2019年高考数学(理)考点一遍过 考点08 对数与对数函数含解析
高中数学对数与对数函数知识点及例题讲解(K12教育文档)
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对数与对数函数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 a NM =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,+∞)。
注意:真数式子没根号那就只要求真数式大于零,如果有根号,要求真数大于零还要保证根号里的式子大于零,底数则要大于0且不为1 对数函数的底数为什么要大于0且不为1呢?在一个普通对数式里 a<0,或=1 的时候是会有相应b 的值的。
但是,根据对数定义: log a a=1;如果a=1或=0那么log a a 就可以等于一切实数(比如log 1 1也可以等于2,3,4,5,等等)第二,根据定义运算公式:log a M^n = nlog a M 如果a<0,那么这个等式两边就不会成立 (比如,log (—2) 4^(—2) 就不等于(-2)*log (-2) 4;一个等于1/16,另一个等于-1/16) (2)对数函数的图象高中数学对数与对数函数知识点及例题讲解(word 版可编辑修改)x y> Oxy<a <y = l o g x a 111())x 轴对称。
专题10 对数与对数函数(课件)-2019年高考数学(理)一轮总复习
【点评】应用对数型函数的图象可求解的问题. (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. (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,利用数形结合思想求解.
第二章
函
数
第10讲 对数与对数函数
【学习目标】 1.理解对数的概念, 掌握指数与对数的相互转化, 会运用指数、对数运算法则进行有关运算. 2.掌握对数函数的定义、图象和性质及其应用. 3. 掌握以对数函数为载体的复合函数的有关性质. 4.了解指数函数 y=ax 与对数函数 y= logax 互为 反函数 (a>0 且 a≠1)的关系.
4 3.(log29)· (log34)=____.
lg 9 lg 4 2lg 3· 2lg 2 【解析】方法一:原式= · = = lg 2 lg 3 lg 2·lg3 4. log24 方法二:原式=2log23· =2×2=4. log23
是
4. 函 数 f(x) = lg x2 的 单 调 递 减 区 间 (-∞,0) .
【知识要点】 1. 对数的定义 如果 ax= N(a>0 且 a≠ 1),那么数 x 叫做以 a 为底
x=logaN(a>0且a≠1) ,其中 a 叫 N 的对数,记作 _______________________
做对数的底数,N 叫做真数. 2. 几种常见的对数 对数形式 一般对数 常用对数 自然对数 特 点 记法 logaN lg N ln N 底数为 a(a>0 且 a≠ 1) 底数为 10 底数为 e
【基础检测】 1.若 3x=2,则 x= log32 . 2.函数 y=loga(x-1)+2(a>0,a≠1)的图象恒过 定点 (2,2) .
2019届高考数学一轮必备考情分析学案:2.5《对数与对数函数》(含解析)
2.5对数与对数函数考情分析1.考查对数函数的定义域与值域. 2.考查对数函数的图象与性质的应用.3.考查以对数函数为载体的复合函数的有关性质. 4.考查对数函数与指数函数互为反函数的关系. 基础知识 1.对数的概念 (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)几种常见对数2.对数的性质与运算法则 (1)对数的性质①alog a N =N ;②log a a N=N(a >0且a≠1). (2)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 MN =log a M -log a N ;③log a M n =nlog a M(n ∈R);④log am M n=n m log a M.3.对数函数的图象与性质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. 注意事项1.对数源于指数,指数式和对数式可以互化,对数的性质和运算法则都可以通过对数式与指数式的互化进行证明.2.解决与对数有关的问题时,(1)务必先研究函数的定义域;(2)注意对数底数的取值范围.3.画对数函数4.对数值的大小比较方法(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)化同真数后利用图象比较. 典型例题题型一 对数式的化简与求值【例1】计算:(1)121316324(12427162(8)--+-+-;(2)2(lg 2)lg 2lg 50lg25+⋅+;(3)3948(log 2log 2)(log 3log 3)+⋅+ 解:(1)原式12133(1)246324(113228⨯-⨯-⨯⨯=-+-⨯213332113222118811⨯=+-+-⨯=-=(2)原式22(lg 2)(1lg 5)lg 2lg 5(lg 2lg 51)lg 22lg 5=+++=+++ (11)lg 22lg 52(lg 2lg 5)2=++=+=(3)原式lg 2lg 2lg 3lg 3lg 2lg 2lg 3lg 3()()()()lg 3lg 9lg 4lg8lg 32lg 32lg 23lg 2=+⋅+=+⋅+ 3lg 25lg 352lg 36lg 24=⋅= 【变式1】已知11223x x-+=,求22332223x x x x--+-+-的值解:∵11223x x-+=,∴11222()9x x -+=,∴129x x -++=,∴17x x -+=,∴12()49x x -+=,∴2247x x -+=,又∵331112222()(1)3(71)18x x x x x x ---+=+⋅-+=⋅-=, ∴223322247231833x x x x--+--==-+-题型二 对数值的大小比较【例2】►已知f(x)是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,且在(-∞,0]上是增函数,设a =f(log 47),b =f(log 123),c =f(0.2-0.6),则a ,b ,c 的大小关系是( ).A .c <a <bB .c <b <aC .b <c <aD .a <b <c解析 log 123=-log 23=-log 49,b =f(log 123)=f(-log 49)=f(log 49),log 47<log 49,0.2-0.6=⎝ ⎛⎭⎪⎫15-35=5125>532=2>log 49,又f(x)是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,且在(-∞,0]上是增函数,故f(x)在[0,+∞)上是单调递减的, ∴f(0.2-0.6)<f(log 123)<f(log 47),即c <b <a ,故选B.答案 B【变式2】设a =log 32,b =ln 2,c =5-12,则( ).A .a <b <cB .b <c <aC .c <a <bD .c <b <a解析 法一 a =log 32=1log 23,b =ln 2=1log 2e ,而log 23>log 2e >1,所以a <b ,c =5-12=15,而5>2=log 24>log 23,所以c <a ,综上c <a <b ,故选C.法二 a =log 32=1log 23,b =ln 2=1log 2e ,1<log 2e <log 23<2,∴12<1log 23<1log 2e <1;c =5-12=15<14=12,所以c <a <b ,故选C. 答案 C题型三 对数函数性质的应用【例3】►已知函数f(x)=log a (2-ax),是否存在实数a ,使函数f(x)在[0,1]上是关于x 的减函数,若存在,求a 的取值范围.. 解 ∵a >0,且a≠1,∴u =2-ax 在[0,1]上是关于x 的减函数.又f(x)=log a (2-ax)在[0,1]上是关于x 的减函数,∴函数y =log a u 是关于u 的增函数,且对x ∈[0,1]时,u =2-ax 恒为正数.其充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧a >12-a >0,即1<a <2.∴a 的取值范围是(1,2).【变式3】 已知f(x)=log 4(4x-1) (1)求f(x)的定义域;(2)讨论f(x)的单调性;(3)求f(x)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上的值域. 解 (1)由4x-1>0解得x>0, 因此f(x)的定义域为(0,+∞). (2)设0<x 1<x 2,则0<4x 1-1<4x 2-1,因此log 4(4x 1-1)<log 4(4x 2-1),即f(x 1)<f(x 2),f(x)在(0,+∞)上递增.(3)f(x)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上递增, 又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=0,f(2)=log 415, 因此f(x)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上的值域为[0,log 415]. 重难点突破【例1】设f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧lg x ,x >0,x +⎠⎛0a 3t 2dt ,x≤0,若f(f(1))=1,则a =________.【例2】► (2018辽宁改编)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________.巩固提高1. 2 log 510+log 50.25=( ).A .0B .1C .2D .4 解析 原式=log 5100+log 50.25=log 525=2. 答案 C2.(人教A 版教材习题改编)已知a =log 0.70.8,b =log 1.10.9,c =1.10.9,则a ,b ,c 的大小关系是( ). A .a <b <c B .a <c <b C .b <a <cD .c <a <b解析 将三个数都和中间量1相比较:0<a =log 0.70.8<1,b =log 1.10.9<0,c =1.10.9>1. 答案 C3.(2018·黄冈中学月考)函数f(x)=log 2(3x+1)的值域为( ). A .(0,+∞) B .[0,+∞) C .(1,+∞)D .[1,+∞)解析 设y =f(x),t =3x+1. 则y =log 2t ,t =3x+1,x ∈R.由y =log 2t ,t>1知函数f(x)的值域为(0,+∞). 答案 A4.(2018汕尾模拟)下列区间中,函数f(x)=|ln(2-x)|在其上为增函数的是( ).A .(-∞,1]B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,43C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,32D .[1,2)解析 法一 当2-x≥1,即x≤1时,f(x)=|ln(2-x)|=ln(2-x),此时函数f(x)在(-∞,1]上单调递减.当0<2-x≤1,即1≤x<2时,f(x)=|ln(2-x)|=-ln(2-x),此时函数f(x)在[1,2)上单调递增,故选D. 法二 f(x)=|ln(2-x)|的图象如图所示.由图象可得,函数f(x)在区间[1,2)上为增函数,故选D. 答案 D5.若log a 23>1,则a 的取值范围是________.答案⎝ ⎛⎭⎪⎫23,1。
2019年高考数学(理)考点一遍过 考点08 对数与对数函数含解析
考点08 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,理解对数函数的单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点. (3)知道对数函数是一类重要的函数模型.(4)了解指数函数x y a =与对数函数log a y x =互为反函数0,1()a a >≠且.一、对数与对数运算 1.对数的概念(1)对数:一般地,如果x a N =(0,1)a a >≠且,那么数 x 叫做以a 为底 N 的对数,记作log a x N =,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.(2)牢记两个重要对数:常用对数,以10为底的对数lg N ;自然对数,以无理数e=2.71828…为底数的对数ln N .(3)对数式与指数式的互化:log xa a N x N =⇔=.2.对数的性质根据对数的概念,知对数log (0,1)a N a a >≠且具有以下性质: (1)负数和零没有对数,即0N >; (2)1的对数等于0,即log 10a =; (3)底数的对数等于1,即log 1a a =; (4)对数恒等式log (0)a NaN N =>.3.对数的运算性质如果0,1,0,0a a M N >≠>>且,那么: (1)log ()log log a a a M N =M +N ⋅;(2)log log log -aa a M=M N N; (3)log log ()na a M =n M n ∈R .4.对数的换底公式 对数的换底公式:log log (0,1;0,1;0)log c b c NN b b c c N b=>≠>≠>且且.换底公式将底数不同的对数转化为底数相同的对数,进而进行化简、计算或证明.换底公式应用时究竟换成什么为底,由已知条件来确定,一般换成以10为底的常用对数或以e 为底的自然对数. 换底公式的变形及推广: (1)log log 01,0()且m n a a nb b a a b m=>≠>; (2)(1log 01;01log )且且a b b a a b b a=>≠>≠; (3)log log log log a b c a b c d d ⋅⋅=(其中a ,b ,c 均大于0且不等于1,d >0). 二、对数函数及其性质 1.对数函数的概念一般地,我们把函数=log (0,1)a y x a a >≠且叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是(0,)+∞. 2.对数函数的图象和性质一般地,对数函数=log (0,1)a y x a a >≠且的图象与性质如下表所示:在直线1x =的右侧,当1a >时,底数越大,图象越靠近x 轴;当01a <<时,底数越小,图象越靠近x 轴,即“底大图低”.3.对数函数与指数函数的关系指数函数xy a =(0a >且1a ≠)与对数函数log (0a y x a =>且1a ≠)互为反函数,其图象关于直线y x =对称.考向一对数式的化简与求值对数运算的一般思路:(1)对于指数式、对数式混合型条件的化简与求值问题,一般可利用指数与对数的关系,将所给条件统一为对数式或指数式,再根据有关运算性质求解;(2)在对数运算中,可先利用幂的运算性质把底数或真数变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后运用对数的运算性质、换底公式,将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算. 注意:(1)在利用对数的运算性质log ()log log a a a M N =M +N ⋅与log log ()na a M=n M n ∈R 进行化简与求值时,要特别注意题目的前提条件,保证转化关系的等价性. (2)注意利用等式lg 2lg51+=.典例1 化简:(1)()71log 02log lg25lg479.8+++-;(2 【答案】(1)5;(2)3.【解析】(1)()71log 02log 27lg25lg479.8++++-322231log 3lg5lg212=++++332lg52lg222=+++ ()32lg5lg2=++32lg10=+321=+⨯ 5=.()()222lg52lg 2lg52lg5lg 2lg 2=+++⨯+ ()()22lg5lg 2lg5lg 2=+++ ()22lg10lg10=+21=+3=.【名师点睛】本题主要考查了对数的运算,其中熟记对数的运算法则和对数的运算性质是解答的关键,着重考查了推理与运算能力.典例2 已知函数()13xf x -=-若()321og f a =则a = A .13 B .14C .12D .2【答案】D【解析】根据题意有()3log 312log 131af a a -=-=-=2a =,故选D . 【名师点睛】该题考查的是已知函数值求自变量的问题,在求解的过程中,需要对指数式和对数式的运算性质了如指掌.首先将自变量代入函数解析式,利用指对式的运算性质,得到关于参数a 的等量关系式,即可求得结果.1.设,x y 为正数,且34x y=,当3x py =时,p 的值为A .3log 4B .4log 3C .36log 2D .3log 2考向二 对数函数的图象1.对数函数=log (0,1)a y x a a >≠且的图象过定点(1,0),所以讨论与对数函数有关的函数的图象过定点的问题,只需令真数为1,解出相应的,x y ,即可得到定点的坐标.2.当底数1a >时,对数函数()log a f x x =是(0,)+∞上的增函数,当1x >时,底数a 的值越小,函数图象越“陡”,其函数值增长得越快;当底数01a <<时,对数函数()log a f x x =是(0,)+∞上的减函数,当01x <<时,底数a 的值越大,函数图象越“陡”,其函数值减小得越快.也可作直线y =1与所给图象相交,交点的横坐标即为各个底数,依据在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大,可比较底数的大小.3.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.特别地,要注意底数1a >和01a <<的两种不同情况.有些复杂的问题,借助于函数图象来解决,就变得简单了,这是数形结合思想的重要体现.4.一些对数型方程、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.典例3 若函数log )0,1(且a y x a a =>≠的图象如图所示,则下列函数图象正确的是【答案】B典例4 已知函数()2log ,03,0x x f x x x >⎧=⎨≤⎩,且函数()()h x f x x a =+-有且只有一个零点,则实数a 的取值范围是A .[1,+∞)B .(1,+∞)C .(-∞,1)D .(-∞,1]【答案】B【解析】如图所示,在同一平面直角坐标系中分别作出()y f x =与y x a =-+的图象,其中a 表示直线y x a =-+在y 轴上的截距,由图可知,当1a >时,直线y x a =-+与()y f x =只有一个交点.故选B .2.在同一直角坐标系中,函数()2f x ax =-,()()log 2a g x x =+(0a >,且1a ≠)的图象大致为A .B .C .D .考向三 对数函数性质的应用对数函数的性质及其应用是每年高考的必考内容之一,多以选择题或填空题的形式呈现,难度易、中、难都有,且主要有以下几种命题角度: (1)比较对数式的大小:①若底数为同一常数,则可由对数函数的单调性直接进行判断;若底数为同一字母,则需对底数进行分类讨论; ②若底数不同,真数相同,则可以先用换底公式化为同底后,再进行比较; ③若底数与真数都不同,则常借助1,0等中间量进行比较. (2)解对数不等式:①形如log log a a x b >的不等式,借助log a y x =的单调性求解,如果a 的取值不确定,需分1a >与01a <<两种情况讨论;②形如log a x b >的不等式,需先将b 化为以a 为底的对数式的形式,再借助=log a y x 的单调性求解.典例5 已知132a -=,21211log ,log 33b c ==,则 A .a b c >> B .a c b >> C .c a b >> D .c b a >> 【答案】C 【解析】因为130221a -<=<=,221log log 103b =<=,12221log log 3log 213c ==>=,所以c a b >>,故选C .【名师点睛】本题中既有指数式,又有对数式,无法直接比较大小,可借助中间量1,0来进行比较. 典例6 求不等式1log (4)log a ax x ->-的解集.3.设函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且当0x >时,()ln f x x =,记312a f ⎛⎫⎛⎫⎪= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,b f ⎛=- ⎝,()3c f =,则,,a b c 的大小关系为A .c b a >>B .b c a >>C .b a c >>D .a b c >>考向四 对数函数的复合函数问题与对数函数相关的复合函数问题,即定义域、值域的求解,单调性的判断和应用,与二次函数的复合问题等,解题方法同指数函数类似.研究其他相关函数的单调性、奇偶性一般根据定义求解,此外,需特别注意对数函数的定义域及底数的取值.