当a >1时,直线y =-x +a 与y =log 2x 只有一个交点.题型三 对数函数的性质及应用命题点1 对数函数的单调性 典例 (1)若a >b >0,0<c <1,则( ) A .log a c <log b c B .log c a <log c b C .a c <b c D .c a >c b答案 B解析 当0<c <1时,y =log c x 是减函数, ∴log c a <log c b ,故选B.(2)(优质试题·江西九江七校联考)若函数f (x )=log 2(x 2-ax -3a )在区间(-∞,-2]上是减函数,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,4)B .(-4,4]C .(-∞,-4)∪[-2,+∞)D .[-4,4) 答案 D解析 由题意得x 2-ax -3a >0在区间(-∞,-2]上恒成立且函数y =x 2-ax -3a 在(-∞, -2]上单调递减,则a2≥-2且(-2)2-(-2)a -3a >0,解得实数a 的取值范围是[-4,4),故选D.命题点2 和对数函数有关的复合函数 典例 已知函数f (x )=log a (3-ax )(a >0且a ≠1).(1)当x ∈[0,2]时,函数f (x )恒有意义,求实数a 的取值范围;(2)是否存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由. 解 (1)∵a >0且a ≠1,设t (x )=3-ax ,则t (x )=3-ax 为减函数,x ∈[0,2]时,t (x )的最小值为3-2a , 当x ∈[0,2]时,f (x )恒有意义, 即x ∈[0,2]时,3-ax >0恒成立. ∴3-2a >0.∴a <32.又a >0且a ≠1,∴a 的取值范围为(0,1)∪⎝⎛⎭⎫1,32. (2)假设存在这样的实数a .t (x )=3-ax ,∵a >0,∴函数t (x )为减函数. ∵f (x )在区间[1,2]上为减函数,∴y =log a t 为增函数,∴a >1,x ∈[1,2]时,t (x )的最小值为3-2a ,f (x )的最大值为f (1)=log a (3-a ),∴⎩⎪⎨⎪⎧3-2a >0,log a (3-a )=1,即⎩⎨⎧a <32,a =32.故不存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1. 思维升华 (1)利用对数函数单调性时要注意真数必须为正,明确底数对单调性的影响. (2)解决与对数函数有关的复合函数问题,首先要确定函数的定义域,根据“同增异减”原则判断函数的单调性,利用函数的最值解决恒成立问题. 跟踪训练 (1)设a =log 32,b =log 52,c =log 23,则( ) A .a >c >b B .b >c >a C .c >b >a D .c >a >b答案 D解析 a =log 32<log 33=1,b =log 52<log 55=1. 又c =log 23>log 22=1,所以c 最大. 由1<log 23<log 25,得1log 23>1log 25,即a >b ,所以c >a >b .(2)已知函数f (x )=ln ⎝⎛⎭⎫1-a2x 的定义域是(1,+∞),则实数a 的值为________. 答案 2解析 由题意,得不等式1-a 2x >0的解集是(1,+∞),由1-a2x >0,可得2x >a ,故x >log 2a ,由log 2a =1, 得a =2.比较指数式、对数式的大小考点分析 比较大小问题是每年高考的必考内容之一.(1)比较指数式和对数式的大小,可以利用函数的单调性,引入中间量;有时也可用数形结合的方法.(2)解题时要根据实际情况来构造相应的函数,利用函数单调性进行比较,如果指数相同,而底数不同则构造幂函数,若底数相同而指数不同则构造指数函数,若引入中间量,一般选0或1.典例 (1)设a =0.50.5,b =0.30.5,c =log 0.30.2,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .c <b <a B .a <b <c C .b <a <cD .a <c <b解析 根据幂函数y =x 0.5的单调性, 可得0.30.5<0.50.5<10.5=1,即b <a <1; 根据对数函数y =log 0.3x 的单调性, 可得log 0.30.2>log 0.30.3=1,即c >1. 所以b <a <c . 答案 C(2)(优质试题·新乡二模)设a =60.4,b =log 0.40.5,c =log 80.4,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a <b <c B .c <b <a C .c <a <bD .b <c <a解析 ∵a =60.4>1,b =log 0.40.5∈(0,1),c =log 80.4<0,∴a >b >c .故选B.答案 B(3)若实数a ,b ,c 满足log a 2<log b 2<log c 2,则下列关系中不可能成立的是( )A .a <b <cB .b <a <cC .c <b <aD .a <c <b解析 由log a 2<log b 2<log c 2的大小关系,可知a ,b ,c 有如下四种可能:①1<c <b <a ;②0<a <1<c <b ;③0<b <a <1<c ;④0<c <b <a <1.对照选项可知A 中关系不可能成立. 答案 A(4)(优质试题·石家庄一模)已知函数y =f (x +2)的图象关于直线x =-2对称,且当x ∈(0,+∞)时,f (x )=|log 2x |,若a =f (-3),b =f ⎝⎛⎭⎫14,c =f (2),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >b >cB .b >a >cC .c >a >bD .a >c >b解析 易知y =f (x )是偶函数.