高中数学第二章基本初等函数(Ⅰ)2.2对数函数学案新人教A版必修1(2021年整理)

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(浙江专版)2017-2018学年高中数学第二章基本初等函数(Ⅰ)2.2 对数函数学案新人教A版必修1
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2。

2 错误!
2.2.1 对数与对数运算
第一课时对数
预习课本P62~63,思考并完成以下问题
(1)对数的定义是什么?底数和真数又分别是什么?
(2)什么是常用对数和自然对数?
(3)如何进行对数式和指数式的互化?
错误!
1.对数的概念
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.
[点睛] log a N是一个数,是一种取对数的运算,结果仍是一个数,不可分开书写.
2.常用对数与自然对数
通常将以10为底的对数叫做常用对数,以e为底的对数称为自然对数,log10N可简记为lg_N,log e N简记为ln_N.
3.对数与指数的关系
若a>0,且a≠1,则a x=N⇔log a N=x。

对数恒等式:a log a N=N;log a a x=x(a>0,且a≠1).
4.对数的性质
(1)1的对数为零;
(2)底的对数为1;
(3)零和负数没有对数.
错误!
1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)log a N是log a与N的乘积.()
(2)(-2)3=-8可化为log(-2)(-8)=3。

()
(3)对数运算的实质是求幂指数.( )
答案:(1)×(2)×(3)√
2.若a2=M(a>0且a≠1),则有( )
A.log2M=a B.log a M=2
C.log a2=M D.。

log2a=M
答案:B
3.log21+log22=()
A.3 B.2 C.1 D..0
答案:C
4.已知log3错误!=0,则x=________。

答案:3
[例1] 将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:
(1)3-2=错误!;(2)错误!-2=16;
(3)log
1
3
27=-3; (4)log x64=-6。

[解](1)∵3-2=错误!,∴log3错误!=-2。

(2)∵错误!-2=16,∴log
4
1
16=-2。

(3)∵log
1
3
27=-3,∴错误!-3=27.
(4)∵log
x
64=-6,∴(错误!)-6=64。

指数式与对数式互化的方法
(1)将指数式化为对数式,只需要将幂作为真数,指数当成对数值,底数不变,写出对数式;
(2)将对数式化为指数式,只需将真数作为幂,对数作为指数,底数不变,写出指数式.指数式与对数式的互化
[活学活用]
1.将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:(1)2-7=错误!; (2)3a=27;
(3)10-1=0。

1;(4)log
1
2
32=-5;
(5)lg 0.001=-3。

解:(1)log2错误!=-7.
(2)log327=a.
(3)lg 0。

1=-1.
(4)错误!-5=32。

(5)10-3=0。

001.
[例2] 求下列各式中的x的值:
(1)log64x=-错误!;(2)log x8=6;
(3)lg 100=x;(4)-ln e2=x。

[解] (1)x=(64)-2
3=(43)-
2
3=4-2=
1
16。

(2)x6=8,所以x=(x6)1
6
=8
1
6
=(23)
1
6
=22
1
=错误!。

(3)10x=100=102,于是x=2.
(4)由-ln e2=x,得-x=ln e2,即e-x=e2.所以x=-2。

求对数值的3个步骤(1)设出所求对数值;
(2)把对数式转化为指数式;
(3)解有关方程,求得结果.
2.求下列各式中的x值:
(1)log x27=3
2
; (2)log2x=-错误!;
(3)x=log27错误!; (4)x=log
1
216。

对数的计算
解:(1)由log x 27=错误!,可得x 错误!=27,
∴x =2723=错误!23
=32
=9。

(2)由log 2x =-错误!,可得x =2-
23。

∴x =错误!23
=错误!=错误!.
(3)由x =log 27错误!,可得27x
=错误!, ∴33x
=3-2
,∴x =-错误!.
(4)由x =log 12
16,可得错误!x
=16。

∴2-x =24
,∴x =-4。

[例3] 求下列各式中x 的值: (1)log 2(log 5x )=0; (2)log 3(lg x )=1; (3)log 3(log 4(log 5x ))=0。