求形如()log a y f x =的复合函数的单调区间,其一般步骤为: ①求定义域,即满足()0f x >的x 的取值集合;②将复合函数分解成基本初等函数log a y u =及()u f 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()log a y f x =为增函数,若一增一减,则()log a y f x =为减函数,即“同增异减”.典例7 已知函数()lg(3)lg(3)f x x x =++-. (1)判断()f x 的奇偶性并加以证明; (2)判断()f x 的单调性(不需要证明); (3)解关于m 的不等式()(1)0f m f m -+<.【答案】(1)偶函数,证明见解析;(2)减函数;(3)1(3,)2--.【解析】(1)由3030x x >⎧⎨>⎩+-,得33x -<<,∴函数()f x 的定义域为(3,3)-.∵函数()f x 的定义域关于原点对称,且()lg(3)lg(3)()f x x x f x -=-++=, ∴函数()f x 为偶函数.(2)()2lg(9)f x x =-, lg y u =为增函数,29u x =-在(3,0)-上是增函数,在(0,3)上是减函数,∴()f x 在(3,0)-上是增函数,在(0,3)上是减函数. (3)()(1)0f m f m -+<即()(1)f m f m <+,⇒343212m m m -<<⎧⎪⎪-<<⎨⎪<-⎪⎩,得132m -<<-.∴关于m 的不等式()(1)0f m f m -+<的解集为1(3,)2--.4.已知函数()()222log a f x a a x =--是对数函数.(1)若函数()()()log 1log 3a a g x x x =++-,讨论()g x 的单调性;(2)在(1)的条件下,若1,23x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,不等式()30g x m -+≤的解集非空,求实数m 的取值范围.1.计算()332log log log 8⎡⎤⎣⎦等于 A .1 B .16 C .4D .02.已知:p “100a >”,q :“1log 102a <”,则p 是q 的 A .充要条件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3.函数()()2ln 2f x x x =--+的单调递减区间为 A .()(),21,-∞-+∞B .1(2)2--, C .1(,1)2-D .1+∞(,)4.已知函数()()2ln e e x x f x x -=++,则使得f (2x )>f (x +3)成立的x 的取值范围是 A .()1,3- B .()(),33,-∞-+∞ C .()3,3-D .()(),13,-∞-+∞5.已知01a a >≠且,函数1,log ,xa y y x y x a a ⎛⎫===+ ⎪⎝⎭在同一坐标系中的图象可能是A .B .C .D .6.已知324log 2,log 3,log 7a 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 .a c b <<7.奇函数()f x 满足()()2f x f x +=-,当()0,1x ∈时,()132x f x =+,则()3log 54f = A .−2 B .76- C .76D .28.已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且在区间(],0-∞上单调递增,若实数a 满足()(3log 2af f >-,则a 的取值范围是A .)+∞ B .(3C .(D .(3-∞9.方程()()33log 325log 410x x ⋅+-+=的解为x =_________.10.已知函数()3log f x x =,设正实数,a b 满足a b <,且()()f a f b =,若()f x 在区间2,a b ⎡⎤⎣⎦上的最大值为2,则b a =________.11.设函数()()()()log 3log 30,1a a f x x x a a =++->≠,且()02f =.(1)求实数a 的值及函数()f x 的定义域; (2)求函数()f x 在区间6⎡⎣上的最小值.12.已知函数()()()2log 2x f x kk =+∈R 的图象过点()0,1P .(1)求k 的值并求函数()f x 的值域;(2)若关于x 的方程()f x x m =+有实根,求实数m 的取值范围; (3)若函数()()[]1222,0,4xf x h x a x +=-⋅∈,则是否存在实数a ,使得函数()h x 的最大值为0?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.1.(2018年高考天津卷理科)已知2log e a =,ln2b =,121log 3c =,则a ,b ,c 的大小关系为 A .a b c >> B .b a c >> C .c b a >>D .c a b >>2.(2018年高考新课标Ⅲ卷理科)设0.2log 0.3a =,2log 0.3b =,则 A .0a b ab +<< B .0ab a b <+< C .0a b ab +<<D .0ab a b <<+3.(2017年高考北京卷理科)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:lg3≈0.48)A .1033B .1053C .1073D .10934.(2017年高考新课标全国Ⅰ卷理科)设x 、y 、z 为正数,且235x y z==,则A .2x <3y <5zB .5z <2x <3yC .3y <5z <2xD .3y <2x <5z5.(2016年高考新课标全国Ⅰ卷理科)若101a b c >><<,,则A .c c a b <B .c c ab ba <C .log log b a a c b c <D .log log a b c c <6.(2015年高考北京卷理科)如图,函数()f x 的图象为折线ACB ,则不等式()()2log 1f x x +≥的解集是A B Oxy -122CA .{}|10x x -<≤B .{}|11x x -≤≤C .{}|11x x -<≤D .{}|12x x -<≤7.(2015年高考湖南卷理科)设函数()ln(1)ln(1)f x x x =+--,则()f x 是 A .奇函数,且在(0,1)上是增函数 B .奇函数,且在(0,1)上是减函数 C .偶函数,且在(0,1)上是增函数 D .偶函数,且在(0,1)上是减函数 8.(2018年高考江苏卷)函数()2log 1f x x =-________.1.【答案】C【解析】令34x y t ==,则34log ,log x t y t ==,由3x p y =得33343log 3log 43log 46log 2log log 3t t t p t ====,故选C .变式拓展3.【答案】A【解析】∵x >0时,()ln f x x =,∴()f x 在(0,+∞)上单调递增; ∵()f x 是定义在R 上的奇函数,∴3322b f f ⎛⎛=-=- ⎝⎝=()3log 2f ; ∵122<<,310()12<,∴3310()log 232<<,∴()()331(log 232f f f ⎛⎫⎪⎝⎭<<, ∴a <b <c ,即c >b >a . 故选A .【名师点睛】根据x >0时()f x 的解析式即可知()f x 在(0,+∞)上单调递增,由()f x 为奇函数即可得出()3log 2b f =,然后比较331()232,和的大小关系,根据()f x 在(0,+∞)上单调递增即可比较出a ,b ,c的大小关系.利用指数函数、对数函数及幂函数的性质比较实数或式子的大小,一方面要比较两个实数或式子形式的异同,底数相同,考虑指数函数增减性,指数相同考虑幂函数的增减性,当都不相同时,考虑分析数或式子的大致范围,来进行比较大小,另一方面注意特殊值0,1的应用,有时候要借助其“桥梁”作用,来比较大小. 4.【答案】(1)见解析;(2)[)4,+∞.【解析】(1)由题意可知:222101a a a a ⎧--=⎨>≠⎩且,解得3,1a a ==-(舍去),∴函数()f x 的解析式为()3log f x x =. ∵()()()log 1log 3a a g x x x =++-, ∴1030x x +>⎧⎨->⎩,∴13x x >-⎧⎨<⎩,∴13x -<<,即()g x 的定义域为{}|13x x -<<.由于()()()()2333log 1log 3log 23g x x x x x =++-=-++,令()223u x x x =-++()13x -<<,则由对称轴1x =可知,()u x 在()1,1-上单调递增,在()1,3上单调递减;又因为3log y u =在()0,+∞上单调递增,故()g x 的单调递增区间为()1,1-,单调递减区间为()1,3.(2)不等式()30g x m -+≤的解集非空, 所以()min 13,,23m g x x ⎡⎤-≥∈⎢⎥⎣⎦,由(1)知,当1,23x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,函数()g x 的单调递增区间为1,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦,单调递减区间为[]1,2,且()3132l o g ,2139g g ⎛⎫== ⎪⎝⎭, 所以()min 1g x =,所以31m -≥,4m ≥, 所以实数m 的取值范围为[)4,+∞.【思路点拨】(1)由对数函数的定义,得到a 的值,进而得到函数()g x 的解析式,再根据复合函数的单调性,即可求解函数()g x 的单调性.(2)不等式()30g x m -+≤的解集非空,得()min 3m g x -≥,由(1)得到函数的单调性,求得函数的最小值,即可求得实数m 的取值范围.1.【答案】D【解析】由()()][3332332333log log log 8log [log log 2log log3]log 10⎡⎤====⎣⎦,故选D .【名师点睛】本题主要考查了对数的运算求值,根据对数的运算公式,即可求解式子的数值.其中熟记对数的运算公式是解答的关键,着重考查了推理与运算能力. 2.【答案】B 【解析】100a >时,1log 102a <,而1log 102a <时,10001a a ><<或,即100a >不一定成立, p ∴是q 的充分不必要条件,故选B .【名师点睛】利用对数函数的单调性,根据充要条件的定义可得结果.判断充要条件时应注意:首先弄清条件p 和结论q 分别是什么,然后直接依据定义、定理、性质尝试,p q q p ⇒⇒.对于带有否定性的命题或比较难判断的命题,除借助集合思想化抽象为直观外,还可利用原命题和逆否命题、逆命题和否命题的等价性,转化为判断它的等价命题;对于范围问题也可以转化为包含关系来处理. 3.【答案】C考点冲关【解析】由220x x --+>可得21x -<<,设22t x x =--+,因为函数22t x x =--+在1(,1)2-上单调递减,ln y t =单调递增,所以函数()f x 的单调递减区间为1(,1)2-,故选C .【名师点睛】求出函数的定义域,利用二次函数的单调性结合对数函数的单调性求解即可.本题主要考查对数函数的性质、复合函数的单调性,属于中档题.复合函数的单调性的判断可以综合考查两个函数的单调性,因此也是命题的热点,判断复合函数单调性要注意把握两点:一是要同时考虑两个函数的的定义域;二是同时考虑两个函数的单调性,正确理解“同增异减”的含义(增增→增,减减→增,增减→减,减增→减). 4.【答案】D【解析】因为()()()()()22ln ee ln e e xx x x f x x x f x ---=++-=++=,所以函数()f x 是偶函数,又易知()f x 在(),0-∞上单调递减,在()0,+∞上单调递增,所以()()2323f x f x x x >+⇔>+,解得1x <-或3x >.故选D .【名师点睛】本题考查函数的奇偶性和单调性的综合运用,先利用奇偶性的定义判断函数的奇偶性,再判断函数的单调性,将()()23f x f x >+转化为23x x >+进行求解.要注意:奇函数在对称的区间上单调性一致,偶函数在对称的区间上单调性相反.6.【答案】D【解析】324log 21,log 31,log 7a b c =<=>==2log 7log 3<,且4log 71c =>,故a c b <<,故选D . 【名师点睛】本题考查对数函数的基本性质和运算公式,可以先比较同底的对数大小,再结合中间值1,进行比较即可.比较大小的试题通常先比较同底的然后借助中间值判断不同底的即可,属于基础题. 7.【答案】A【解析】∵()()2f x f x +=-,∴()()()42f x f x f x +=-+=,∴函数()f x 的周期为4. 又()333log 54log 272)3l 3,4(og 2=⨯=+∈,∴()()()333log 543log 21log 2f f f =+=-+=32log 3f ⎛⎫= ⎪⎝⎭3323log log 32f f ⎛⎫⎛⎫--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭33log 213132222⎛⎫⎛⎫=-+=-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 故选A .【名师点睛】先由题意得到函数的周期为4,确定出3log 54的范围,然后根据函数的周期性和奇偶性求解.本题考查函数的性质及指数、对数的运算,解题的关键是通过函数的周期性将求值问题转化到区间(0,1)内解决.【名师点睛】本题主要考查不等式的求解,根据函数奇偶性和单调性的关系得到()f x 是R 上的增函数,再结合函数奇偶性和单调性的关系进行转化求解即可.其中结合函数奇偶性和单调性的关系将不等式进行转化是解决本题的关键. 9.【答案】2 【解析】()()()()3333log 325log 410log 325log 4132541x x x x x x ⋅+-+=⇔⋅+=+⇔⋅+=+⇔()2432402324024x x xx x -⋅-=⇔-⋅-=⇔=或21x =-(舍去),即24x=,解得 2.x =即答案为2. 10.【答案】127【解析】根据题意可知01,1a b <<>,并且可以知道函数()3log f x x =在()0,1上是减函数,在()1,+∞上是增函数,且有1ab =,又201a a <<<,所以由题中的条件,可知()()223max log 2f x f aa===,可以解得13a =,所以3b =,则有311327ba ⎛⎫==⎪⎝⎭. 【名师点睛】该题考查的是有关指数幂的运算,但是需要先从题的条件中来确定底数和指数的大小,首先需要确定函数()3log f x x =的图象,之后借助于绝对值的意义,可以得到两个函数值的大小相等的时候,对应真数之间的关系:互为倒数,再结合两个值的大小关系,从而确定出对应各自的范围,根据题意,进一步确定其值的大小,最后求得结果.11.【答案】(1)3a =,()3,3-;(2)1.【解析】(1)∵()02f =, ∴()log 920,1a a a =>≠, ∴3a =. 由3030x x +>⎧⎨->⎩得()3,3x ∈-,∴函数()f x 的定义域为()3,3-.【思路点拨】(1)根据题设,由()02f =,可求出参数a 的值,根据对数函数的定义,由30x +>且30x ->,解此不等式,从而求出函数的定义域;(2)由(1)可确定函数()f x 的解析式,经化简整理得()()23log 9f x x =-,再根据函数()f x 的单调性可知该函数的最小值为6f.12.【答案】(1)1,()0,+∞;(2)()0,+∞;(3)存在178a =使得函数()h x 的最大值为0. 【解析】(1)因为函数()()2log 2x f x k =+()k ∈R 的图象过点()0,1P ,所以()01f =,即()2log 11k +=, 所以1k =,所以()()2log 21x f x =+,因为20x>,所以211x+>, 所以()2log 210x +>, 所以函数()f x 的值域为()0,+∞.(2)因为关于x 的方程()f x x m =+有实根,即方程()2log 21x m x =+-有实根,即函数()2log 21x y x=+-的图象与函数y m =的图象有交点,令()()2log 21x g x x =+-,则函数()y g x =的图象与直线y m =有交点,又()()()22222211log 21log 21log 2log log 122x xxxx xg x x +⎛⎫=+-=+-==+ ⎪⎝⎭, 任取1212,x x x x ∈<R 且,则12022x x<<,所以121122x x >, 所以12111122x x +>+,所以()()12g x g x -=121log 12x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭221log 102x⎛⎫-+> ⎪⎝⎭, 所以()()12g x g x >,所以()g x 在R 上是减函数(或由复合函数判断()21log 12xg x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭为单调递减函数也可), 因为1112x+>, 所以()()21log 10,2xg x ⎛⎫=+∈+∞ ⎪⎝⎭, 所以实数m 的取值范围是()0,+∞. (3)由题意知()1222122221x x xxh x a a +=+-⋅=-⋅+,[]0,4x ∈,令22x t =,则()[]221,1,4t t at t φ=-+∈,当52a ≤时,()()max 41780t a φφ==-=,所以178a =, 当52a >时,()()max 1220t a φφ==-=,所以1a =(舍去),综上,存在178a =使得函数()h x 的最大值为0.【思路点拨】(1)根据()0,1P 在图象上,代入计算即可求解1k =,因为20x >,所以211x+>,所以()()2log 210x f x =+>,可得函数()f x 的值域为()0,+∞;(2)原方程等价于()()2log 21x g x x =+-的图象与直线y m =有交点,先证明()g x 的单调性,可得到()g x 的值域,从而可得实数m 的取值范围;(3)根据[]0,4x ∈,22x t =,转化为二次函数()[]221,1,4t t at t φ=-+∈的最大值问题,讨论函数()t φ的最大值,求解实数a 即可.1.【答案】D【解析】由题意结合对数函数的性质可知:2log e 1a =>,()21ln20,1log e b ==∈,12221log log 3log e 3c ==>,据此可得:c a b >>.本题选择D 选项.【名师点睛】由题意结合对数函数的性质整理计算即可求得最终结果.对于对数的大小的比较,我们通常都是运用对数函数的单调性,但很多时候,因对数的底数或真数不相同,不能直接利用函数的单调性进行比较,这就必须掌握一些特殊方法.在进行对数的大小比较时,若底数不同,则首先考虑将其转化成同底数,然后再根据对数函数的单调性进行判断.对于不同底而同真数的对数的大小的比较,利用图象法求解,既快捷,又准确. 2.【答案】B 【解析】0.22log 0.3,log 0.3a b ==,0.30.311log 0.2,log 2a b ∴==,0.311log 0.4a b ∴+=,1101a b∴<+<,即01a bab+<<,又0,0a b ><,0ab ∴<,∴0ab a b <+<,故选B . 3.【答案】D【解析】设36180310M x N ==,两边取对数,36136180803lg lg lg3lg10361lg38093.2810x ==-=⨯-=,所以93.2810x =,即MN最接近9310,故选D . 【名师点睛】本题考查了转化与化归能力,本题以实际问题的形式给出,但本质就是对数的运算关系,以及指数与对数运算的关系,难点是令36180310x =,并想到两边同时取对数进行求解,对数运算公式包含log log log a a a M N MN +=,log log log a a aM M N N-=,log log na a M n M =. 直通高考【名师点睛】对于连等问题,常规的方法是令该连等为同一个常数,再用这个常数表示出对应的,,x y z ,通过作差或作商进行比较大小.对数运算要记住对数运算中常见的运算法则,尤其是换底公式以及0与1的对数表示.5.【答案】C【解析】用特殊值法,令3a =,2b =,12c =得112232>,选项A 错误,11223223⨯>⨯,选项B 错误,23113log 2log 22<,选项C 正确,3211log log 22>,选项D 错误,故选C . 【名师点睛】比较幂或对数值的大小,若幂的底数相同或对数的底数相同,通常利用指数函数或对数函数的单调性进行比较;若底数不同,可考虑利用中间量进行比较.6.【答案】C【解析】如图所示,把函数2log y x =的图象向左平移一个单位得到2log (1)y x =+的图象,则不等式()()2log 1f x x ≥+的解为11x -<≤,用集合表示解集选C .【名师点睛】本题属于基础题,首先是函数图象的平移变换,把2log y x =的图象沿x 轴向左平移一个单位,得到2log (1)y x =+的图象,要求正确画出图象,利用数形结合写出不等式的解集.8.【答案】[2,+∞)【解析】要使函数()f x 有意义,则需2log 10x -≥,解得2x ≥,即函数()f x 的定义域为[)2,+∞.【名师点睛】求给定函数的定义域往往需转化为解不等式(组)的问题.求解本题时,根据偶次根式下被开方数非负列不等式,解对数不等式得函数定义域.。