当x ∈(0,+∞)时,f (x )=f ⎝⎛⎭⎫1x =|log 2x |,且当x ∈[1,+∞)时,f (x )=log 2x 单调递增,又a =f (-3)=f (3),b =f ⎝⎛⎭⎫14=f (4),所以b >a >c .答案 B1.设a =log 37,b =21.1,c =0.83.1,则( )A .b <a <cB .c <a <bC .c <b <aD .a <c <b答案 B解析 ∵a =log 37,∴1<a <2.∵b =21.1,∴b >2.∵c =0.83.1,∴0<c <1.即c <a <b ,故选B.2.(优质试题·孝义模拟)函数y =ln sin x (0<x <π)的大致图象是( )答案 C解析 因为0<x <π,所以0<sin x ≤1,所以ln sin x ≤0,故选C.3.已知偶函数f (x ),当x ∈[0,2)时,f (x )=2sin x ,当x ∈[2,+∞)时,f (x )=log 2x ,则f ⎝⎛⎭⎫-π3+f (4)等于( )A .-3+2B .1C .3 D.3+2答案 D解析 因为f ⎝⎛⎭⎫-π3=f ⎝⎛⎭⎫π3=2sin π3=3, f (4)=log 24=2,所以f ⎝⎛⎭⎫-π3+f (4)=3+2,故选D. 4.(优质试题·北京)根据有关资料,围棋状态空间复杂度的上限M 约为3361,而可观测宇宙中普通物质的原子总数N 约为1080.则下列各数中与M N最接近的是( )(参考数据:lg 3≈0.48) A .1033 B .1053 C .1073 D .1093答案 D解析 由题意,lg M N =lg 33611080=lg 3361-lg 1080 =361lg 3-80lg 10≈361×0.48-80×1=93.28.又lg 1033=33,lg 1053=53,lg 1073=73,lg 1093=93,故与M N最接近的是1093. 5.(优质试题·江西红色七校二模)已知函数f (x )=lne x e -x ,若f ⎝⎛⎭⎫e 2 013+f ⎝⎛⎭⎫2e 2 013+…+f ⎝⎛⎭⎫2 012e 2 013=503(a +b ),则a 2+b 2的最小值为( )A .6B .8C .9D .12答案 B解析 ∵f (x )+f (e -x )=2,∴f ⎝⎛⎭⎫e 2 013+f ⎝⎛⎭⎫2e 2 013+…+f ⎝⎛⎭⎫2 012e 2 013=2 012, ∴503(a +b )=2 012,∴a +b =4.∴a 2+b 2≥(a +b )22=8, 当且仅当a =b =2时取等号.6.若f (x )=lg(x 2-2ax +1+a )在区间(-∞,1]上单调递减,则a 的取值范围为( )A .[1,2)B .[1,2]C .[1,+∞)D .[2,+∞)答案 A解析 令函数g (x )=x 2-2ax +1+a =(x -a )2+1+a -a 2,对称轴为x =a ,要使函数在(-∞,1]上单调递减,则有⎩⎪⎨⎪⎧ g (1)>0,a ≥1,即⎩⎪⎨⎪⎧2-a >0,a ≥1,解得1≤a <2,即a ∈[1,2),故选A.7.若a =log 43,则2a +2-a =________. 答案 433解析 ∵a =log 43=22log 3=12log 23=log 23,∴2a +2-a =log 2log 2-=3+log 2=3+33=433. 8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧21-x ,x ≤1,1-log 2x ,x >1,则满足f (x )≤2的x 的取值范围是__________. 答案 [0,+∞)解析 当x ≤1时,由21-x ≤2,解得x ≥0,所以0≤x ≤1;当x >1时,1-log 2x ≤2,解得x ≥12,所以x >1. 综上可知x ≥0.9.(优质试题·南昌模拟)设实数a ,b 是关于x 的方程|lg x |=c 的两个不同实数根,且a <b <10,则abc 的取值范围是________.答案 (0,1)解析 由题意知,在(0,10)上,函数y =|lg x |的图象和直线y =c 有两个不同交点,∴ab =1,0<c <lg 10=1,∴abc 的取值范围是(0,1).10.函数f (x )=log 2x ·()2x 的最小值为________.答案 -14解析 f (x )=log 2x ·()2x =12log 2x ·2log 2(2x )=log 2x (1+log 2x ).设t =log 2x (t ∈R ),则原函数可以化为y =t (t +1)=⎝⎛⎭⎫t +122-14(t ∈R ),故该函数的最小值为-14.故f (x )的最小值为-14. 11.已知函数f (x )=log a (2x -a )在区间⎣⎡⎦⎤12,23上恒有f (x )>0,则实数a 的取值范围是________. 答案 ⎝⎛⎭⎫13,1解析 当0<a <1时,函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤12,23上是减函数,所以log a ⎝⎛⎭⎫43-a >0,即0<43-a <1, 又2×12-a >0,解得13<a <43,且a <1,故13<a <1; 当a >1时,函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤12,23上是增函数,所以log a (1-a )>0,即1-a >1,且2×12-a >0, 解得a <0,且a <1,此时无解.综上所述,实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫13,1.12.(优质试题·长沙模拟)已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,f (0)=0,当x >0时,f (x )=12log x .(1)求函数f (x )的解析式;(2)解不等式f (x 2-1)>-2.。