[解] (1)∵log 2(log 5x )=0, ∴log 5x =20
=1,∴x =51
=5.
(2)∵log 3(lg x )=1,∴lg x =31
=3, ∴x =103
=1 000.
(3)由log 3(log 4(log 5x ))=0可得log 4(log 5x )=1,故log 5x =4,所以x =54
=625. [一题多变]
1.[变条件]本例(3)中若将“log 3(log 4(log 5x ))=0”改为“log 3(log 4(log 5x ))=1",又如何求解x 呢?
解:由log 3(log 4(log 5x ))=1可得,log 4(log 5x )=3,则log 5x =43
=64,所以x =564
. 2.[变设问]在本例(3)条件下,计算625log 3x 的值. 解:因为x =625,则625log 3x =3。

3.[变条件]本例(3)中若将“log 3(log 4(log 5x ))=0”改为“3()()
x 345log log log =1",又如何
求解x 呢?
对数的性质
解:由3()()x 345log log log =1可得log 4(log 5x )=1,故log 5x =4,所以x =54
=625.
1.利用对数性质求解的2类问题的解法
(1)求多重对数式的值解题方法是由内到外,如求log a (log b c )的值,先求log b c 的值,再求log a (log b c )的值.
(2)已知多重对数式的值,求变量值,应从外到内求,逐步脱去“log"后再求解. 2.性质a log a N =N 与log a a b
=b 的作用
(1)a log a N =N 的作用在于能把任意一个正实数转化为以a 为底的指数形式. (2)log a a b
=b 的作用在于能把以a 为底的指数转化为一个实数.
层级一 学业水平达标
1.将错误!-2
=9写成对数式,正确的是( ) A .log 91
3=-2
B .log 13
9=-2
C .log 13
(-2)=9
D .log 9(-2)=错误!
解析:选B 根据对数的定义,得log 13
9=-2,故选 B 。

2.方程2log 3x =错误!的解是( ) A .x =错误! B .x =错误! C .x =错误!
D .x =9
解析:选A ∵2log 3x =2-2
,∴log 3x =-2, ∴x =3-2
=错误!。

3.使对数log a (-2a +1)有意义的a 的取值范围为( ) A .a >1
2
且a ≠1
B .0<a <1
2
C.a>0且a≠1 D.a<错误!
解析:选B 由对数的概念可知使对数log a(-2a+1)有意义的a需满足错误!解得0<a <错误!。

4.下列指数式与对数式互化不正确的一组是( )
A.e0=1与ln 1=0
B.
错误!=错误!与log8错误!=-错误!
C.log39=2
与3
D.。

log77=1与71=7
解析:选C 由指对互化的关系:
a x=N⇔x=log a N可知A、B、D都正确;C中log
3
9=2⇔9=32.
5.已知x2+y2-4x-2y+5=0,则log x(y x)的值是()
A.1 B.0 C.x D。

y
解析:选B 由x2+y2-4x-2y+5=0,得(x-2)2+(y-1)2=0,∴x=2,y=1,∴log x (y x)=log2(12)=0.
6.lg 10 000=________;lg 0.001=________。

解析:由104=10 000知lg 10 000=4,10-3=0.001得lg 0.001=-3.
答案:4 -3
7.方程log2(1-2x)=1的解x=________.
解析:∵log2(1-2x)=1=log22,
∴1-2x=2,
∴x=-错误!.
经检验满足1-2x>0。

答案:-错误!
8.已知log7(log3(log2x))=0,那么
________.
解析:由题意得:log3(log2x)=1,即log2x=3,转化为指数式则有x=23=8
∴x-错误!=8-错误!
错误!=错误!=错误!.
答案:错误!
9.将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式.
(1)53=125;
(2)4-2=错误!;
(=-3;
(4)log3错误!=-3.
解:(1)∵53=125,∴log5125=3。

(2)∵4-2=错误!,∴log4错误!=-2.
(3)∵=-3,∴错误!-3=8。

(4)∵log3错误!=-3,∴3-3=错误!。

10.若=m,=m+2,求错误!的值.
解:∵=m,∴错误!m=x,x2=错误!2m.
=m+2,∴错误!m+2=y,y=错误!2m+4。

∴错误!=错误!=错误!2m-(2m+4)=错误!-4=16.
层级二应试能力达标
1.若log a错误!=c,则下列关系式中正确的是()
A.b=a5c B.b5=a c
C.b=5a c D。

b=c5a
解析:选A 由log a错误!=c,得a c=错误!,∴b=(a c)5=a5c.
2.方程lg(x2-1)=lg(2x+2)的根为()
A.-3 B.3
C.-1或3 D..1或-3
解析:选B 由lg(x2-1)=lg(2x+2),得x2-1=2x+2,即x2-2x-3=0,解得x=-1或x=3。