2019年高考数学理科考点一遍过09函数与方程(含解析)
考点09 函数与方程(1)结合二次函数的图象,了解函数的零点与方程根的联系,判断一元二次方程根的存在性及根的个数.(2)根据具体函数的图象,能够用二分法求相应方程的近似解.一、函数的零点1.函数零点的概念对于函数,我们把使成立的实数x叫做函数的零点.2.函数的零点与方程的根之间的联系函数的零点就是方程的实数根,也就是函数的图象与x轴的交点的横坐标即方程有实数根⇔函数的图象与x轴有交点⇔函数有零点.【注】并非所有的函数都有零点,例如,函数f(x)=x2+1,由于方程x2+1=0无实数根,故该函数无零点.3.二次函数的零点4.零点存在性定理 如果函数在区间[a ,b ]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有,那么,函数在区间内有零点,即存在c ∈(a ,b ),使得,这个也就是方程的根.【注】上述定理只能判断出零点存在,不能确定零点个数. 5.常用结论(1)若连续不断的函数是定义域上的单调函数,则至多有一个零点;(2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号;(3)函数有零点方程有实数根函数与的图象有交点;(4)函数有零点方程有实数根函数与的图象有交点,其中为常数.二、二分法 1.二分法的概念对于在区间[a ,b ]上连续不断且的函数,通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法. 2.用二分法求函数零点近似值的步骤给定精确度ε,用二分法求函数零点近似值的步骤如下:①确定区间[a ,b ],验证,给定精确度ε;②求区间(a ,b )的中点c ; ③计算f (c );a .若f (c )=0,则c 就是函数的零点;b .若f (a )·f (c )<0,则令b =c (此时零点x 0∈(a ,c ));c.若f(c)·f(b)<0,则令a=c(此时零点x0∈(c,b)).④判断是否达到精确度ε:即若|a−b|<ε,则得到零点近似值a(或b);否则重复②③④.【速记口诀】定区间,找中点;中值计算两边看,同号丢,异号算,零点落在异号间.重复做,何时止,精确度来把关口.考向一函数零点(方程的根)所在区间的判断函数零点的判定方法(1)定义法(定理法):使用零点存在性定理,函数必须在区间[a,b]上是连续的,当时,函数在区间(a,b)内至少有一个零点.(2)方程法:判断方程是否有实数解.(3)图象法:若一个函数(或方程)由两个初等函数的和(或差)构成,则可考虑用图象法求解,如,作出和的图象,其交点的横坐标即为函数f(x)的零点.典例1 函数的零点所在的区间为A.B.C.D.【答案】D【规律总结】首先确定函数是连续函数,然后结合函数零点存在性定理求解函数零点所在的区间即可.判断函数零点所在区间的方法:一般而言,判断函数零点所在区间的方法是将区间端点代入函数求出函数的值,进行符号判断即可得出结论.此类问题的难点往往是函数值符号的判断,可运用函数的有关性质进行判断.典例2在用二分法求方程的一个近似解时,现在已经将根锁定在区间(1,2)内,则下一步可以断定该根所在区间为___________.【答案】【解析】令,,,,故下一步可以断定根所在区间为,故填.1.若函数在区间上存在一个零点,则的取值范围是A.B.或C.D.2.已知函数.(1)证明方程f(x)=0在区间(0,2)内有实数解;(2)请使用二分法,取区间的中点两次,指出方程f(x)=0,x∈[0,2]的实数解x0在哪个较小的区间内.考向二函数零点个数的判断判断函数零点个数的方法(1)解方程法:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理法:利用定理不仅要求函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性、周期性、对称性)才能确定函数有多少个零点或零点值所具有的性质.(3)数形结合法:转化为两个函数的图象的交点个数问题,先画出两个函数的图象,看其交点个数,其中交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.典例3函数f(x)=2x+lg(x+1) −2的零点有A.0个B.1个C.2个D.3个【答案】B【解析】解法一:因为f(0)=1+0−2=−1<0,f(2)=4+lg3−2=2+lg3>0,所以由函数零点存在性定理知,f(x)在(0,2)上必定存在零点.又f(x)=2x+lg(x+1)−2在(−1,+∞)上为增函数,故f(x)=0有且只有一个实根,即函数f(x)仅有一个零点.解法二:在同一坐标系中作出h(x)=2−2x和g(x)=lg(x+1)的图象,如图所示,由图象可知h(x)=2−2x和g(x)=lg(x+1)有且只有一个交点,即f(x)=2x+lg(x+1)−2与x轴有且只有一个交点,即函数f(x)仅有一个零点.3.函数的零点个数为A.B.C.D.考向三函数零点的应用问题高考对函数零点的考查多以选择题或填空题的形式出现,有时也会出现在解答题中.常与函数的图象及性质相结合,且主要有以下几种常见类型及解题策略.1.已知函数零点所在区间求参数或参数的取值范围根据函数零点或方程的根求解参数的关键是结合条件给出参数的限制条件,此时应分三步:①判断函数的单调性;②利用零点存在性定理,得到参数所满足的不等式;③解不等式,即得参数的取值范围.在求解时,注意函数图象的应用.2.已知函数零点的个数求参数或参数的取值范围一般情况下,常利用数形结合法,把此问题转化为求两函数图象的交点问题.3.借助函数零点比较大小或直接比较函数零点的大小关系要比较f(a)与f(b)的大小,通常先比较f(a)、f(b)与0的大小.若直接比较函数零点的大小,则可有以下三种常用方法:①求出零点,直接比较大小;②确定零点所在区间;③同一坐标系内画出函数图象,由零点位置关系确定大小.典例4对任意实数a,b定义运算“⊗”:,设,若函数恰有三个零点,则实数k的取值范围是A.(−2,1) B.[0,1]C.[−2,0) D.[−2,1)【答案】D【解析】由新定义可得,即.其图象如图所示,所以由恰有三个零点可得,−1<−k≤2,所以−2≤k<1.故选D.4.已知函数,则方程恰有两个不同的实根时,实数的取值范围是A.B.C.D.1.下列函数中,既是偶函数又存在零点的是A.B.C.D.2.已知函数,在下列区间中包含零点的是A.B.C.D.3.命题,命题函数在上有零点,则是的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4.已知函数,若函数恰有三个不同的零点,则实数的取值范围是A.B.C.D.5.设方程两个根分别为,则A.B.C.D.6.已知函数满足,且是偶函数,当时,,若在区间内,函数有 4 个零点,则实数的取值范围是A.B.C.D.7.已知函数,若关于的方程恰有四个不相等的实数根,则实数的取值范围是A.B.C.D.8.已知定义域为的函数既是奇函数,又是周期为3的周期函数,当时,,则函数在区间上的零点个数是__________.9.已知函数,若函数有个零点,则实数的取值范围是__________.10.已知函数.(1)若,判断函数的零点个数;(2)若对任意实数,函数恒有两个相异的零点,求实数的取值范围;(3)已知且,,求证:方程在区间上有实数根.1.(2018年高考新课标I卷理科)已知函数.若g (x)存在2个零点,则a的取值范围是A.[–1,0)B.[0,+∞)C.[–1,+∞)D.[1,+∞)2.(2017年高考新课标Ⅲ卷理科)设函数,则下列结论错误的是A.的一个周期为B.的图象关于直线对称C.的一个零点为D.在(,)单调递减3.(2017年高考新课标Ⅲ卷理科)已知函数有唯一零点,则a=A.B.C.D.14.(2016年高考天津卷理科)已知函数(a>0,且a≠1)在R上单调递减,且关于x的方程恰有两个不相等的实数解,则a的取值范围是A.B.C.D.5.(2018年高考新课标Ⅲ卷理科)函数在的零点个数为________.6.(2018年高考浙江卷)已知λ∈R,函数f(x)=,当λ=2时,不等式f(x)<0的解集是___________.若函数f (x)恰有2个零点,则λ的取值范围是___________.7.(2018年高考天津卷理科)已知,函数若关于的方程恰有2个互异的实数解,则的取值范围是______________.8.(2015年高考湖北卷理科)函数的零点个数为_________.9.(2017年高考江苏卷理科)设是定义在上且周期为1的函数,在区间上,其中集合,,则方程的解的个数是_________.10.(2016年高考山东卷理科)已知函数,其中.若存在实数b,使得关于x的方程有3个不同的根,则实数m的取值范围是________ _.【名师点睛】本题主要考查函数的零点存在性定理,一次函数的性质,分类讨论的数学思想等知识,意在考查学生的转化化归能力和计算求解能力.求解时,由题意分类讨论和两种情况即可求得最终结果.2.【答案】(1)见解析;(2).【解析】(1)∵,,∴,又∵函数是连续函数,∴由函数的零点存在性定理可得方程在区间内有实数解.(2)取,得,由此可得,则下一个有解区间为,再取,得,由此可得,则下一个有解区间为,综上所述,所求实数解在较小区间内.【思路分析】(1)通过与的乘积小于0,利用零点的存在性定理证明即可;(2)利用二分法求解方程的近似解的方法,转化求解即可.3.【答案】C【解析】函数的零点满足:,即,则原问题等价于求解函数与的交点的个数,在同一个平面直角坐标系中绘制两个函数的图象如图所示,观察可得,函数图象的交点个数为3个,故函数的零点个数为3.本题选择C选项.【名师点睛】先将原问题转化为两个函数图象的交点个数问题,再绘制函数图象,数形结合即可求得最终结果.函数零点的求解与判断方法:(1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.故答案为C.【名师点睛】(1)本题考查了函数与方程的关系,函数的图象与性质的应用问题,解题时应结合图象进行解答.即由方程f(x)=kx恰有两个不同的实数根,等价于y=f(x)与y=kx 的图象有2个不同的交点,数形结合求出k的取值范围.(2)零点问题是高中数学的一个重要问题,常用的方法有方程法、图象法、方程+图象法.1.【答案】C【解析】选项A中,函数无零点,不合题意,故A不正确.选项B中,函数不是偶函数,不合题意,故B不正确.选项C中,函数是偶函数又存在零点,符合题意,故C正确.选项D中,函数不是偶函数,不合题意,故D不正确.综上可知选C.2.【答案】C【解析】由题意,函数为单调递减函数,且,所以,所以函数在区间上存在零点,故选C.【名师点睛】本题考查了函数与方程的综合应用,解答时根据函数的单调性,利用函数的零点存在性定理判定是解答的关键,着重考查学生的推理与运算能力.4.【答案】B【解析】由题意得,若,则应有或或,若函数有三个不同的零点,则应满足,故选择B.【名师点睛】函数的零点等价于方程的实根,等价于函数的图象与轴交点的横坐标.本题先画出函数的图象,再确定分点的取值范围,这里要特别注意端点值能否取得等号.5.【答案】A【解析】作出函数的图象,由图象可知,两个根一个小于,一个区间内,不妨设,则,两式相减得:,即,故选A.6.【答案】D【解析】由题意可知函数是周期为的偶函数,结合当时,,绘制函数的图象如下图所示,函数有4个零点,则函数与函数的图象在区间内有4个交点,结合函数图象可得:当时,,求解对数不等式可得:,即实数的取值范围是.本题选择D选项.【名师点睛】由题意确定函数的性质,然后将原问题转化为两个函数的图象有4个交点的问题求解实数a的取值范围即可.函数零点的求解与判断方法:(1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.7.【答案】C【解析】方程恰有四个不相等的实数根转化为的图象与的图象有四个不同的交点,如图所示,直线过定点,且过点时,函数的图象与的图象有三个不同的交点,此时;设直线与切于点,则过该切点的切线方程为,把点代入切线方程,可得,解得,所以切点为,则切线的斜率为,所以方程恰有四个不相等的实数根,则实数的取值范围是,故选A.【名师点睛】本题主要考查了根的存在性与根的个数的判定问题,其中把方程恰有四个不相等的实数根转化为的图象与的图象有四个不同的交点,结合函数的图象求解是解答的关键,着重考查了转化与化归的思想方法,以及数形结合思想的应用.8.【答案】7【解析】因为函数的定义域为R的奇函数,且当时,,所以,又周期为3,如图所示,画出函数的函数图象,由图象可知,在区间上的零点为,所以共有7个零点.【名师点睛】本题考查了三角函数图象、周期函数、奇函数和零点的综合应用,关键是画出函数图象,利用图象来判定零点个数,属于难题.根据定义域为R和奇函数的定义可得,利用周期为3和时,可画出函数图象,根据图象判定零点个数.9.【答案】【解析】作出函数的图象,如图所示,因为有三个零点,所以,解得,即实数的取值范围是.【名师点睛】作出函数的图象,结合函数的图象,即可求解.本题主要考查了函数的零点问题的判定,其中解答中把函数的零点个数问题转化函数的图象与轴的交点个数,结合函数的图象求解是解答的关键,着重考查了转化思想方法,以及数形结合思想方法的应用.10.【答案】(1)见解析;(2);(3)见解析.【解析】(1),,∴,当时,,函数有一个零点;当时,,函数有两个零点.(2)已知,则对于恒成立,即恒成立,∴,从而解得.故实数的取值范围是.【思路点拨】(1)利用判别式判定二次函数的零点个数;(2)零点个数问题转化为图象交点个数问题,利用判别式处理即可;(3)利用零点的定义,将方程在区间上有实数根,转化为函数在区间上有零点,结合零点存在性定理可以证明.【名师点睛】已知函数有零点求参数取值范围常用的方法和思路:(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.1.【答案】C【解析】画出函数的图象,在y轴右侧的图象去掉,再画出直线,之后上下移动,可以发现当直线过点(0,1)时,直线与函数图象有两个交点,并且向下可以无限移动,都可以保证直线与函数的图象有两个交点,即方程有两个解,也就是函数有两个零点,此时满足,即,故选C.【名师点睛】该题考查的是有关已知函数零点个数求有关参数的取值范围问题,在求解的过程中,解题的思路是将函数零点个数问题转化为方程解的个数问题,将式子移项变形,转化为两条曲线交点的问题,画出函数的图象以及相应的直线,在直线移动的过程中,利用数形结合思想,求得相应的结果.即:首先根据g(x)存在2个零点,得到方程有两个解,将其转化为有两个解,即直线与曲线有两个交点,根据题中所给的函数解析式,画出函数的图象,再画出直线,并将其上下移动,从图中可以发现,当时,满足与曲线有两个交点,从而求得结果.2.【答案】D【解析】函数的最小正周期为,则函数的周期为,取,可得函数的一个周期为,选项A正确;函数图象的对称轴为,即,取,可得y=f(x)的图象关于直线对称,选项B正确;,函数的零点满足,即,取,可得的一个零点为,选项C正确;当时,,函数在该区间内不单调,选项D错误.故选D.【名师点睛】(1)求最小正周期时可先把所给三角函数式化为或的形式,则最小正周期为;奇偶性的判断关键是看解析式是否为或的形式.(2)求的对称轴,只需令,求x 即可;求f(x)的对称中心的横坐标,只需令即可.3.【答案】C【解析】函数的零点满足,设,则,当时,;当时,,函数单调递减;当时,,函数单调递增,当时,函数取得最小值,为.设,当时,函数取得最小值,为,若,函数与函数没有交点;若,当时,函数和有一个交点,即,解得.故选C.【名师点睛】函数零点的应用主要表现在利用零点求参数范围,若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围,若方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观、简单,这也体现了数形结合思想的应用.判别式,因为,所以.当3a−2<0,即a<时,方程有一个正实根、一个负实根,满足要求;当3a−2=0,即a=时,方程的一个根为0,一个根为,满足要求;当3a−2>0,即<a<时,因为−(2a−1)<0,此时方程有两个负实根,不满足要求;当a=时,方程有两个相等的负实根,满足要求.综上可知,实数a的取值范围是.故选C.5.【答案】【解析】,,由题可知或,解得或,故有3个零点.【名师点睛】本题主要考查三角函数的性质和函数的零点,属于基础题.解题时,首先求出的范围,再由函数值为零,得到的取值可得零点个数.6.【答案】(1,4)【名师点睛】根据分段函数,转化为两个不等式组,分别求解,最后求并集.先讨论一次函数零点的取法,再对应确定二次函数零点的取法,即得参数的取值范围.已知函数有零点求参数取值范围常用的方法和思路:(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.7.【答案】【解析】分类讨论:当时,方程即,整理可得:,很明显不是方程的实数解,则;当时,方程即,整理可得:,很明显不是方程的实数解,则.令,其中,,则原问题等价于函数与函数有两个不同的交点,求的取值范围.结合对勾函数和函数图象平移的规律绘制函数的图象,同时绘制函数的图象如图所示,考查临界条件,结合观察可得,实数的取值范围是.【名师点睛】本题的核心是考查函数的零点问题,由题意分类讨论和两种情况,然后绘制函数图象,数形结合即可求得最终结果.函数零点的求解与判断方法包括:(1)直接求零点:令f(x)=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a,b]上是连续不断的曲线,且f(a)·f(b)<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.8.【答案】2【解析】因为,所以函数f(x)的零点个数为函数y=sin 2x与y=|ln(x+1)|图象的交点的个数.函数y=sin2x与y=|ln(x+1)|的图象如图所示,由图知,两函数图象有2个交点,所以函数f(x)有2个零点.9.【答案】8【解析】由于,则需考虑的情况,在此范围内,且时,设,且互质,若,则由,可设,且互质,因此,则,此时左边为整数,右边为非整数,矛盾,因此,因此不可能与每个周期内对应的部分相等,只需考虑与每个周期的部分的交点,画出函数图象,图中交点除外其他交点横坐标均为无理数,属于每个周期的部分,且处,则在附近仅有一个交点,因此方程的解的个数为8.【名师点睛】对于方程解的个数(或函数零点个数)问题,可利用函数的值域或最值,结合函数的单调性、草图确定其中参数范围.从图象的最高点、最低点,分析函数的最值、极值;从图象的对称性,分析函数的奇偶性;从图象的走向趋势,分析函数的单调性、周期性等.10.【答案】(3,+∞)【解析】函数的大致图象如图所示,根据题意知只要即可,又m>0,解得m>3,故实数m的取值范围是(3,+∞).。
2019年高考数学(理)考点一遍过 考点09 函数与方程含解析
考点09 函数与方程(1)结合二次函数的图象,了解函数的零点与方程根的联系,判断一元二次方程根的存在性及根的个数. (2)根据具体函数的图象,能够用二分法求相应方程的近似解.一、函数的零点 1.函数零点的概念对于函数(),y f x x D =∈,我们把使()0f x =成立的实数x 叫做函数(),y f x x D =∈的零点. 2.函数的零点与方程的根之间的联系函数()y f x =的零点就是方程()0f x =的实数根,也就是函数()y f x =的图象与x 轴的交点的横坐标即方程()0f x =有实数根⇔函数()y f x =的图象与x 轴有交点⇔函数()y f x =有零点.【注】并非所有的函数都有零点,例如,函数f (x )=x 2+1,由于方程x 2+1=0无实数根,故该函数无零点.3.二次函数2)( 0y ax bx c a =++>的零点4.零点存在性定理如果函数()y f x =在区间[a ,b ]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有()()0f a f b ⋅<,那么,函数()y f x =在区间(,)a b 内有零点,即存在c ∈(a ,b ),使得()0f c =,这个c 也就是方程()0f x =的根. 【注】上述定理只能判断出零点存在,不能确定零点个数. 5.常用结论(1)若连续不断的函数()f x 是定义域上的单调函数,则()f x 至多有一个零点; (2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号;(3)函数()()()F x f x g x =-有零点⇔方程()0F x =有实数根⇔函数()y f x =与()y g x =的图象有交点; (4)函数()()F x f x a=-有零点⇔方程()0F x =有实数根⇔函数()y f x =与y a =的图象有交点⇔{|()}a y y f x ∈=,其中a 为常数. 二、二分法 1.二分法的概念对于在区间[a ,b ]上连续不断且()()0f a f b ⋅<的函数()y f x =,通过不断地把函数()f x 的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法. 2.用二分法求函数()f x 零点近似值的步骤给定精确度ε,用二分法求函数()f x 零点近似值的步骤如下: ①确定区间[a ,b ],验证()()0f a f b ⋅<,给定精确度ε; ②求区间(a ,b )的中点c ; ③计算f (c );a .若f (c )=0,则c 就是函数的零点;b .若f (a )·f (c )<0,则令b =c (此时零点x 0∈(a ,c )); c .若f (c )·f (b )<0,则令a =c (此时零点x 0∈(c ,b )).④判断是否达到精确度ε:即若|a −b |<ε,则得到零点近似值a (或b );否则重复②③④. 【速记口诀】定区间,找中点;中值计算两边看, 同号丢,异号算,零点落在异号间. 重复做,何时止,精确度来把关口.考向一 函数零点(方程的根)所在区间的判断函数零点的判定方法(1)定义法(定理法):使用零点存在性定理,函数()y f x =必须在区间[a ,b ]上是连续的,当()()f a f b ⋅0<时,函数在区间(a ,b )内至少有一个零点.(2)方程法:判断方程()0f x =是否有实数解.(3)图象法:若一个函数(或方程)由两个初等函数的和(或差)构成,则可考虑用图象法求解,如()()()f x g x h x -=,作出()y g x =和()y h x =的图象,其交点的横坐标即为函数f (x )的零点.典例1 函数()e xf x x -=-的零点所在的区间为A .11,2⎛⎫--⎪⎝⎭B .1,02⎛⎫-⎪⎝⎭ C .10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭D .1,12⎛⎫⎪⎝⎭【答案】D【规律总结】首先确定函数是连续函数,然后结合函数零点存在性定理求解函数零点所在的区间即可.判断函数零点所在区间的方法:一般而言,判断函数零点所在区间的方法是将区间端点代入函数求出函数的值,进行符号判断即可得出结论.此类问题的难点往往是函数值符号的判断,可运用函数的有关性质进行判断.典例2 在用二分法求方程3210x x --=的一个近似解时,现在已经将根锁定在区间(1,2)内,则下一步可以断定该根所在区间为___________. 【答案】3,22⎛⎫⎪⎝⎭【解析】令()321f x x x =--, 3275310288f ⎛⎫=--=-<⎪⎝⎭, ()120f =-<, ()28530f =-=>,故下一步可以断定根所在区间为3,22⎛⎫⎪⎝⎭,故填3,22⎛⎫ ⎪⎝⎭.1.若函数()21f x ax a =+-在区间()1,1-上存在一个零点,则a 的取值范围是A .13a >B .13a >或1a <- C .113a -<<D .1a <-2.已知函数()32113f x x x =-+.(1)证明方程f (x )=0在区间(0,2)内有实数解;(2)请使用二分法,取区间的中点两次,指出方程f (x )=0,x ∈[0,2]的实数解x 0在哪个较小的区间内.考向二 函数零点个数的判断判断函数零点个数的方法(1)解方程法:令f (x )=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理法:利用定理不仅要求函数在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且f (a )·f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性、周期性、对称性)才能确定函数有多少个零点或零点值所具有的性质. (3)数形结合法:转化为两个函数的图象的交点个数问题,先画出两个函数的图象,看其交点个数,其中交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.典例3 函数f (x )=2x +lg(x +1) −2的零点有 A .0个 B .1个 C .2个D .3个【答案】B【解析】解法一:因为f (0)=1+0−2=−1<0,f (2)=4+lg3−2=2+lg3>0,所以由函数零点存在性定理知,f (x )在(0,2)上必定存在零点.又f (x )=2x +lg(x +1)−2在(−1,+∞)上为增函数,故f (x )=0有且只有一个实根,即函数f (x )仅有一个零点.解法二:在同一坐标系中作出h (x )=2−2x 和g (x )=lg(x +1)的图象,如图所示,由图象可知h (x )=2−2x 和g (x )=lg(x +1)有且只有一个交点,即f (x )=2x +lg(x +1)−2与x 轴有且只有一个交点,即函数f (x )仅有一个零点.3.函数()()22log f x x x =-的零点个数为 A .1 B .2 C .3D .4考向三 函数零点的应用问题高考对函数零点的考查多以选择题或填空题的形式出现,有时也会出现在解答题中.常与函数的图象及性质相结合,且主要有以下几种常见类型及解题策略. 1.已知函数零点所在区间求参数或参数的取值范围根据函数零点或方程的根求解参数的关键是结合条件给出参数的限制条件,此时应分三步: ①判断函数的单调性;②利用零点存在性定理,得到参数所满足的不等式;③解不等式,即得参数的取值范围.在求解时,注意函数图象的应用. 2.已知函数零点的个数求参数或参数的取值范围一般情况下,常利用数形结合法,把此问题转化为求两函数图象的交点问题. 3.借助函数零点比较大小或直接比较函数零点的大小关系要比较f (a )与f (b )的大小,通常先比较f (a )、f (b )与0的大小.若直接比较函数零点的大小,则可有以下三种常用方法:①求出零点,直接比较大小; ②确定零点所在区间;③同一坐标系内画出函数图象,由零点位置关系确定大小.典例4 对任意实数a ,b 定义运算“⊗”:,1,1b a b a b a a b -≥⎧⊗=⎨-<⎩,设()21()(4)f x x x =⊗+-,若函数()y f x k=+恰有三个零点,则实数k 的取值范围是 A .(−2,1) B .[0,1] C .[−2,0) D .[−2,1)【答案】D【解析】由新定义可得2224,(1)(4)1()1,(1)(4)1x x x f x x x x ⎧+--+≥⎪=⎨---+<⎪⎩,即24,23()1,23x x x f x x x +≤-≥⎧=⎨--<<⎩或.其图象如图所示,所以由()y f x k =+恰有三个零点可得,−1<−k ≤2,所以−2≤k <1.故选D.4.已知函数()()1115ln (1)x x f x x x ⎧+≤⎪=⎨⎪>⎩,则方程()f x kx =恰有两个不同的实根时,实数k 的取值范围是 A .10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭B .10,5⎛⎫ ⎪⎝⎭C .11,5e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .11,5e⎡⎤⎢⎥⎣⎦1.下列函数中,既是偶函数又存在零点的是A .21y x =+ B .lg y x = C .cos y x =D .e 1xy =-2.已知函数()32log f x x x=-,在下列区间中包含()f x 零点的是 A .()0,1 B .()1,2 C .()2,3D .()3,43.命题7:12p a -<<,命题:q 函数()12x f x a x=-+在()1,2上有零点,则p 是q 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4.已知函数()22,52,x x af x x x x a +>⎧=⎨++≤⎩,若函数()()2g x f x x =-恰有三个不同的零点,则实数a 的取值范围是A .[)1,1- B .[)1,2- C .[)2,2-D .[]0,25.设方程()10lg x x =-两个根分别为12,x x ,则 A .1201x x << B .121x x = C .121x x >D .120x x <6.已知函数()f x 满足()()11f x f x +=- ,且()f x 是偶函数,当[]1,0x ∈-时,()2f x x =,若在区间[]1,3-内,函数()()()log 2a g x f x x =-+有 4 个零点,则实数a 的取值范围是 A .()1,5 B .(]1,5 C .()5,+∞D .[)5,+∞7.已知函数()245,1ln ,1x x x f x x x ⎧--+≤=⎨>⎩,若关于x 的方程()12f x kx =-恰有四个不相等的实数根,则实数k 的取值范围是A .12⎛⎝B .12⎛⎝C .1,2e ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭D .1,2e ⎛⎝⎦8.已知定义域为R 的函数()f x 既是奇函数,又是周期为3的周期函数,当30,2x ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时, ()sin πf x x =,则函数()f x 在区间[]0,6上的零点个数是__________.9.已知函数()221,02,0x x f x x x x ⎧->⎪=⎨--≤⎪⎩,若函数()()3g x f x m =+有3个零点,则实数m 的取值范围是__________.10.已知函数()()210f x ax mx m a =++-≠.(1)若()10f -=,判断函数()f x 的零点个数;(2)若对任意实数m ,函数()f x 恒有两个相异的零点,求实数a 的取值范围; (3)已知12,x x ∈R 且12x x <,()()12f x f x ≠,求证:方程()()()1212f x f x f x ⎡⎤=+⎣⎦在区间()12,x x 上有实数根.1.(2018年高考新课标I 卷理科)已知函数()e 0ln 0x x f x x x ⎧≤=⎨>⎩,,,,()()g x f x x a =++.若g (x )存在2个零点,则a 的取值范围是 A .[–1,0) B .[0,+∞) C .[–1,+∞)D .[1,+∞)2.(2017年高考新课标Ⅲ卷理科)设函数()π(3cos )f x x =+,则下列结论错误的是A .()f x 的一个周期为2π-B .()y f x =的图象关于直线8π3x =对称 C .(π)f x +的一个零点为π6x =D .()f x 在(π2,π)单调递减3.(2017年高考新课标Ⅲ卷理科)已知函数211()2(e e)x x f x x x a --+=-++有唯一零点,则a = A .12-B .13C .12D .14.(2016年高考天津卷理科) 已知函数()()()24330log 110ax a x a x f x x x ⎧+-+<⎪=⎨++≥⎪⎩,,(a >0,且a ≠1)在R 上单调递减,且关于x 的方程()||2f x x =-恰有两个不相等的实数解,则a 的取值范围是A .72(,]43B .23[,]34C .123[,]{}334D .123[,){}3345.(2018年高考新课标Ⅲ卷理科)函数()πcos 36f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭在[]0π,的零点个数为________. 6.(2018年高考浙江卷)已知λ∈R ,函数f (x )=24,43,x x x x x λλ-≥⎧⎨-+<⎩,当λ=2时,不等式f (x )<0的解集是___________.若函数f (x )恰有2个零点,则λ的取值范围是___________.7.(2018年高考天津卷理科)已知0a >,函数()222,0,22,0.x ax a x f x x ax a x ⎧++≤⎪=⎨-+->⎪⎩若关于x 的方程()f x ax =恰有2个互异的实数解,则a 的取值范围是______________. 8.(2015年高考湖北卷理科)函数()()2()|ln |224coscos 2sin 1f x x x x x =---+π的零点个数为_________. 9.(2017年高考江苏卷理科)设()f x 是定义在R 上且周期为1的函数,在区间[0,1)上,2,,(),,x x D f x x x D ⎧∈⎪=⎨∉⎪⎩其中集合1{n D x x n-==,*}n ∈N ,则方程()lg 0f x x -=的解的个数是_________. 10.(2016年高考山东卷理科)已知函数()224x x m f x x mx m x m ⎧≤=⎨-+>⎩,,,其中0m >.若存在实数b ,使得关于x 的方程()f xb =有3个不同的根,则实数m 的取值范围是_________.【名师点睛】本题主要考查函数的零点存在性定理,一次函数的性质,分类讨论的数学思想等知识,意在考查学生的转化化归能力和计算求解能力.求解时,由题意分类讨论0a =和0a ≠两种情况即可求得最终结果. 2.【答案】(1)见解析;(2)31,2⎛⎫⎪⎝⎭. 【解析】(1)∵()010f =>,()1203f =-<, ∴()()10203f f ⋅=-<, 又∵函数()32113f x x x =-+是连续函数, ∴由函数的零点存在性定理可得方程()0f x =在区间()0,2内有实数解.(2()1103f =>,由此可得()()11209f f ⋅=-<,则下一个有解区间为()1,2,31028f ⎛⎫=-< ⎪⎝⎭,由此可得()3110224f f ⎛⎫⋅=-< ⎪⎝⎭,则下一个有解区间为31,2⎛⎫⎪⎝⎭, 综上所述,所求实数解0x 在较小区间31,2⎛⎫⎪⎝⎭内. 【思路分析】(1)通过()0f 与()2f 的乘积小于0,利用零点的存在性定理证明即可;(2)利用二分法求解方程的近似解的方法,转化求解即可. 3.【答案】C【解析】函数的零点满足:()22log x x =,即2log x =,则原问题等价于求解函数2log y x =与y =交点的个数,在同一个平面直角坐标系中绘制两个函数的图象如图所示,观察可得,函数图象的交点个数为3个,故函数()()22log f x x x =-的零点个数为3. 本题选择C 选项.【名师点睛】先将原问题转化为两个函数图象的交点个数问题,再绘制函数图象,数形结合即可求得最终结果.函数零点的求解与判断方法:(1)直接求零点:令f (x )=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且f (a )·f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点.故答案为C.【名师点睛】(1)本题考查了函数与方程的关系,函数的图象与性质的应用问题,解题时应结合图象进行解答.即由方程f (x )=kx 恰有两个不同的实数根,等价于y =f (x )与y =kx 的图象有2个不同的交点,数形结合求出k 的取值范围.(2)零点问题是高中数学的一个重要问题,常用的方法有方程法、图象法、方程+图象法.1.【答案】C【解析】选项A 中,函数无零点,不合题意,故A 不正确. 选项B 中,函数不是偶函数,不合题意,故B 不正确. 选项C 中,函数是偶函数又存在零点,符合题意,故C 正确. 选项D 中,函数不是偶函数,不合题意,故D 不正确. 综上可知选C. 2.【答案】C【解析】由题意,函数()32log f x x x=-为单调递减函数,且()3322log 21log 20,2f =-=->()3213log 3033f =-=-<,所以()()230f f ⋅<,所以函数()32log f x x x=-在区间()2,3上存在零点,故选C .【名师点睛】本题考查了函数与方程的综合应用,解答时根据函数的单调性,利用函数的零点存在性定理判定是解答的关键,着重考查学生的推理与运算能力.4.【答案】B【解析】由题意得()22,32,x x a g x x x x a-+>⎧=⎨++≤⎩,若()0g x =,则应有2x =或1x =-或2x =-,若函数()g x 有三个不同的零点,则应满足12a -≤<,故选择B .【名师点睛】函数()y f x =的零点等价于方程()0f x =的实根,等价于函数()y f x =的图象与x 轴交点的横坐标.本题先画出函数()g x 的图象,再确定分点a 的取值范围,这里要特别注意端点值能否取得等号. 5.【答案】A【解析】作出函数()10,lg x y y x ==-的图象,由图象可知,两个根一个小于1-,一个区间()1,0-内,不妨设121,10x x <--<<,则两式相减得:()()()()()12121212lg (lg )lg lg lg 10100x xx x x x x x ----=-+-==-<,即1201x x <<,故选A . 6.【答案】D【解析】由题意可知函数()f x 是周期为2的偶函数,结合当[]1,0x ∈-时,()2f x x =,绘制函数()f x 的图象如下图所示,函数()g x 有4个零点,则函数()f x 与函数()log 2a y x =+的图象在区间[]1,3-内有4个交点,结合函数图象可得:当3x =时,()log 321a +≤,求解对数不等式可得:5a ≥,即实数a 的取值范围是[)5,+∞.本题选择D 选项.【名师点睛】由题意确定函数()f x 的性质,然后将原问题转化为两个函数的图象有4个交点的问题求解实数a 的取值范围即可.函数零点的求解与判断方法:(1)直接求零点:令f (x )=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且f (a )·f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点. 7.【答案】C【解析】方程()12f x kx =-恰有四个不相等的实数根转化为()y f x =的图象与12y kx =-的图象有四个不同的交点,如图所示,直线12y kx=-过定点10,2⎛⎫-⎪⎝⎭,且过点()1,0时,函数()y f x=的图象与12y kx=-的图象有三个不同的交点,此时1012012k--==-;设直线12y kx=-与ln(1)y x x=>切于点()00,lnx x,则过该切点的切线方程为()001lny x x xx-=-,把点10,2⎛⎫-⎪⎝⎭代入切线方程,可得1ln12x--=-,解得x=,所以切点为12⎫⎪⎭,则切线的斜率为e=,所以方程()12f x kx=-恰有四个不相等的实数根,则实数k的取值范围是1,2e⎛⎝⎭,故选A.【名师点睛】本题主要考查了根的存在性与根的个数的判定问题,其中把方程()12f x kx=-恰有四个不相等的实数根转化为()y f x=的图象与12y kx=-的图象有四个不同的交点,结合函数的图象求解是解答的关键,着重考查了转化与化归的思想方法,以及数形结合思想的应用.8.【答案】7【解析】因为函数()f x的定义域为R的奇函数,且当30,2x⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时,()sinπf x x=,所以()00,f=()()110f f-=-=,又周期为3,如图所示,画出函数()f x的函数图象,由图象可知,在区间[]0,6上的零点为0,1,2,3,4,5,6,所以共有7个零点.【名师点睛】本题考查了三角函数图象、周期函数、奇函数和零点的综合应用,关键是画出函数图象,利用图象来判定零点个数,属于难题.根据定义域为R 和奇函数的定义可得()00f =,利用周期为3和30,2x ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦时,()sin πf x x =可画出函数图象,根据图象判定零点个数.9.【答案】1,03⎛⎫- ⎪⎝⎭【解析】作出函数()y f x =的图象,如图所示,因为()()3g x f x m =+有三个零点,所以031m <-<,解得103m -<<,即实数m 的取值范围是1,03⎛⎫- ⎪⎝⎭.【名师点睛】作出函数()y f x =的图象,结合函数的图象,即可求解.本题主要考查了函数的零点问题的判定,其中解答中把函数的零点个数问题转化函数的图象与x 轴的交点个数,结合函数的图象求解是解答的关键,着重考查了转化思想方法,以及数形结合思想方法的应用. 10.【答案】(1)见解析;(2)01a <<;(3)见解析.【解析】(1)()10,f -=10,a m m ∴-+-=1a ∴=,()21f x x mx m ∴=++-,∴()()22412m m m ∆=--=-,当2m =时,0∆=,函数()f x 有一个零点; 当2m ≠时,0∆>,函数()f x 有两个零点.(2)已知0a ≠,则()2410m a m ∆=-->对于m ∈R 恒成立,即2440m am a -+>恒成立,∴216160a a ∆=-<',从而解得01a <<.故实数a 的取值范围是(0,1).【思路点拨】(1)利用判别式判定二次函数的零点个数;(2)零点个数问题转化为图象交点个数问题,利用判别式处理即可; (3)利用零点的定义,将方程()()()1212f x f x f x ⎡⎤=+⎣⎦在区间()12,x x 上有实数根,转化为函数()()g x f x =-()()1212f x f x ⎡⎤+⎣⎦在区间()12,x x 上有零点,结合零点存在性定理可以证明. 【名师点睛】已知函数有零点求参数取值范围常用的方法和思路:(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围; (2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.1.【答案】C【解析】画出函数()f x 的图象,e xy =在y 轴右侧的图象去掉,再画出直线y x =-,之后上下移动,可以发现当直线过点(0,1)时,直线与函数图象有两个交点,并且向下可以无限移动,都可以保证直线与函数的图象有两个交点,即方程()f x x a =--有两个解,也就是函数()g x 有两个零点,此时满足1a -≤,即1a ≥-,故选C .【名师点睛】该题考查的是有关已知函数零点个数求有关参数的取值范围问题,在求解的过程中,解题的思路是将函数零点个数问题转化为方程解的个数问题,将式子移项变形,转化为两条曲线交点的问题,画出函数的图象以及相应的直线,在直线移动的过程中,利用数形结合思想,求得相应的结果.