经检验x=-1是增根,所以原方程的根为x=3。

3.错误( )
A.6 B。

错误!
C.8 D.错误!
解析:选C 错误!
.051log 4
-+=错误!-1
·错误!
log 4
12
=2×4=8。

4.若a 〉0,a 23
=错误!,则log 23
a 等于( )
A .2
B .3
C .4
D .5
解析:选B ∵a 23
=错误!,a 〉0, ∴a =错误!32
=错误!3
, 设log 23
a =x ,∴错误!x
=a 。

∴x =3。

5.使方程(lg x )2
-lg x =0的x 的值为________.
解析:由lg x (lg x -1)=0得lg x =0或lg x =1,即x =1或x =10. 答案:1或10
6.计算23+log 23+32-log 39=________。

解析:23+log 23+32-log 39=23
×2log 23+3
2
3log 39
=8×3+错误!=25.
答案:25
7.已知log 2(log 3(log 4x ))=0,且log 4(log 2y )=1。

求错误!·y 34
的值. 解:∵log 2(log 3(log 4x ))=0, ∴log 3(log 4x )=1, ∴log 4x =3,∴x =43
=64.
由log 4(log 2y )=1,知log 2y =4, ∴y =24
=16。

因此错误!·y 34
=错误!×1634
=8×8=64.
8.(1)已知log 189=a ,log 1854=b ,求18
2a -b
的值;
(2)已知log x 27=31+log 32,求x 的值.
解:(1)∵log 189=a ,log 1854=b ,∴18a
=9,18b
=54,
∴182a-b=182a
18b
=错误!=错误!。

(2)log x27=31+log32=3·3log32=3×2=6。

∴x6=27,∴x6=33,又x>0,∴x=错误!。

第二课时对数的运算
预习课本P64~67,思考并完成以下问题
(1)对数具有哪三条运算性质?
(2)换底公式是如何表述的?
[新知初探]
1.对数的运算性质
若a>0,且a≠1,M〉0,N>0,那么:
(1)log a(M·N)=log a M+log a N,
(2)log a错误!=log a M-log a N,
(3)log a M n=n log a M(n∈R).
[点睛] 对数的这三条运算性质,都要注意只有当式子中所有的对数都有意义时,等式才成立.例如,log2[(-3)·(-5)]=log2(-3)+log2(-5)是错误的.
2.换底公式
若c〉0且c≠1,则log a b=错误!(a〉0,且a≠1,b>0).
[小试身手]
1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)积、商的对数可以化为对数的和、差.()
(2)log a(xy=log a x·log a y。

()
(3)log2(-5)2=2log2(-
5).()
(4)由换底公式可得log a b=错误!. ()答案:(1)√(2)×(3)×(4)×
2.计算log84+log82等于()
A.log86 B.8 C.6 D..1
答案:D
3.计算log510-log52等于()
A.log58 B.lg 5 C.1 D.。

2
答案:C
4.log48=________。

答案:错误!
[例1]求下列各式的值:
(1)log2(47×25);
(2)lg错误!;
(3)lg 14-2 lg错误!+lg 7-lg 18;
(4)lg 52+错误! lg 8+lg 5·lg 20+(lg 2)2。

[解](1)log2(47×25)=log247+log225=7log24+5log22=7×2+5×1=19。

(2)lg 错误!=lg 100
1
5
=错误!lg 100=错误!×2=错误!。

(3)lg 14-2lg错误!+lg 7-lg 18=lg(2×7)-2(lg 7-lg 3)+lg 7-lg(32×2)=lg 2+lg 7-2lg 7+2lg 3+lg 7-2lg 3-lg 2=0.
(4)原式=2lg 5+2lg 2+lg 5(2lg 2+lg 5)+(lg 2)2=2lg 10+(lg 5+lg 2)2=2+(lg 10)2=2+1=3。