即:首先根据g (x )存在2个零点,得到方程()0f x x a ++=有两个解,将其转化为()f x x a =--有两个解,即直线y x a =--与曲线()y f x =有两个交点,根据题中所给的函数解析式,画出函数()f x 的图象,再画出直线y x =-,并将其上下移动,从图中可以发现,当1a -≤时,满足y x a =--与曲线()y f x =有两个交点,从而求得结果. 2.【答案】D【解析】函数()f x 的最小正周期为2π2π1T ==,则函数()f x 的周期为()2πT k k =∈Z ,取1k =-,可得函数()f x 的一个周期为2π-,选项A 正确; 函数()f x 图象的对称轴为()ππ3x k k +=∈Z ,即()ππ3x k k =-∈Z ,取3k =,可得y =f (x )的图象关于直线8π3x =对称,选项B 正确; ()πππcos πcos 33f x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫+=++=-+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦,函数()f x 的零点满足()πππ32x k k +=+∈Z ,即()ππ6x k k =+∈Z ,取0k =,可得(π)f x +的一个零点为π6x =,选项C 正确;当π,π2x ⎛⎫∈⎪⎝⎭时,π5π4π,363x ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,函数()f x 在该区间内不单调,选项D 错误.故选D.【名师点睛】(1)求最小正周期时可先把所给三角函数式化为(n )si y A x ωϕ=+或(s )co y A x ωϕ=+的形式,则最小正周期为2πT ω=;奇偶性的判断关键是看解析式是否为sin y A x ω=或cos y A x b ω=+的形式.(2)求()()sin 0()f x A x ωϕω+≠=的对称轴,只需令()ππ2x k k ωϕ+=+∈Z ,求x 即可;求f (x )的对称中心的横坐标,只需令π()x k k ωϕ+=∈Z 即可. 3.【答案】C【解析】函数()f x 的零点满足()2112e e x x x x a --+-=-+, 设()11eex x g x --+=+,则()()21111111e 1eeee ex x x x x x g x ---+----'=-=-=, 当()0g x '=时,1x =;当1x <时,()0g x '<,函数()g x 单调递减; 当1x >时,()0g x '>,函数()g x 单调递增, 当1x =时,函数()g x 取得最小值,为()12g =.设()22h x x x =-,当1x =时,函数()h x 取得最小值,为1-,若0a ->,函数()h x 与函数()ag x -没有交点;若0a -<,当()()11ag h -=时,函数()h x 和()ag x -有一个交点, 即21a -⨯=-,解得12a =.故选C. 【名师点睛】函数零点的应用主要表现在利用零点求参数范围,若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围,若方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观、简单,这也体现了数形结合思想的应用.判别式()()()()()2242143244734143a a a a a a ∆=---=-+=--,因为1334a≤≤,所以0∆≥.当3a−2<0,即a<23时,方程()2221320x a x a+-+-=有一个正实根、一个负实根,满足要求;当3a−2=0,即a=23时,方程()2221320x a x a+-+-=的一个根为0,一个根为23-,满足要求;当3a−2>0,即23<a<34时,因为− (2a−1)<0,此时方程()2221320x a x a+-+-=有两个负实根,不满足要求;当a=34时,方程()2221320x a x a+-+-=有两个相等的负实根,满足要求.综上可知,实数a的取值范围是123[,]{}334.故选C.5.【答案】3【解析】0πx≤≤,ππ19π3666x∴≤+≤,由题可知πππ3π336262x x+=+=,或π5π362x+=,解得π4π,99x=或7π9,故有3个零点.【名师点睛】本题主要考查三角函数的性质和函数的零点,属于基础题.解题时,首先求出π36x+的范围,再由函数值为零,得到π36x+的取值可得零点个数.6.【答案】(1,4) (]()1,34,+∞【名师点睛】根据分段函数,转化为两个不等式组,分别求解,最后求并集.先讨论一次函数零点的取法,再对应确定二次函数零点的取法,即得参数λ的取值范围.已知函数有零点求参数取值范围常用的方法和思路:(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.7.【答案】()48,【解析】分类讨论:当0x ≤时,方程()f x ax =即22x ax a ax ++=,整理可得:()21x a x =-+,很明显1x =-不是方程的实数解,则21x a x =-+;当0x >时,方程()f x ax =即222x ax a ax -+-=,整理可得:()22x a x =-,很明显2x =不是方程的实数解,则22x a x =-.令()22,01,02x x x g x x x x ⎧-≤⎪⎪+=⎨⎪>⎪-⎩,其中211211x x x x ⎛⎫-=-++- ⎪++⎝⎭,242422x x x x =-++--,则原问题等价于函数()g x 与函数y a =有两个不同的交点,求a 的取值范围.结合对勾函数和函数图象平移的规律绘制函数()g x 的图象,同时绘制函数y a =的图象如图所示,考查临界条件,结合0a >观察可得,实数a 的取值范围是()4,8.【名师点睛】本题的核心是考查函数的零点问题,由题意分类讨论0x ≤和0x >两种情况,然后绘制函数图象,数形结合即可求得最终结果.函数零点的求解与判断方法包括:(1)直接求零点:令f (x )=0,如果能求出解,则有几个解就有几个零点.(2)零点存在性定理:利用定理不仅要函数在区间[a ,b ]上是连续不断的曲线,且f (a )·f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质(如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点.(3)利用图象交点的个数:将函数变形为两个函数的差,画两个函数的图象,看其交点的横坐标有几个不同的值,就有几个不同的零点. 8.【答案】2【解析】因为()()()2()|ln 4coscos 2sin 12|221cos sin 2sin f x x x x x x x x =---++⋅-π=- ()|ln 1|x +()sin 2n 1||l x x =-+,所以函数f (x )的零点个数为函数y =sin 2x 与y =|ln(x +1)|图象的交点的个数.函数y =sin 2x 与y =|ln(x +1)|的图象如图所示,由图知,两函数图象有2个交点,所以函数f (x )有2个零点.9.【答案】8【解析】由于()[0,1)f x ∈,则需考虑110x ≤<的情况, 在此范围内,x ∈Q 且x D ∈时,设*,,,2qx p q p p=∈≥N ,且,p q 互质, 若lg x ∈Q ,则由lg (0,1)x ∈,可设*lg ,,,2nx m n m m=∈≥N ,且,m n 互质, 因此10n mq p=,则10()nm q p =,此时左边为整数,右边为非整数,矛盾,因此lg x ∉Q , 因此lg x 不可能与每个周期内x D ∈对应的部分相等, 只需考虑lg x 与每个周期x D ∉的部分的交点,画出函数图象,图中交点除外(1,0)其他交点横坐标均为无理数,属于每个周期x D ∉的部分, 且1x =处11(lg )1ln10ln10x x '==<,则在1x =附近仅有一个交点,因此方程()lg 0f x x -=的解的个数为8.【名师点睛】对于方程解的个数(或函数零点个数)问题,可利用函数的值域或最值,结合函数的单调性、草图确定其中参数范围.从图象的最高点、最低点,分析函数的最值、极值;从图象的对称性,分析函数的奇偶性;从图象的走向趋势,分析函数的单调性、周期性等. 10.【答案】(3,+∞)【解析】函数()f x 的大致图象如图所示,根据题意知只要24m m m >-即可,又m >0,解得m >3,故实数m 的取值范围是(3,+∞).。
2019年高考文科数学题型秘籍【09】对数与对数函数(解析版)
高考数学精品复习资料2019.5专题09 对数与对数函数【高频考点解读】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为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,理解对数函数的单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点.3.知道对数函数是一类重要的函数模型.4.了解指数函数y =a x 与对数函数y =log a x 互为反函数(a >0,且a ≠1). 【热点题型】题型一 对数式的运算 【例1】 求值:(1)log 89log 23;(2)(lg 5)2+lg 50·lg 2; (3)12lg 3249-43lg 8+lg 245.【提分秘籍】1.化同底是对数式变形的首选方向,其中经常用到换底公式及其推论. 2.结合对数定义,适时进行对数式与指数式的互化.3.利用对数运算法则,在积、商、幂的对数与对数的和、差、倍之间进行转化. 【举一反三】(1)若2a =5b =10,求1a +1b 的值;(2)若x log 34=1,求4x +4-x 的值.【热点题型】题型二 对数函数图象及应用【例2】 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 <c B .b <a <c C .c <b <aD .a <c <b【提分秘籍】由对数函数的图象确定参数的方法已知对数型函数的图象研究其解析式及解析式中所含参数的取值范围问题,通常是观察图象,获得函数的单调性、对称性、奇偶性、经过的特殊点等,由此确定函数解析式以及其中所含参数的取值范围.【举一反三】已知函数若a 、b 、c 互不相等,且f(a) =f(b)=f(c),则abc 的取值范围是( )(A)(1,10)(B)(5,6)(C)(10,12)(D)(20,24)【热点题型】题型三对数函数性质及应用例3.函数y=log a x(a>0,且a≠1)在[2,4]上的最大值与最小值的差是1,则a的值为________.【提分秘籍】1.比较对数式大小的方法(1)若底数为同一常数,则可由对数函数的单调性直接进行判断;若底数为同一字母,需对底数进行分类讨论.(2)若底数不同,真数相同,则可以先用换底公式化为同底后,再进行比较.(3)若底数与真数都不同,则常借助1,0等中间量进行比较.2.当对数函数底数大小不确定时要注意分a>1与0<a<1两种情况讨论.【举一反三】(1)(设a =log 32,b =log 52,c =log 23,则( ) A .a >c >b B .b >c >a C .c >b >aD .c >a >b(2)已知函数f (x )=|log 2x |,正实数m ,n 满足m <n ,且f (m )=f (n ),若f (x )在区间[m 2,n ]上的最大值为2,则m ,n 的值分别为( )A.12,2B.12,4C.22, 2 D.14,4【热点题型】题型四 复合对数函数图象的应用【例4】 已知函数f (x )=log a (2x +b -1)(a >0,a ≠1)的图象如图所示,则a ,b 满足的关系是( )A .0<a -1<b <1B .0<b <a -1<1C .0<b -1<a <1D .0<a -1<b -1<1【举一反三】函数f (x )=-2ln 1+x1-x的图象可能是( )【热点题型】题型五 与对数函数有关的复合函数单调性应用例5、若f (x )=lg(x 2-2ax +1+a )在区间(-∞,1]上递减,则a 的取值范围为( ) A .[1,2) B .[1,2] C .[1,+∞) D .[2,+∞)【答案】A 【提分秘籍】1.求与对数函数有关的复合函数的单调性的步骤 (1)确定定义域;(2)弄清函数是由哪些简单初等函数复合而成的,将复合函数分解成简单初等函数y =f (u ),u =g (x );(3)分别确定这两个函数的单调区间;2.已知复合函数单调性求参数范围时,要注意真数大于0这一条件. 【举一反三】设0<a <1,函数f (x )=log a (a 2x -2a x -2),则使f (x )<0的x 的取值范围是( ) A .(-∞,0)B .(0,+∞)C .(-∞,log a 3)D .(log a 3,+∞)【高考风向标】1.(20xx·天津卷) 函数f (x )=lg x 2的单调递减区间是________.2.(20xx·安徽卷) ⎝⎛⎭⎫1681-34+log 354+log 345=________.3.(20xx·浙江卷)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()4.(20xx·福建卷)若函数y=log a x(a>0,且a≠1)的图像如图所示,则下列函数图像正确的是()5.(20xx·广东卷) 等比数列{a n }的各项均为正数,且a 1a 5=4,则log 2a 1+log 2a 2+log 2a 3+log 2a 4+log 2a 5=________.6.(20xx·辽宁卷) 已知a =2-13,b =log 213,c =log 1213,则( )A .a >b >cB .a >c >bC .c >b >aD .c >a >b7.(20xx·山东卷) 已知函数y =log a (x +c )(a ,c 为常数,其中a >0,a ≠1)的图像如图1-1所示,则下列结论成立的是( )图1-1A .a >1,x >1B .a >1,0<c <1C .0<a <1,c >1D .0<a <1,0<c <18.(20xx·四川卷) 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 =ad D .d =a +c9.(20xx·重庆卷) 若log 4(3a +4b )=log 2ab ,则a +b 的最小值是( ) A .6+2 3 B .7+2 3 C .6+43 D .7+43【随堂巩固】1.已知函数f (x )=a x +log a x (a >0且a ≠1)在[1,2]上的最大值与最小值之和为log a 2+6,则a 的值为( )A.12B.14 C .2 D .42.已知x =lnπ,y =log 52,z =e -12,则( )A .x <y <zB .z <x <yC .z <y <xD .y <z <x3.若f (x )=log a x 在[2,+∞)上恒有f (x )>1,则实数a 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫12,1 B.⎝⎛⎭⎫0,12∪(1,2) C .(1,2)D.⎝⎛⎭⎫0,12∪(2,+∞)4.已知函数f (x )满足:当x ≥4时,f (x )=⎝⎛⎭⎫12x;当x <4时,f (x )=f (x +1),则f (2+log 23)=( )A.124B.112 C.18 D.385.设函数f (x )=若f (m ) <f (-m ),则实数m 的取值范围是( )A .(-1, 0)∪(0,1)B .(-∞,-1)∪(1,+∞)C .(-1,0)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(0,1)6.|1+lg 0.001|+ lg 213-4lg 3+4+lg 6-lg 0.02的值为________.7.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x +1,x ≤0log 2x ,x >0,则使函数f (x )的图象位于直线y =1上方的x 的取值范围是______________.8.设函数f (x )定义在实数集上,f (2-x )=f (x ),且当x ≥1时,f (x )=ln x ,则f ⎝⎛⎭⎫13,f ⎝⎛⎭⎫12,f (2)的大小关系为________.(用“<”表示)9.若f(x)=x2-x+b,且f(log2a)=b,log2f(a)=2(a≠1).(1)求f(log2x)的最小值及对应的x值;(2)x取何值时,f(log2x)>f(1),且log2f(x)<f(1).∴x的取值为(0,1).10.已知函数f(x)=log a(x+1)-log a(1-x),a>0且a≠1.(1)求f(x)的定义域;(2)判断f(x)的奇偶性并予以证明.11.已知函数f(x)=log4(ax2+2x+3).(1)若f(x)定义域为R,求a的取值范围;(2)若f(1)=1,求f(x)的单调区间.。
2019年高考数学(理)一轮复习精品资料专题09对数与对数函数(教学案)含解析
2019年高考数学(理)一轮复习精品资料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.【必会结论】1.对数的性质(a >0且a ≠1) (1)log a 1=0;(2)log a a =1;(3)a log aN=N .2.换底公式及其推论(1)log a b =log c blog c a (a ,c 均大于0且不等于1,b >0);(2)log a b ·log b a =1,即log a b =1log b a ;(3)log am b n=n mlog a b ;(4)log a b ·log b c ·log c d =log a d . 3.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.高频考点一 对数式的运算例1、(1)lg 52+23lg 8+lg 5·lg 20+(lg 2)2的值为________.答案 3解析 原式=2lg 5+2lg 2+lg 5(1+lg 2)+lg 22=2(lg 5+lg 2)+lg 5+lg 2(lg 2+lg 5)=2+lg 5+lg 2=3.(2)已知3a =4b=12,则1a +1b=________.答案 2解析 因为3a=4b=12,所以a =log 312,b =log 412,1a =log 12 3,1b =log 124,所以1a +1b=log123+log124=log1212=2.【变式探究】(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=________.【方法规律】对数运算的一般思路(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.【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 的取值范围是________.解析 (1)由于y =a |x |的值域为{y |y ≥1}, ∴a >1,则y =log a x 在(0,+∞)上是增函数, 又函数y =log a |x |的图象关于y 轴对称. 因此y =log a |x |的图象应大致为选项B.(2)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. 答案 (1)B (2) a >1【方法规律】应用对数型函数的图象可求解的问题(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.(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 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫22,1 C .(1,2 ) D .(2,2) 解析 (1)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.当a >1时,不符合题意,舍去. 所以实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫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,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 ∈(0,1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32.(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,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∈(0,1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32.【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 的取值范围为( ) A . [1,2) B .[1,2] C .[1,+∞) D .