对数式化简与求值的基本原则和方法
(1)基本原则:
对数的化简求值一般是正用或逆用公式,对真数进行处理,选哪种策略化简,取决于问题的实际情况,一般本着便于真数化简的原则进行.
对数运算性质的应
(2)两种常用的方法:
①“收”,将同底的两对数的和(差)收成积(商)的对数;
②“拆”,将积(商)的对数拆成同底的两对数的和(差).
[活学活用]
1.求下列各式的值:
(1)lg 0.000 01;
(2)ln错误! .
(3)2log32-log3错误!+log38-5log53 ;
(4)错误!.
解:(1)lg 0。

000 01=lg 10-5=-5lg 10=-5。

(2)ln错误!=错误!ln e=错误!.
(3)原式=2log32-(log332-log39)+3log32-3=2log32-5log32+2+3log32-3=-1.
(4)原式=错误!
=错误!=错误!。


[例2]计算(1)log29·log34;(2)错误!。

[解](1)由换底公式可得,
log29·log34=错误!·错误!=错误!·错误!=4.
(2)原式=错误!×错误!=log错误!错误!×log错误!9
=错误!×
1
3
lg9
lg4
=错误!×错误!=-错误!。

换底公式的应用技巧
(1)换底公式的作用是将不同底数的对数式转化成同底数的对数式,将一般对数式转化成自然对数式或常用对数式来运算.要注意换底公式的正用、逆用及变形应用.(2)题目中有指数式和对数式时,要注意将指数式与对数式进行互化,统一成一种形式.对数换底公式的应用
2.计算(log43+log83)×lg 2
lg 3。

解:原式=错误!×错误!
=错误!×错误!+错误!×错误!
=错误!+错误!=错误!。

[例3](1)在不考虑空气阻力的情况下,火箭的最大速度v(单位:m/s)和燃料的质量M(单位:kg),火箭(除燃料外)的质量m(单位:kg)满足e v=错误!2 000(e为自然对数的底).(ln 3≈1。

099)
当燃料质量M为火箭(除燃料外)质量m的两倍时,求火箭的最大速度(单位:m/s).
(2)已知log189=a,18b=5,求log3645。

(用a,b表示)
[解](1)因为v=ln错误!2 000
=2 000·ln错误!,
所以v=2 000·ln 3≈2 000×1。

099=2 198(m/s).
故当燃料质量M为火箭质量m的两倍时,火箭的最大速度为2 198 m/s.
(2)因为18b=5,所以b=log185.
所以log3645=错误!=错误!
=错误!=错误!
=错误!=错误!
=错误!.
[一题多变]
1.[变设问]若本例(2)条件不变,如何求log1845(用a,b表示)?
解:因为18b=5,所以log185=b,所以log1845=log189+log185=a+B.
2.[变条件]若将本例(2)条件“log189=a,18b=5”改为“log94=a,9b=5",则又如何求解呢?
解:因为9b=5,所以log95=B.
所以log3645=错误!=错误!
=错误!=错误!。

对数的综合应用
(1)统一化:所求为对数式,条件转为对数式.
(2)选底数:针对具体问题,选择恰当的底数.
(3)会结合:学会换底公式与对数运算法则结合使用.
层级一学业水平达标
1。

错误!=( )
A。

错误! B.2 C.错误! D.
9
2
解析:选B 原式=错误!=错误!=2。

2.2log510+log50.25=( )
A.0 B.1 C.2 D..4
解析:选C 原式=log5102+log50.25=log5(102×0。

25)=log525=2。

3.若a>0,且a≠1,则下列说法正确的是()
A.若M=N,则log a M=log a N
B.若log a M=log a N,则M=N
C.若log a M2=log a N2,则M=N
D.。

若M=N,则log a M2=log a N2
解析:选B 在A中,当M=N≤0时,log a M与log a N均无意义,因此log a M=log a N不成立,故A错误;在B中,当log a M=log a N时,必有M>0,N>0,且M=N,因此M=N成立,故B正确;在C中,当log a M2=log a N2时,有M≠0,N≠0,且M2=N2,即|M|=|N|,但未必有M=N,例如M=2,N=-2时,也有log a M2=log a N2,但M≠N,故C错误;在D中,若M=N=0,则log a M2与log a N2均无意义,因此log a M2=log a N2不成立,故D错误.
4.设a=log32,则log38-2log36用a表示的形式是()
A.a-2 B.3a-(1+a)2
C.5a-2 D.-a2+3a-1
解析:选A ∵a=log32,
∴log38-2log36=3log32-2(log32+1)=3a-2(a+1)=a-2。