[2,+∞) (3)设函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧log2x ,x>0,log 12-,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)答案 (1)D (2)A (3)C解析 (1)∵3<2<3,1<2<5,3>2, ∴log33<log32<log33,log51<log52<log55,log23>log22, ∴12<a<1,0<b<12,c>1,∴c>a>b. (2)令函数g(x)=x2-2ax +1+a =(x -a)2+1+a -a2,对称轴为x =a ,要使函数在(-∞,1]上递减,则有⎩⎪⎨⎪⎧,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--,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、[2017·天津高考]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 <cB .c <b <aC .b <a <cD .b <c <a 答案 C解析 ∵f (x )是奇函数,∴f (-x )=-f (x ), ∴g (-x )=-xf (-x )=xf (x )=g (x ),g (x )为偶函数. 又f (x )在R 上递增,当x >0时,f (x )>f (0)=0,且f ′(x )>0,g (x )=xf (x ),则g ′(x )=f (x )+xf ′(x )>0,∴g (x )在[0,+∞)上递增.a =g (-log 25.1)=g (log 25.1),由对数函数y =log 2x 的性质,知3=log 28>log 25.1>log 24=2>20.8,∴c >a >b .故选C.【变式探究】(1)设a =0.50.5,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解析 (1)根据幂函数y =x0.5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 =log0.3x 的单调性,可得log0.30.2>log0.30.3=1,即c>1. 所以b<a<c.(2)∵a=log2π>log22=1,b =log 12π=log21π<log21=0,0<c =1π2<1,∴b<c<a.(3)c =(15)3log 0.3=53log 0.3-=310log 35.方法一 在同一坐标系中分别作出函数y =log2x ,y =log3x ,y =log4x 的图象,如图所示.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.高频考点六 有关对数运算的创新应用问题例6、[2017·北京高考]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 .1033B .1053C .1073D .1093【感悟提升】在解决对数的化简与求值问题时,要理解并灵活运用对数的定义、对数的运算性质、对数恒等式和对数的换底公式,同时还要注意化简过程中的等价性和对数式与指数式的互化.【变式探究】里氏震级M 的计算公式为M =lg A -lg A 0,其中A 是测震仪记录的地震曲线的最大振幅,A 0是相应的标准地震的振幅.假设在一次地震中,测震仪记录的最大振幅是1000,此时标准地震的振幅为0.001,则此次地震的震级为________级;9级地震的最大振幅是5级地震的最大振幅的________倍.答案 6 10000解析 根据题意,由lg 1000-lg 0.001=6得此次地震的震级为6级.因为标准地震的振幅为0.001,设9级地震的最大振幅为A 9,则lg A 9-lg 0.001=9,解得A 9=106,同理5级地震的最大振幅A 5=102,所以9级地震的最大振幅是5级地震的最大振幅的10000倍.1. (2018年天津卷)已知,,,则a ,b ,c 的大小关系为A.B.C.D.【答案】D【解析】由题意结合对数函数的性质可知:,,,据此可得:.,本题选择D选项.2. (2018年天津卷)已知函数,,其中a>1.(I)求函数的单调区间;(II)若曲线在点处的切线与曲线在点处的切线平行,证明;(III)证明当时,存在直线l,使l是曲线的切线,也是曲线的切线.【答案】(Ⅰ)单调递减区间,单调递增区间为;(Ⅱ)证明见解析;(Ⅲ)证明见解析.【解析】(I)由已知,,有.令,解得x=0.由a>1,可知当x变化时,,的变化情况如下表:x 00 +极小值所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为.(II)由,可得曲线在点处的切线斜率为.由,可得曲线在点处的切线斜率为.因为这两条切线平行,故有,即.两边取以a为底的对数,得,所以.(III)曲线在点处的切线l1:.曲线在点处的切线l2:.要证明当时,存在直线l,使l是曲线的切线,也是曲线的切线,只需证明当时,存在,,使得l1和l2重合.即只需证明当时,方程组有解,由①得,代入②,得. ③因此,只需证明当时,关于x 1的方程③存在实数解.设函数,即要证明当时,函数存在零点.,可知时,;时,单调递减,又,,故存在唯一的x 0,且x 0>0,使得,即.由此可得在上单调递增,在上单调递减.在处取得极大值. 因为,故,所以.下面证明存在实数t ,使得.由(I )可得,当时,有,所以存在实数t ,使得因此,当时,存在,使得.所以,当时,存在直线l ,使l 是曲线的切线,也是曲线的切线.1、[2017·北京高考]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 .1033B .1053C .1073D .1093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MN最接近的是1093.故选D. 答案 D2、[2017·天津高考]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 <cB .c <b <aC .b <a <cD .b <c <a 答案 C解析 ∵f (x )是奇函数,∴f (-x )=-f (x ), ∴g (-x )=-xf (-x )=xf (x )=g (x ),g (x )为偶函数. 又f (x )在R 上递增,当x >0时,f (x )>f (0)=0,且f ′(x )>0,g (x )=xf (x ),则g ′(x )=f (x )+xf ′(x )>0,∴g (x )在[0,+∞)上递增.a =g (-log 25.1)=g (log 25.1),由对数函数y =log 2x 的性质,知3=log 28>log 25.1>log 24=2>20.8,∴c >a >b .故选C.1、【2016·浙江卷】已知a >b >1,若log a b +log b a =52,a b =b a,则a =________,b =________.2、(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【2015高考天津,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高考浙江,理12】若4log 3a =,则22aa-+= .【答案】334. 【解析】∵3log 4=a ,∴3234=⇒=aa,∴33431322=+=+-aa . (2014·山东卷)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【解析】因为a x<a y(0<a <1),所以x >y ,所以sin x >sin y ,ln(x 2+1)>ln(y 2+1),1x 2+1>1y 2+1都不一定正确,故选D.(2014·山东卷)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·福建卷)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·广东卷)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·辽宁卷)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·天津卷)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·浙江卷)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【解析】只有选项D 符合,此时0<a <1,幂函数f (x )在(0,+∞)上为增函数,且当x ∈(0,1)时,f (x )的图像在直线y =x 的上方,对数函数g (x )在(0,+∞)上为减函数,故选D.(2014·重庆卷)函数f (x )=log 2x ·log 2(2x )的最小值为________.【答案】-14【解析】f (x )=log 2 x ·log2(2x )=12log 2 x ·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·安徽卷)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·山东卷)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】①③④【解析】①中,当a b≥1时,∵b>0,∴a≥1,ln +(a b)=ln a b=bln a =bln +a ;当0<a b<1时,∵b>0,∴0<a<1,ln +(a b)=bln +a =0,∴①正确;②中,当0<ab<1,且a>1时,左边=ln +(ab)=0,右边=ln +a +ln +b =ln a +0=ln a>0,∴②不成立; ③中,当a b ≤1,即a≤b 时,左边=0,右边=ln +a -ln +b≤0,左边≥右边成立;当a b >1时,左边=ln a b =ln a-ln b>0,若a>b>1时,右边=ln a -ln b ,左边≥右边成立;若0<b<a<1时,右边=0, 左边≥右边成立;若a>1>b>0,左边=ln ab=ln a -ln b>ln a ,右边=ln a ,左边≥右边成立,∴③正确;④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=ln a +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·浙江卷)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.。
专题5 对数函数-2019年高考数学考点讲解与真题分析
对数函数总复习一.重点内容剖析1.对数运算是指数运算的逆运算,它们之间可以互相转换,即N x N a a x log =⇔=,其中指数式中的x 是对数式中的对数,N 是对数式中的真数,由指数函数的性质可知0>=x a N ,因此对数式中的真数N 是一个正数,从而知复数与零没有对数。
2. 函数x y a log =)10(≠>a a 且叫做对数函数,定义域为),0(+∞,值域为),(+∞-∞.3.对数函数图象位置分布规律为:对数函数x y a log =底数不同的图象在第一、四象限被直线x =1及x 轴的正半轴分成四个部分,对于x =1右边的两部分,x y a log =的图象从下而上分布时,则对应的底数分别由大到小在变化,此规律可以用来比较底数不同,真数相同的对数间的大小,即设x y a log 1=,x y b log 2=,其中1,1>>b a (或10,10<<<<b a ),那么,当x>1时,“底大图低”即若a>b ,则<1y 2y ;当10<<x 时,“底大图高”即若a>b ,则>1y 2y .一般地,函数log a y x =与1log ay x =的图象关于x 轴对称.4. 对数函数的单调性取决于对数的底数是大于1还是小于1.如果已知条件并未指明,因此需要对底数a 进行讨论,体现了分类讨论的思想.5.对数值的正负有下列关系:)0,10(0)1)(1(0log >≠>>--⇔>b a a b a b a 且;)0,10(0)1)(1(0log >≠><--⇔<b a a b a b a 且熟记它们有助于提高解题效率。
6.比较几个数的大小是对数应用的常见题型。
在具体比较时,可以先将它们与0比较,分出正负数,再将正数与1比较,分出大于1还是小于1,然后再各类中间两两相比对数函数型数值间的大小关系,底相同时,考虑对数函数单调性,底不同时,可考虑中间值,或用换底公式化为同底,或考虑比较法。
对数与对数函数知识点与例题讲解
对数与对数函数知识点与例题讲解知识梳理: 一、对数1、定义:一般地,如果()0,1x a N a a =>≠,那么实数x 叫做以a 为底N 的对数,记作a x log N =,其中a 叫做对数的底数,N 叫做对数的真数.2、特殊对数⑴通常以10为底的对数叫做常用对数,并把10log N 记为lgN ; ⑵通常以e 为底的对数叫做自然对数,并把e log N 记为lnN . 3、对数的运算⑴运算性质:如果0,1,0,0a a M N >≠>>且,那么:①()a a a log MN log M log N =+;②a a a Mlog log M log N N=-;③()n a a log M nlog M n R =∈;④(),0m na a n log M log M n R m m=∈≠;⑤1a b log b log a =;⑥a log N a N =.⑵换底公式:c a c log blog b log a=.二、对数函数1、定义:一般地,函数()01a y log x a a =>≠,且叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是()0,+∞.2、图像和性质1>a10<<a图像性质定义域: 值域:过定点 ,即当1=x 时,0=y在R 上是在R 上是非奇非偶函数3、同底的指数函数xa y =与对数函数x y a log =互为反函数,它们的图像关于直线x y =对称.【课前小测】1、2193-⎛⎫= ⎪⎝⎭写成对数式,正确的是( )A 、9123log =- B 、1392log =- C 、()1329log -= D 、()9123log -= 2、函数()0,1a y log x a a =>≠的图像过定点( )A 、()1,1B 、()1,0C 、()0,1D 、()0,0 3、49343log 等于( ) A 、7 B 、2 C 、23 D 、324、函数()()31f x lg x =+的定义域是( )A 、1,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭ B 、()0,+∞ C 、(),0-∞ D 、1,3⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭5、函数()21f x log x =+的定义域是( )A 、(),-∞+∞B 、()0,+∞C 、1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D 、10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦考点一、化简和求值例1、⑴552log 10log 0.25+=( ) A 、0 B 、1 C 、2 D 、4 解析:2log 510+log 50.25=log 5100+log 50.25=log 525=2 ⑵计算:3948(log 2log 2)(log 3log 3)+⋅+. 解:原式lg 2lg 2lg3lg3lg 2lg 2lg3lg3()()()()lg3lg9lg 4lg8lg32lg32lg 23lg 2=+⋅+=+⋅+3lg 25lg 352lg 36lg 24=⋅=. 变式、⑴(辽宁卷文10)设25abm +=,且112a b+=,则m =( ) A 、10 B 、10 C 、20 D 、100 ⑵已知32a=,用a 表示33log 4log 6-;⑶已知3log 2a =,35b=,用a 、b 表示 30log 3.考点二、比较大小例2、较下列比较下列各组数中两个值的大小:⑴6log 7,7log 6; ⑵3log π,2log 0.8; ⑶0.91.1, 1.1log 0.9,0.7log 0.8; ⑷5log 3,6log 3,7log 3. 答案:⑴>;⑵>;⑶>,>;⑷>,>.变式、⑴已知函数()|lg |f x x =,若11a b c>>>,则()f a 、()f b 、()f c 从小到大依次为 ;a c b <<⑵已知log 4log 4m n <,比较m ,n 的大小. 解:∵log 4log 4m n <, ∴4411log log m n <,当1m >,1n >时,得44110log log m n<<,∴44log log n m <, ∴1m n >>.当01m <<,01n <<时,得44110log log m n<<,∴44log log n m <, ∴01n m <<<.当01m <<,1n >时,得4log 0m <,40log n <, ∴01m <<,1n >, ∴01m n <<<.综上所述,m ,n 的大小关系为1m n >>或01n m <<<或01m n <<<. 考点三、解与对数相关的不等式 例3、⑴解不等式2)1(log 3≥--x x .解:原不等式等价于⎪⎩⎪⎨⎧-≥->->-2)3(11301x x x x 或⎪⎩⎪⎨⎧-≤-<-<>-2)3(113001x x x x解之得:4<x ≤5 ∴原不等式的解集为{x |4<x ≤5}⑵解关于x 的不等式:)1,0(,2log )12(log )34(log 2≠>>---+a a x x x a a a . 解:原不等式可化为)12(2log )34(log 2->-+x x x a a当a >1时有221234121)12(23403401222<<⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-<<->⇒⎪⎩⎪⎨⎧->-+>-+>-x x x x x x x x x x(其实中间一个不等式可省,为什么?让学生思考)当0<a <1时有42234121)12(23403401222<<⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-<<<->⇒⎪⎩⎪⎨⎧-<-+>-+>-x x x x x x x x x x x 或∴当a >1时不等式的解集为221<<x ;当0<a <1时不等式的解集为42<<x ⑶解不等式24log ax x xxa > 解:两边取以a 为底的对数:当0<a <1时原不等式化为:2log 29)(log 2-<x x a a ∴0)1log 2)(4(log <--x x a a ,4log 21<<x a , ∴a x a <<4 当a >1时原不等式化为:2log 29)(log 2->x x a a ∴0)1log 2)(4(log >--x x a a ,∴ 21log 4log <>x x a a 或 ,∴a x a x <<>04或 ∴原不等式的解集为}10,|{4<<<<a a x a x 或}1,0|{4><<>a a x a x x 或考点四、对数型函数的性质 ① 定义域、值域例4、⑴函数2()lg(31)f x x ++的定义域是( ) A 、1(,)3-+∞ B 、1(,1)3- C 、11(,)33- D 、1(,)3-∞-⑵函数(21)log x y -= )A 、()2,11,3⎛⎫+∞⎪⎝⎭B 、()1,11,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C 、2,3⎛⎫+∞⎪⎝⎭ D 、1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭⑶函数()()2log 31xf x =+的值域为( )A 、()0,+∞B 、[)0,+∞C 、()1,+∞D 、[)1,+∞ 变式、求函数y =的定义域.② 单调性、奇偶性例5、⑴函数y =log 3(x 2-2x )的单调减区间是________. 解: 令u =x 2-2x ,则y =log 3u . ∵y =log 3u是增函数,u =x 2-2x >0的减区间是(-∞,0),∴y =log 3(x 2-2x )的减区间是(-∞,0).⑵设0<a <1,函数f (x )=log a (a 2x -2a x -2),则使f (x )<0的x 的取值范围是( ) A 、(-∞,0) B 、(0,+∞) C 、(-∞,log a 3)D 、(log a 3,+∞)解:由f (x )<0,即a 2x -2a x -2>1,整理得(a x -3)(a x +1)>0,则a x >3.∴x <log a 3. ⑶函数y =log 22-x2+x 的图象( )A 、关于原点对称B 、关于直线y =-x 对称C 、关于y 轴对称D 、关于直线y =x 对称解:∵f (x )=log 22-x 2+x ,∴f (-x )=log 22+x 2-x =-log 22-x2+x∴f (-x )=-f (x ),∴f (x )是奇函数.故选A .变式、⑴若011log 22<++aa a,则a 的取值范围是( ) A 、),21(+∞ B 、),1(+∞ C 、)1,21( D 、)21,0(⑵若02log )1(log 2<<+a a a a ,则a 的取值范围是 .⑶若函数)2(log )(22a x x x f a ++= 是奇函数,则a = .③综合应用例6、设函数f (x )=log a ⎝⎛⎭⎫1-ax ,其中0<a <1. ⑴证明:f (x )是(a ,+∞)上的减函数; ⑵解不等式f (x )>1.