5.计算log225·log322·log59的结果为()
A.3 B.4 C.5 D.。

6
解析:选D 原式=lg 25
lg 2
·错误!·错误!=错误!·错误!·错误!=6.
6.已知a2=错误!(a>0),则=________。

解析:由a2=错误!(a>0)得a=错误!,
所以!=!2=2。

答案:2
7.lg 错误!+lg错误!的值是________.
解析:lg错误!+lg错误!=lg错误!=lg 10=1.
答案:1
8.若log a b·log3a=4,则b的值为________.
解析:log a b·log3a=错误!·错误!=错误!=4,
所以lg b=4lg 3=lg 34,所以b=34=81.
答案:81
9.用lg x,lg y,lg z表示下列各式:
(1)lg(xyz);(2)lg错误!;
(3)lg错误!; (4)lg 错误!。

解:(1)lg (xyz)=lg x+lg y+lg z。

(2)lg 错误!=lg(xy2)-lg z=lg x+2lg y-lg z.(3)lg 错误!=lg(xy3)-lg 错误!
=lg x+3lg y-错误!lg z。

(4)lg 错误!=lg 错误!-lg (y2z)
=错误!lg x-2lg y-lg z。

10.求下列各式的值:
(1)2log525+3log264;
(2)lg(错误!+错误!);
(3)(lg 5)2+2lg 2-(lg 2)2.
解:(1)∵2log525=2log552=4log55=4,
3log264=3log226=18log22=18,
∴2log525+3log264=4+18=22.
(2)原式=错误!lg(错误!+错误!)2
=错误!lg(3+错误!+3-错误!+2错误!)
=错误!lg 10=错误!.
(3)(lg 5)2+2lg 2-(lg 2)2
=(lg 5)2-(lg 2)2+2lg 2
=(lg 5+lg 2)(lg 5-lg 2)+2lg 2
=lg 10(lg 5-lg 2)+2lg 2
=lg 5+lg 2=lg 10=1。

层级二应试能力达标
1.若log5错误!·log36·log6x=2,则x等于( )
A.9 B。

错误!C.25 D。

错误!
解析:选D 由换底公式,得错误!·错误!·错误!=2,lg x=-2lg 5,x=5-2=错误!。

2.若ab>0,给出下列四个等式:
①lg(ab)=lg a+lg b;
②lg 错误!=lg a-lg b;
③错误!lg错误!2=lg 错误!;
④lg(ab)=错误!.
其中一定成立的等式的序号是()
A.①②③④B.①②
C.③④D.③
解析:选D ∵ab>0,∴a>0,b>0或a<0,b<0,∴①②中的等式不一定成立;∵ab >0,∴错误!>0,错误!lg错误!2=错误!×2lg错误!=lg错误!,∴③中等式成立;当ab=1时,lg(ab)=0,但log ab10无意义,∴④中等式不成立.故选D.
3.若lg x-lg y=t,则lg错误!3-lg错误!3=()
A.3t B.错误!t
C.t D。

错误!
解析:选A lg错误!3-lg错误!3=3lg错误!-3lg错误!=3lg错误!=3(lg x-lg y)=3t。

4.若2.5x=1 000,0.25y=1 000,则错误!-错误!=()
A.错误!B.3
C.-错误!D.-3
解析:选A ∵x=log2。

51 000,y=log0。

251 000,
∴错误!=错误!=log1 0002.5,
同理错误!=log1 0000。

25,
∴错误!-错误!=log1 0002。

5-log1 0000。

25=log1 00010=错误!=错误!。

5.错误!=________。

解析:错误!=错误!=错误!=错误!=错误!=1。

答案:1
6.若lg x+lg y=2lg(x-2y),则错误!=________。

解析:因为lg x+lg y=2lg(x-2y),
所以错误!
由xy=(x-2y)2,知x2-5xy+4y2=0,
所以x=y或x=4y.又x>0,y>0且x-2y>0,
所以舍去x=y,故x=4y,则错误!=4。

答案:4
7.计算下列各式的值:
(1)log535+2log
1
2
2-log5错误!-log514;
(2)[(1-log63)2+log62·log618]÷log64.
解:(1)原式=log535+log550-log514+2log
1
22
1
2
=log5错误!+log错误!2=log553-1=2。

(2)原式=[(log66-log63)2+log62·log6(2×32)]÷log64
=错误!÷log622
=[(log62)2+(log62)2+2log62·log63]÷2log62
=log62+log63=log6(2×3)=1.
8.若a,b是方程2(lg x)2-lg x4+1=0的两个实根,求lg(ab)·(log a b+log b a)的值.解:原方程可化为2(lg x)2-4lg x+1=0。

设t=lg x,则方程化为2t2-4t+1=0,
∴t1+t2=2,t1·t2=错误!。

又∵a,b是方程2(lg x)2-lg x4+1=0的两个实根,
∴t1=lg a,t2=lg b,
即lg a+lg b=2,lg a·lg b=错误!。

∴lg(ab)·(log a b+log b a)
=(lg a+lg b)·错误!
=(lg a+lg b)·错误!
=(lg a+lg b)·错误!
=2×错误!=12,
即lg(ab)·(log a b+log b a )=12。

2.2。

2 对数函数及其性质
第一课时对数函数的图象及性质
预习课本P70~73,思考并完成以下问题
(1)对数函数的概念是什么?它的解析式具有什么特点?
(2)对数函数的图象是什么,通过图象可观察到对数函数具有哪些性质?
(3)反函数的概念是什么?
错误!
1.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,+∞).
[点睛]形如y=2log2x,y=log2错误!都不是对数函数,可称其为对数型函数.
2.对数函数的图象及性质
a的范围0<a<1a>1
图象
a的范围0<a<1a>1
性质定义域(0,+∞)
值域R
定点(1,0),即x=1时,y=0
单调性在(0,+∞)上是减函数在(0,+∞)上是增函数
[
的图象“上升”;当0<a<1时,对数函数的图象“下降”.
3.反函数
指数函数y=a x和对数函数y=log a x(a>0且a≠1)互为反函数.
错误!
1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)对数函数的定义域为R. ( )(2)y=log2x2与log x3都不是对数函数. ( )
(3)对数函数的图象一定在y轴右侧. ( )
(4)函数y=log2x与y=x2互为反函数.()答案:(1)×(2)√(3)√(4)×
2.下列函数是对数函数的是()
A.y=ln x B.y=ln(x+1)
C.y=log x e D.y=log x x
答案:A
3.函数f(x)=log2(x-1)的定义域是()
A.[1,+∞) B.(1,+∞)
C.(-∞,1) D. (-∞,1]
答案:B
4.已知y=a x在R上是增函数,则y=log a x在(0,+∞)上是________函数.(填“增”或“减”)
答案:增
[例1]指出下列函数哪些是对数函数?
(1)y=3log2x; (2)y=log6x;
(3)y=log x5; (4)log2x+1.
[解] (1)log2x的系数是3,不是1,不是对数函数.
(2)符合对数函数的结构形式,是对数函数.
(3)自变量在底数位置上,不是对数函数.
(4)对数式log2x后又加上1,不是对数函数.
判断一个函数是对数函数的方法
[活学活用]
1.函数f(x)=(a2-a+1)log(a+1)x是对数函数,则实数a=________。

解析:a2-a+1=1,解得a=0或1.
又a+1>0,且a+1≠1,∴a=1.
答案:1
[例2] 求下列函数的定义域:
(1)y=log5(1-x); (2)y=log(1-x)5;
(3)y=错误!; (4)y=错误!。

[解](1)要使函数式有意义,需1-x〉0,解得x〈1,所以函数y=log5(1-x)的定义域是{x|x〈1}.
(2)要使函数式有意义,需错误!解得x〈1,且x≠0,所以函数y=log1-x5的定义域是{x|x〈1,且x≠0}.
(3)要使函数式有意义,需错误!解得x〈4,且x≠3,所以函数y=错误!的定义域是{x|x 〈4,且x≠3}.
对数函数的概
求对数型函数的定义
(4)要使函数式有意义,需错误!解得错误!<x≤1,所以函数y=错误!的定义域是错误!.
求对数型函数定义域的原则
(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.
[活学活用]
2.求下列函数的定义域:
(1)y=lg(x+1)+错误!;
(2)y=log x-2(5-x).
解:(1)要使函数式有意义,需错误!∴错误!
∴-1<x<1.∴该函数的定义域为(-1,1).
(2)要使函数式有意义,需