解析:⑴证明:设0<a <x 1<x 2,g (x )=1-ax ,则g (x 1)-g (x 2)=1-a x 1-1+a x 2=a (x 1-x 2)x 1x 2<0,∴g (x 1)<g (x 2).又∵0<a <1,∴f (x 1)>f (x 2). ∴f (x )在(a ,+∞)上是减函数.⑵∵log a ⎝⎛⎭⎫1-a x >1,∴0<1-ax <a ,解得:⎩⎪⎨⎪⎧x >a ,x <a 1-a ,∴不等式的解集为:{x |a <x <a1-a}.变式、已知函数22()log (32)f x x x =+-.⑴求函数()f x 的定义域;⑵求证()f x 在(1,3)x ∈上是减函数;⑶求函数()f x 的值域. 随堂巩固1、6632log log +等于( )A 、6B 、5C 、1D 、65log 2、在()23a b log -=中,实数a 的取值范围是( )A 、2a <B 、2a >C 、23,3a a <<>或D 、3a > 3、下列格式中成立的是( )A 、22a a log b log b = B 、a a a log xy log x log y =+C 、()()()a a a log xy log x log y =•D 、a a a xlog log y log x y=- 4、213alog > ,则a 的取值范围是( ) A 、312a <<B 、30112a a <<<<或C 、213a <<D 、2013a a <<>或 5、已知ab M =()0,0,1a b M >>≠,且log M b x =,则log M a 等于( ) A 、1x - B 、1x + C 、1xD 、1x - 6、(08山东济宁)已知8log 9a =,2log 5b =,则lg 3等于( ) A 、1ab - B 、()321a b - C 、()321a b + D 、()312a b -7、已知函数()()32f x lg x =+的定义域为F ,函数()()()12g x lg x lg x =-+-的定义域为G ,那么( )A 、G F ≠⊂B 、G F =C 、F G ⊆D 、FG =∅8、(08山东)已知函数()2300x x f x log x x ⎧≤=⎨>⎩,,,12f f ⎡⎤⎛⎫ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦( ) A 、1- B、log CD 、139、若()6430log log log x =⎡⎤⎣⎦,则12x -等于( )A 、9B 、91C 、3D 、3310、若M =⋅32log 4log 3log 3132 ,则M 的值是( ) A 、5 B 、6 C 、7 D 、8 11、已知3log 2a =,那么33log 82log 6-用a 表示是( )A 、2a -B 、5a -C 、23(1)a a -+ D 、231a a -- 12、已知偶函数()x f 在[]4,2上单调递减,那么)8(log 21f 与)(π-f 的大小关系是( )A 、)8(log 21f >)(π-f B 、)8(log 21f =)(π-fC 、)8(log 21f < )(π-f D 、不能确定13、若312log 19x-=,则x = ; 14、已知:lg 21.3a =,则lg0.213=___________;15、()2211log log 1a a x x -->+,则a 的取值范围为________________; 16、比较大小⑴8.1log 3 7.2log 3;⑵5log 6 7log 6; 17、若14log 3=x ,则=+-xx44___________;18、已知log 1a x =,log 2b x =,log 4c x =,则log abc x =____________; 19、(08山东) 知()lg lg 2lg 2x y x y +=-,求的值.20、⑴已知a =2lg ,b =3lg ,试用b a 、表示5log 12;⑵已知a =3log 2,b =7log 3,试用b a 、表示56log 14.21、已知())lgf x x =.⑴求()f x 的定义域; ⑵求证:()f x 是奇函数.22、解关于x 的不等式:)1,0(,2log )12(log )34(log 2≠>>---+a a x x x a a a 解:原不等式可化为)12(2log )34(log 2->-+x x x a a当a >1时有221234121)12(23403401222<<⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-<<->⇒⎪⎩⎪⎨⎧->-+>-+>-x x x x x x x x x x当0<a <1时有42234121)12(23403401222<<⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-<<<->⇒⎪⎩⎪⎨⎧-<-+>-+>-x x x x x x x x x x x 或∴ 当a >1时不等式的解集为221<<x ; 当0<a <1时不等式的解集为42<<x课后巩固1、()0,1,0log >≠>=N b b a N b 对应的指数式是( )A 、N a b =B 、N b a =C 、b a N= D 、a b N =2、设255lg =x,则x 的值等于( )A 、10B 、0.01C 、100D 、1000 3、()[]0log log log 234=x ,那么21-x等于( )A 、2B 、21C 、4D 、414、化简9log 8log 5log 4log 8543•••的结果是( ) A 、1 B 、23C 、2D 、3 5、函数()1log 21-=x y 的定义域是( )A 、()+∞,1B 、()2,∞-C 、()+∞,2D 、(]2,1 6、若09log 9log <<n m ,那么n m ,满足的条件是( )A 、1>>n mB 、1>>m nC 、10<<<m nD 、10<<<n m7、若132log <a ,则a 的取值范围是( )A 、()+∞⎪⎭⎫ ⎝⎛,132,0B 、⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞,32C 、⎪⎭⎫⎝⎛1,32 D 、⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞⎪⎭⎫ ⎝⎛,3232,08、函数()176log 221+-=x x y 的值域是( )A 、RB 、[)+∞,8C 、()3,-∞-D 、[)+∞,39、函数⎪⎭⎫⎝⎛--=112lg x y 的图像关于( ) A 、y 轴对称 B 、x 轴对称 C 、原点对称 D 、直线x y =对称 10、图中的曲线是x y a log =的图像,已知a 的值为51,103,34,2,则相应曲线4321,,,C C C C 的a 依次为( )A 、103,51,34,2B 、51,103,34,2C 、2,34,103,51D 、51,103,2,3411、比较两个对数值的大小:7ln 12ln ;7.0log 5.0 8.0log 5.0. 12、计算()=•+50lg 2lg 5lg 2.13、函数()()x xx f -+=1lg2是 函数.(填“奇”、“偶”或“非奇非偶”).14、函数xa y =的反函数的图像经过点()2,9,则a 的值为 . 15、已知函数()()1log +=x x f a ,()()x x g a -=1log ()10≠>a a ,且 ⑴求函数()()x g x f +的定义域;(10分) ⑵判断函数()()x g x f +的奇偶性.(10分)16、已知log 4log 4m n <,比较m ,n 的大小。
对数与对数函数知识点及例题讲解
对数与对数函数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 a NM =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,+∞).注意:真数式子没根号那就只要求真数式大于零,如果有根号,要求真数大于零还要保证根号里的式子大于零,底数则要大于0且不为1对数函数的底数为什么要大于0且不为1呢?在一个普通对数式里 a<0,或=1 的时候是会有相应b 的值的。
但是,根据对数定义: log a a=1;如果a=1或=0那么log a a 就可以等于一切实数(比如log 1 1也可以等于2,3,4,5,等等)第二,根据定义运算公式:log a M^n = nlog a M 如果a<0,那么这个等式两边就不会成立 (比如,log (-2) 4^(-2) 就不等于(-2)*log (-2) 4;一个等于1/16,另一个等于-1/16) (2)对数函数的图象x y> Oxy<a <y = l o g x a 111()) 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.基础例题1.函数f (x )=|log 2x |的图象是11xy y y y OA BC D解析:f (x )=⎩⎨⎧<<-≥.10,log ,1,log 22x x x x答案:A2.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 <cB.a <c <bC.b <a <cD.c <a <b解析:∵1<m <n ,∴0<log n m <1. ∴log n (log n m )<0. 答案:D6.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.42B.22C.41D.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:A7.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 -a1)|,对称轴为x =a1,由a1=-2 得a =-21. 答案:B注意: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 =-21.8.函数f (x )=log 2|x |,g (x )=-x 2+2,则f (x )·g (x )的图象只可能是xyxyx yxyABC D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:C9.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:C10.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:2典型例题【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,+∞).1-1O xy注意:研究函数的性质时,利用图象会更直观.【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.注意:讨论复合函数的单调性要注意定义域.【例4】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.【例5】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 )|. 【例6】 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7】 (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探究创新1.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. 2.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 +xm +2m ≥3在x >0时恒成立,只要(x +xm +2m )min ≥3.又x +xm ≥2m (当且仅当x =xm ,即x =m 时等号成立),∴(x +xm +2m )min =4m ,即4m ≥3.∴m ≥169.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.。
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考点08 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,理解对数函数的单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点. (3)知道对数函数是一类重要的函数模型.(4)了解指数函数xy a =与对数函数log a y x =互为反函数0,1()a a >≠且.一、对数与对数运算 1.对数的概念(1)对数:一般地,如果x a N =(0,1)a a >≠且,那么数 x 叫做以a 为底 N 的对数,记作log a x N =,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.(2)牢记两个重要对数:常用对数,以10为底的对数lg N ;自然对数,以无理数e=2.71828…为底数的对数ln N .(3)对数式与指数式的互化:log xa a N x N =⇔=.2.对数的性质根据对数的概念,知对数log (0,1)a N a a >≠且具有以下性质: (1)负数和零没有对数,即0N >; (2)1的对数等于0,即log 10a =; (3)底数的对数等于1,即log 1a a =; (4)对数恒等式log (0)a NaN N =>.3.对数的运算性质如果0,1,0,0a a M N >≠>>且,那么:(1)log ()log log a a a M N =M +N ⋅; (2)log log log -aa a M=M N N; (3)log log ()na a M =n M n ∈R .4.对数的换底公式 对数的换底公式:log log (0,1;0,1;0)log c b c NN b b c c N b=>≠>≠>且且.换底公式将底数不同的对数转化为底数相同的对数,进而进行化简、计算或证明.换底公式应用时究竟换成什么为底,由已知条件来确定,一般换成以10为底的常用对数或以e 为底的自然对数. 换底公式的变形及推广: (1)log log 01,0()且m n a a nb b a a b m=>≠>; (2)(1log 01;01log )且且a b b a a b b a=>≠>≠; (3)log log log log a b c a b c d d ⋅⋅=(其中a ,b ,c 均大于0且不等于1,d >0). 二、对数函数及其性质 1.对数函数的概念一般地,我们把函数=log (0,1)a y x a a >≠且叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是(0,)+∞. 2.对数函数的图象和性质一般地,对数函数=log (0,1)a y x a a >≠且的图象与性质如下表所示:在直线1x =的右侧,当1a >时,底数越大,图象越靠近x 轴;当01a <<时,底数越小,图象越靠近x 轴,即“底大图低”.3.对数函数与指数函数的关系指数函数x y a =(0a >且1a ≠)与对数函数log(0a y x a =>且1a ≠)互为反函数,其图象关于直线y x =对称.考向一 对数式的化简与求值对数运算的一般思路:(1)对于指数式、对数式混合型条件的化简与求值问题,一般可利用指数与对数的关系,将所给条件统一为对数式或指数式,再根据有关运算性质求解;(2)在对数运算中,可先利用幂的运算性质把底数或真数变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后运用对数的运算性质、换底公式,将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算. 注意:(1)在利用对数的运算性质log ()log log a a a M N =M +N ⋅与log log ()na a M =n M n ∈R 进行化简与求值时,要特别注意题目的前提条件,保证转化关系的等价性. (2)注意利用等式lg 2lg51+=.典例1 化简:(1)()71log 02log lg25lg479.8+++-;(2 【答案】(1)5;(2)3.【解析】(1)()71log 02log lg25lg479.8+++-322231log 3lg5lg212=++++ 332lg52lg222=+++ ()32lg5lg2=++32lg10=+321=+⨯ 5=.()()222lg52lg 2lg52lg5lg 2lg 2=+++⨯+ ()()22lg5lg 2lg5lg 2=+++ ()22lg10lg10=+21=+3=.【名师点睛】本题主要考查了对数的运算,其中熟记对数的运算法则和对数的运算性质是解答的关键,着重考查了推理与运算能力.典例2 已知函数()f x =若()31og 2f a =,则a = A .13 B .14C .12D .2【答案】D【解析】根据题意有()3log 2f a ===2a =,故选D . 【名师点睛】该题考查的是已知函数值求自变量的问题,在求解的过程中,需要对指数式和对数式的运算性质了如指掌.首先将自变量代入函数解析式,利用指对式的运算性质,得到关于参数a 的等量关系式,即可求得结果.1.设,x y 为正数,且34x y =,当3x py =时,p 的值为 A .3log 4 B .4log 3 C .36log 2D .3log 2考向二 对数函数的图象1.对数函数=log (0,1)a y x a a >≠且的图象过定点(1,0),所以讨论与对数函数有关的函数的图象过定点的问题,只需令真数为1,解出相应的,x y ,即可得到定点的坐标.2.当底数1a >时,对数函数()log a f x x =是(0,)+∞上的增函数,当1x >时,底数a 的值越小,函数图象越“陡”,其函数值增长得越快;当底数01a <<时,对数函数()log a f x x =是(0,)+∞上的减函数,当01x <<时,底数a 的值越大,函数图象越“陡”,其函数值减小得越快.也可作直线y =1与所给图象相交,交点的横坐标即为各个底数,依据在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大,可比较底数的大小.3.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.特别地,要注意底数1a >和01a <<的两种不同情况.有些复杂的问题,借助于函数图象来解决,就变得简单了,这是数形结合思想的重要体现.4.一些对数型方程、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.典例3 若函数log )0,1(且a y x a a =>≠的图象如图所示,则下列函数图象正确的是【答案】B典例4 已知函数()2log ,03,0x x f x x x >⎧=⎨≤⎩,且函数()()h x f x x a =+-有且只有一个零点,则实数a 的取值范围是 A .[1,+∞) B .(1,+∞) C .(-∞,1) D .(-∞,1]【答案】B【解析】如图所示,在同一平面直角坐标系中分别作出()y f x =与y x a =-+的图象,其中a 表示直线y x a =-+在y 轴上的截距,由图可知,当1a >时,直线y x a =-+与()y f x =只有一个交点.故选B .2.在同一直角坐标系中,函数()2f x ax =-,()()log 2a g x x =+(0a >,且1a ≠)的图象大致为A .B .C .D .考向三 对数函数性质的应用对数函数的性质及其应用是每年高考的必考内容之一,多以选择题或填空题的形式呈现,难度易、中、难都有,且主要有以下几种命题角度: (1)比较对数式的大小:①若底数为同一常数,则可由对数函数的单调性直接进行判断;若底数为同一字母,则需对底数进行分类讨论;②若底数不同,真数相同,则可以先用换底公式化为同底后,再进行比较; ③若底数与真数都不同,则常借助1,0等中间量进行比较. (2)解对数不等式:①形如log log a a x b >的不等式,借助log a y x =的单调性求解,如果a 的取值不确定,需分1a >与01a <<两种情况讨论;②形如log a x b >的不等式,需先将b 化为以a 为底的对数式的形式,再借助=log a y x 的单调性求解.典例5 已知132a -=,21211log ,log 33b c ==,则 A .a b c >> B .a c b >> C .c a b >> D .c b a >> 【答案】C【解析】因为1030221a-<=<=,221log log 103b =<=,12221log log 3log 213c ==>=,所以c a b >>,故选C .【名师点睛】本题中既有指数式,又有对数式,无法直接比较大小,可借助中间量1,0来进行比较. 典例6 求不等式1log (4)log a ax x ->-的解集.3.设函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且当0x >时,()ln f x x =,记12a f ⎛⎫⎛ ⎪= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,12b f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()3c f =,则,,a b c 的大小关系为A .c b a >>B .b c a >>C .b a c >>D .a b c >>考向四 对数函数的复合函数问题与对数函数相关的复合函数问题,即定义域、值域的求解,单调性的判断和应用,与二次函数的复合问题等,解题方法同指数函数类似.