⎧5-x>0,
x-2>0,,x-2≠1,
∴错误!
∴2<x<5,且x≠3.
∴该函数的定义域为(2,3)∪(3,5)。

题点一:对数型函数图象的判断
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( )
解析:选C y=a-x=错误!x,∵a>1,∴0<错误!<1,则y=a-x在(-∞,+∞)上是减函数,过定点(0,1);对数函数y=log a x在(0,+∞)上是增函数,过定点(1,0).故选C。

题点二:作对数型函数的图象
2.已知f(x)=log a|x|,满足f(-5)=1,试画出函数f(x)的图象.
解:因为f(-5)=1,所以log a5=1,即a=5,故f(x)=log5|x|=错误!
对数型函数的图象问题
所以函数y=log5|x|的图象如图所示.
题点三:对数型函数图象的数据分析
3.如图,若C1,C2分别为函数y=log a x和y=log b x的图象,则()A.0<a<b<1 B.0<b<a<1
C.a>b>1 D.b>a>1
解析:选B 作直线y=1,则直线与C1,C2的交点的横坐标分别为a,b,易知0<b<a<1。

有关对数型函数图象问题的应用技巧
(1)求函数y=m+log a f(x)(a>0,且a≠1)的图象过定点时,只需令f(x)=1求出x,即得定点为(x,m).
(2)给出函数解析式判断函数的图象,应首先考虑函数对应的基本初等函数是哪一种;其次找出函数图象的特殊点,判断函数的基本性质、定义域、单调性以及奇偶性等;最后综合上述几个方面将图象选出,解决此类题目常采用排除法.
(3)根据对数函数图象判断底数大小的方法:作直线y=1与所给图象相交,交点的横坐标即为各个底数,根据在第一象限内,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.
层级一学业水平达标
1.函数f(x)=错误!+lg(1+x)的定义域是( )
A.(-∞,-1)B.(1,+∞)
C.(-1,1)∪(1,+∞)D.(-∞,+∞)
解析:选C 由题意知
错误!解得x>-1且x≠1。

2.对数函数的图象过点M(16,4),则此对数函数的解析式为( )
A.y=log4x B.y=log 1 4x
C.y=log 1
2x D..y=log2x
解析:选D 由于对数函数的图象过点M(16,4),所以4=log a16,得a=2。

所以对数函数的解析式为y=log2x,故选D.
3.函数f(x)=log2(3x+1)的值域为( )
A.(0,+∞)B.[0,+∞)
C.(1,+∞)D.[1,+∞)
解析:选A ∵3x>0,∴3x+1>1.∴log2(3x+1)>0.
∴函数f(x)的值域为(0,+∞).
4.函数y=lg(x+1)的图象大致是( )
解析:选C 由底数大于1可排除A、B,y=lg(x+1)可看作是y=lg x的图象向左平移1个单位.(或令x=0得y=0,而且函数为增函数)
5.若函数y=f(x)是函数y=a x(a>0,且a≠1)的反函数且f(2)=1,则f(x)=( ) A.log2x B.错误!
x D.2x-2
C.log
1
2
解析:选A 函数y=a x(a>0,且a≠1)的反函数是f(x)=log a x,
又f(2)=1,即log a2=1,所以a=2.故f(x)=log2x.
6.若f(x)=log a x+(a2-4a-5)是对数函数,则a=________.
解析:由对数函数的定义可知,
错误!解得a=5。

答案:5
7.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________.
解析:y=log a x的图象恒过点(1,0),令x-3=1,得x=4,则y=-1.
答案:(4,-1)
8.若f(x)是对数函数且f(9)=2,当x∈[1,3]时,f(x)的值域是________.
解析:设f(x)=log a x,因为log a9=2,所以a=3,即f(x)=log3x.又因为x∈[1,3],所以0≤f(x)≤1.
答案:[0,1]
9.若函数y=log a(x+a)(a>0且a≠1)的图象过点(-1,0).
(1)求a的值;
(2)求函数的定义域.
解:(1)将(-1,0)代入y=log a(x+a)(a>0,a≠1)中,
有0=log a(-1+a),则-1+a=1,所以a=2。