研究其他相关函数的单调性、奇偶性一般根据定义求解,此外,需特别注意对数函数的定义域及底数的取值.求形如()log a y f x =的复合函数的单调区间,其一般步骤为: ①求定义域,即满足()0f x >的x 的取值集合;②将复合函数分解成基本初等函数log a y u =及()u f 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()log a y f x =为增函数,若一增一减,则()log a y f x =为减函数,即“同增异减”.典例7 已知函数()lg(3)lg(3)f x x x =++-. (1)判断()f x 的奇偶性并加以证明; (2)判断()f x 的单调性(不需要证明); (3)解关于m 的不等式()(1)0f m f m -+<.【答案】(1)偶函数,证明见解析;(2)减函数;(3【解析】(1)由3030x x >⎧⎨>⎩+-,得33x -<<,∴函数()f x 的定义域为(3,3)-.∵函数()f x 的定义域关于原点对称,且()lg(3)lg(3)()f x x x f x -=-++=, ∴函数()f x 为偶函数.(2)()2lg(9)f x x =-, lg y u =为增函数,29u x =-在(3,0)-上是增函数,在(0,3)上是减函数,∴()f x 在(3,0)-上是增函数,在(0,3)上是减函数.(3)()(1)0f m f m -+<即()(1)f m f m <+,132m -<<-.∴关于m 的不等式()(1)0f m f m -+<4.已知函数()()222log a f x a a x =--是对数函数.(1)若函数()()()log 1log 3a a g x x x =++-,讨论()g x 的单调性;(2)在(1)的条件下,若1,23x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,不等式()30g x m -+≤的解集非空,求实数m 的取值范围.1.计算()332log log log 8⎡⎤⎣⎦等于 A .1 B .16 C .4D .02.已知:p “100a >”,q :“1log 102a <”,则p 是q 的 A .充要条件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3.函数()()2ln 2f x x x =--+的单调递减区间为 A .()(),21,-∞-+∞B .1(2)2--, C .1(,1)2-D .1+∞(,)4.已知函数()()2ln e e x x f x x -=++,则使得f (2x )>f (x +3)成立的x 的取值范围是 A .()1,3- B .()(),33,-∞-+∞ C .()3,3-D .()(),13,-∞-+∞5.已知01a a >≠且,函数1,log ,xa y y x y x a a ⎛⎫===+ ⎪⎝⎭在同一坐标系中的图象可能是A .B .C .D .6.已知324log 2,log 3,log 7a 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 .a c b <<7.奇函数()f x 满足()()2f x f x +=-,当()0,1x ∈时,()132x f x =+,则()3log 54f = A .−2 B .76- C .76D .28.已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且在区间(],0-∞上单调递增,若实数a 满足()(3l o g 2a f f >-,则a 的取值范围是A .)+∞ B .(C .(D .(-∞9.方程()()33log 325log 410x x ⋅+-+=的解为x =_________.10.已知函数()3log f x x =,设正实数,a b 满足a b <,且()()f a f b =,若()f x 在区间2,a b ⎡⎤⎣⎦上的最大值为2,则b a =________.11.设函数()()()()log 3log 30,1a a f x x x a a =++->≠,且()02f =.(1)求实数a 的值及函数()f x 的定义域;(2)求函数()f x在区间⎡⎣上的最小值.12.已知函数()()()2log 2x f x kk =+∈R 的图象过点()0,1P .(1)求k 的值并求函数()f x 的值域;(2)若关于x 的方程()f x x m =+有实根,求实数m 的取值范围; (3)若函数()()[]1222,0,4x f x h x a x +=-⋅∈,则是否存在实数a ,使得函数()h x 的最大值为0?若存在,求出a 的值;若不存在,请说明理由.1.(2018年高考天津卷理科)已知2log e a =,ln2b =,121log 3c =,则a ,b ,c 的大小关系为A .a b c >>B .b a c >>C .c b a >>D .c a b >>2.(2018年高考新课标Ⅲ卷理科)设0.2log 0.3a =,2log 0.3b =,则 A .0a b ab +<< B .0ab a b <+< C .0a b ab +<<D .0ab a b <<+3.(2017年高考北京卷理科)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:lg3≈0.48)A .1033B .1053C .1073D .10934.(2017年高考新课标全国Ⅰ卷理科)设x 、y 、z 为正数,且235x y z ==,则A .2x <3y <5zB .5z <2x <3yC .3y <5z <2xD .3y <2x <5z5.(2016年高考新课标全国Ⅰ卷理科)若101a b c >><<,,则A .c c a b <B .c c ab ba <C .log log b a a c b c <D .log log a b c c <6.(2015年高考北京卷理科)如图,函数()f x 的图象为折线ACB ,则不等式()()2log 1f x x +≥的解集是AB Oxy -122CA .{}|10x x -<≤B .{}|11x x -≤≤C .{}|11x x -<≤D .{}|12x x -<≤7.(2015年高考湖南卷理科)设函数()ln(1)ln(1)f x x x =+--,则()f x 是 A .奇函数,且在(0,1)上是增函数 B .奇函数,且在(0,1)上是减函数 C .偶函数,且在(0,1)上是增函数 D .偶函数,且在(0,1)上是减函数8.(2018年高考江苏卷)函数()f x=________.1.【答案】C【解析】令34x y t==,则34log,logx t y t==,由3x p y=得33343log3log43log46log2log log3tttpt====,故选C.3.【答案】A【解析】∵x>0时,()lnf x x=,∴()f x在(0,+∞)上单调递增;∵()f x是定义在R上的奇函数,∴12b f f⎛⎫⎛=-=-⎪⎝⎭⎝=()2f;∵122<<,10(12<,∴10()232<<,∴()()1(232f f f⎛⎫⎪⎝⎭<<,∴a<b<c,即c>b>a.故选A.【名师点睛】根据x>0时()f x的解析式即可知()f x在(0,+∞)上单调递增,由()f x为奇函数即可得出()2b f=,然后比较1()232和的大小关系,根据()f x在(0,+∞)上单调递增即可比较出a,b,c的大小关系.利用指数函数、对数函数及幂函数的性质比较实数或式子的大小,一方面要比较两个实数或式子形式的异同,底数相同,考虑指数函数增减性,指数相同考虑幂函数的增减性,当都不相同时,考虑分析数或式子的大致范围,来进行比较大小,另一方面注意特殊值0,1的应用,有时候要借助其“桥梁”作用,来比较大小. 4.【答案】(1)见解析;(2)[)4,+∞.【解析】(1)由题意可知:222101a a a a ⎧--=⎨>≠⎩且,解得3,1a a ==-(舍去),∴函数()f x 的解析式为()3log f x x =. ∵()()()log 1log 3a a g x x x =++-, ∴1030x x +>⎧⎨->⎩,∴13x x >-⎧⎨<⎩,∴13x -<<,即()g x 的定义域为{}|13x x -<<.由于()()()()2333log 1log 3log 23g x x x x x =++-=-++,令()223u x x x =-++()13x -<<,则由对称轴1x =可知,()u x 在()1,1-上单调递增,在()1,3上单调递减;又因为3log y u =在()0,+∞上单调递增,故()g x 的单调递增区间为()1,1-,单调递减区间为()1,3. (2)不等式()30g x m -+≤的解集非空, 所以()min 13,,23m g x x ⎡⎤-≥∈⎢⎥⎣⎦,由(1)知,当1,23x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,函数()g x 的单调递增区间为1,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦,单调递减区间为[]1,2,且()3132log ,2139g g ⎛⎫== ⎪⎝⎭,所以()min 1g x =, 所以31m -≥,4m ≥,所以实数m 的取值范围为[)4,+∞.【思路点拨】(1)由对数函数的定义,得到a 的值,进而得到函数()g x 的解析式,再根据复合函数的单调性,即可求解函数()g x 的单调性.(2)不等式()30g x m -+≤的解集非空,得()min 3m g x -≥,由(1)得到函数的单调性,求得函数的最小值,即可求得实数m 的取值范围.1.【答案】D【解析】由()()][3332332333log log log 8log [log log 2log log3]log 10⎡⎤====⎣⎦,故选D .【名师点睛】本题主要考查了对数的运算求值,根据对数的运算公式,即可求解式子的数值.其中熟记对数的运算公式是解答的关键,着重考查了推理与运算能力. 2.【答案】B 【解析】100a >时,1log 102a <,而1log 102a <时,10001a a ><<或,即100a >不一定成立, p ∴是q 的充分不必要条件,故选B .【名师点睛】利用对数函数的单调性,根据充要条件的定义可得结果.判断充要条件时应注意:首先弄清条件p 和结论q 分别是什么,然后直接依据定义、定理、性质尝试,p q q p ⇒⇒.对于带有否定性的命题或比较难判断的命题,除借助集合思想化抽象为直观外,还可利用原命题和逆否命题、逆命题和否命题的等价性,转化为判断它的等价命题;对于范围问题也可以转化为包含关系来处理. 3.【答案】C【解析】由220x x --+>可得21x -<<,设22t x x =--+,因为函数22t x x =--+在1(,1)2-上单调递减,ln y t =单调递增,所以函数()f x 的单调递减区间为1(,1)2-,故选C . 【名师点睛】求出函数的定义域,利用二次函数的单调性结合对数函数的单调性求解即可.本题主要考查对数函数的性质、复合函数的单调性,属于中档题.复合函数的单调性的判断可以综合考查两个函数的单调性,因此也是命题的热点,判断复合函数单调性要注意把握两点:一是要同时考虑两个函数的的定义域;二是同时考虑两个函数的单调性,正确理解“同增异减”的含义(增增→增,减减→增,增减→减,减增→减). 4.【答案】D【解析】因为()()()()()22ln ee ln e e xx x x f x x x f x ---=++-=++=,所以函数()f x 是偶函数,又易知()f x 在(),0-∞上单调递减,在()0,+∞上单调递增,所以()()2323f x f x x x >+⇔>+,解得1x <-或3x >.故选D .【名师点睛】本题考查函数的奇偶性和单调性的综合运用,先利用奇偶性的定义判断函数的奇偶性,再判断函数的单调性,将()()23f x f x >+转化为23x x >+进行求解.要注意:奇函数在对称的区间上单调性一致,偶函数在对称的区间上单调性相反.6.【答案】D【解析】324log 21,log 31,log 7a b c =<=>==2log log 3,且4log 71c =>,故a c b <<,故选D .【名师点睛】本题考查对数函数的基本性质和运算公式,可以先比较同底的对数大小,再结合中间值1,进行比较即可.比较大小的试题通常先比较同底的然后借助中间值判断不同底的即可,属于基础题. 7.【答案】A【解析】∵()()2f x f x +=-,∴()()()42f x f x f x +=-+=,∴函数()f x 的周期为4. 又()333log 54log 272)3l 3,4(og 2=⨯=+∈,∴()()()333log 543log 21log 2f f f =+=-+=32log 3f ⎛⎫= ⎪⎝⎭3323log log 32f f⎛⎫⎛⎫--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭33log 213132222⎛⎫⎛⎫=-+=-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 故选A .【名师点睛】先由题意得到函数的周期为4,确定出3log 54的范围,然后根据函数的周期性和奇偶性求解.本题考查函数的性质及指数、对数的运算,解题的关键是通过函数的周期性将求值问题转化到区间(0,1)内解决.【名师点睛】本题主要考查不等式的求解,根据函数奇偶性和单调性的关系得到()f x 是R 上的增函数,再结合函数奇偶性和单调性的关系进行转化求解即可.其中结合函数奇偶性和单调性的关系将不等式进行转化是解决本题的关键. 9.【答案】2 【解析】()()()()3333log 325log 410log 325log 4132541x x x x x x ⋅+-+=⇔⋅+=+⇔⋅+=+⇔()2432402324024x x xx x -⋅-=⇔-⋅-=⇔=或21x =-(舍去),即24x=,解得 2.x =即答案为2. 10.【答案】127【解析】根据题意可知01,1a b <<>,并且可以知道函数()3log f x x =在()0,1上是减函数,在()1,+∞上是增函数,且有1ab =,又201a a <<<,所以由题中的条件,可知()()223max log 2f x f aa ===,可以解得13a =,所以3b =,则有311327b a ⎛⎫== ⎪⎝⎭. 【名师点睛】该题考查的是有关指数幂的运算,但是需要先从题的条件中来确定底数和指数的大小,首先需要确定函数()3log f x x =的图象,之后借助于绝对值的意义,可以得到两个函数值的大小相等的时候,对应真数之间的关系:互为倒数,再结合两个值的大小关系,从而确定出对应各自的范围,根据题意,进一步确定其值的大小,最后求得结果. 11.【答案】(1)3a =,()3,3-;(2)1.【解析】(1)∵()02f =, ∴()log 920,1a a a =>≠, ∴3a =.由3030x x +>⎧⎨->⎩得()3,3x ∈-,∴函数()f x 的定义域为()3,3-.【思路点拨】(1)根据题设,由()02f =,可求出参数a 的值,根据对数函数的定义,由30x +>且30x ->,解此不等式,从而求出函数的定义域;(2)由(1)可确定函数()f x 的解析式,经化简整理得()()23log 9f x x =-,再根据函数()f x 的单调性可知该函数的最小值为f.12.【答案】(1)1,()0,+∞;(2)()0,+∞;(3)存在178a =使得函数()h x 的最大值为0. 【解析】(1)因为函数()()2log 2x f x k =+()k ∈R 的图象过点()0,1P ,所以()01f =,即()2log 11k +=, 所以1k =,所以()()2log 21x f x =+, 因为20x >, 所以211x+>, 所以()2log 210x +>, 所以函数()f x 的值域为()0,+∞.(2)因为关于x 的方程()f x x m =+有实根,即方程()2log 21x m x =+-有实根,即函数()2log 21x y x =+-的图象与函数y m =的图象有交点,令()()2log 21x g x x =+-,则函数()y g x =的图象与直线y m =有交点,又()()()22222211log 21log 21log 2log log 122x xxxx xg x x +⎛⎫=+-=+-==+ ⎪⎝⎭, 任取1212,x x x x ∈<R 且,则12022x x <<,所以121122x x >, 所以12111122x x +>+,所以()()12g x g x -=121log 12x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭221log 102x⎛⎫-+> ⎪⎝⎭, 所以()()12g x g x >,所以()g x 在R 上是减函数(或由复合函数判断()21log 12xg x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭为单调递减函数也可), 因为1112x+>, 所以()()21log 10,2xg x ⎛⎫=+∈+∞ ⎪⎝⎭, 所以实数m 的取值范围是()0,+∞. (3)由题意知()1222122221x x xxh x a a +=+-⋅=-⋅+,[]0,4x ∈,令22x t =,则()[]221,1,4t t at t φ=-+∈,当52a ≤时,()()max 41780t a φφ==-=,所以178a =, 当52a >时,()()max 1220t a φφ==-=,所以1a =(舍去),综上,存在178a =使得函数()h x 的最大值为0.【思路点拨】(1)根据()0,1P 在图象上,代入计算即可求解1k =,因为20x >,所以211x+>,所以()()2log 210x f x =+>,可得函数()f x 的值域为()0,+∞;(2)原方程等价于()()2log 21x g x x =+-的图象与直线y m =有交点,先证明()g x 的单调性,可得到()g x 的值域,从而可得实数m 的取值范围;(3)根据[]0,4x ∈,22xt =,转化为二次函数()[]221,1,4t t at t φ=-+∈的最大值问题,讨论函数()t φ的最大值,求解实数a 即可.1.【答案】D【解析】由题意结合对数函数的性质可知:2log e 1a =>,()21ln20,1log eb ==∈,12221log log 3log e 3c ==>,据此可得:c a b >>.本题选择D 选项. 【名师点睛】由题意结合对数函数的性质整理计算即可求得最终结果.对于对数的大小的比较,我们通常都是运用对数函数的单调性,但很多时候,因对数的底数或真数不相同,不能直接利用函数的单调性进行比较,这就必须掌握一些特殊方法.在进行对数的大小比较时,若底数不同,则首先考虑将其转化成同底数,然后再根据对数函数的单调性进行判断.对于不同底而同真数的对数的大小的比较,利用图象法求解,既快捷,又准确. 2.【答案】B 【解析】0.22log 0.3,log 0.3a b ==,0.30.311log 0.2,log 2a b ∴==,0.311log 0.4a b∴+=,1101a b ∴<+<,即01a bab+<<,又0,0a b ><,0ab ∴<,∴0ab a b <+<,故选B . 3.【答案】D【解析】设36180310M x N ==,两边取对数,36136180803lg lg lg3lg10361lg38093.2810x ==-=⨯-=,所以93.2810x =,即MN最接近9310,故选D . 【名师点睛】本题考查了转化与化归能力,本题以实际问题的形式给出,但本质就是对数的运算关系,以及指数与对数运算的关系,难点是令36180310x =,并想到两边同时取对数进行求解,对数运算公式包含log log log a a a M N MN +=,log log log a a aM M N N-=,log log na a M n M =.【名师点睛】对于连等问题,常规的方法是令该连等为同一个常数,再用这个常数表示出对应的,,x y z ,通过作差或作商进行比较大小.对数运算要记住对数运算中常见的运算法则,尤其是换底公式以及0与1的对数表示. 5.【答案】C【解析】用特殊值法,令3a =,2b =,12c =得112232>,选项A 错误,11223223⨯>⨯,选项B 错误,23113log 2log 22<,选项C 正确,3211log log 22>,选项D 错误,故选C . 【名师点睛】比较幂或对数值的大小,若幂的底数相同或对数的底数相同,通常利用指数函数或对数函数的单调性进行比较;若底数不同,可考虑利用中间量进行比较. 6.【答案】C【解析】如图所示,把函数2log y x =的图象向左平移一个单位得到2log (1)y x =+的图象,则不等式()()2log 1f x x ≥+的解为11x -<≤,用集合表示解集选C .【名师点睛】本题属于基础题,首先是函数图象的平移变换,把2log y x =的图象沿x 轴向左平移一个单位,得到2log (1)y x =+的图象,要求正确画出图象,利用数形结合写出不等式的解集.8.【答案】[2,+∞)【解析】要使函数()f x 有意义,则需2log 10x -≥,解得2x ≥,即函数()f x 的定义域为[)2,+∞. 【名师点睛】求给定函数的定义域往往需转化为解不等式(组)的问题.求解本题时,根据偶次根式下被开方数非负列不等式,解对数不等式得函数定义域.。