(2)由(1)知y=log2(x+2),由x+2>0,解得x>-2,
所以函数的定义域为{x|x>-2}.
10.求下列函数的定义域与值域:
(1)y=log2(x-2);(2)y=log4(x2+8).
解:(1)由x-2>0,得x>2,
所以函数y=log2(x-2)的定义域是(2,+∞),值域是R.
(2)因为对任意实数x,log4(x2+8)都有意义,所以函数y=log4(x2+8)的定义域是R。

又因为x2+8≥8,
所以log4(x2+8)≥log48=错误!,即函数y=log4(x2+8)的值域是错误!.
层级二应试能力达标
1.函数y=2+log2x(x≥1)的值域为()
A.(2,+∞)B.(-∞,2)
C.[2,+∞)D.[3,+∞)
解析:选C 当x≥1时,log2x≥0,所以y=2+log2x≥2。

2.函数f(x)=
x-4
lg x-1
的定义域是()
A.[4,+∞) B.(10,+∞)
C.(4,10)∪(10,+∞)D.[4,10)∪(10,+∞)
解析:选D 由错误!解得错误!∴x≥4且x≠10,
∴函数f(x)的定义域为[4,10)∪(10,+∞).故选D。

3.函数f(x)=错误!的定义域为(0,10],则实数a的值为()
A.0 B.10 C.1 D.错误!
解析:选C 由已知,得a-lg x≥0的解集为(0,10],由a-lg x≥0,得lg x≤a,又当0<x≤10时,lg x≤1,所以a=1,故选C.
4.函数f(x)=log a|x|+1(a>1)的图象大致为( )
解析:选C 函数f(x)=log a|x|+1(a>1)是偶函数,
∴f(x)的图象关于y轴对称,当x>0时,f(x)=log a x+1是增函数;当x<0时,f(x)=log a(-x)+1是减函数,又∵图象过(1,1),(-1,1)两点,结合选项可知,选C.
5.如果函数f(x)=(3-a)x,g(x)=log a x的增减性相同,则a的取值范围是________.解析:若f(x),g(x)均为增函数,则错误!即1<a<2,
若f(x),g(x)均为减函数,则错误!无解.
答案:(1,2)
x|的定义域为错误!,值域为[0,1],则m的取值范围为________.6.已知函数f(x)=|log
1
2
x|的图象(如图)可知f 错误!=f(2)=1,f(1)=0,由题意解析:作出f(x)=|log
1
2
结合图象知:1≤m≤2.
答案:[1,2]
7.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:(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(0,2).
8.求y=(log
1
2
x)2-错误!log
1
2
x+5在区间[2,4]上的最大值和最小值.
解:因为2≤x≤4,所以log
1
2
2≥log
1
2
x≥log
1
2
4,
即-1≥log
1
2
x≥-2.
设t=log
1
2
x,则-2≤t≤-1,
所以y=t2-错误!t+5,其图象的对称轴为直线t=错误!,
所以当t=-2时,y max=10;当t=-1时,y min=错误!。

第二课时对数函数及其性质的应用(习题课)
[例1]比较下列各组数中两个值的大小:
(1)log23.4,log28.5;
(2)log0。

31.8,log0.32。

7;
(3)log a5。

1,log a5.9(a>0,且a≠1).
[解](1)考察对数函数y=log2x,因为它的底数2>1,所以它在(0,+∞)上是增函数,于是log23。

4<log28.5。

(2)考察对数函数y=log0.3x,因为它的底数0<0。

3<1,所以它在(0,+∞)上是减函数,于是log0。

31.8>log0.32。

7.
(3)当a>1时,y=log a x在(0,+∞)上是增函数,于是log a5。

1<log a5.9;
当0<a<1时,y=log a x在(0,+∞)上是减函数,于是log a5.1>log a5。

9。

比较对数值大小时常用的4种方法
(1)同底的利用对数函数的单调性.
(2)同真的利用对数函数的图象或用换底公式转化.
(3)底数和真数都不同,找中间量.
(4)若底数为同一参数,则根据底数对对数函数单调性的影响,对底数进行分类讨论.
1.比较下列各题中两个值的大小:
(1)lg 6,lg 8; (2)log0.56,log0.54;
比较对数值的大小
(3)log
1
32与log
1
5
2; (4)log23与log54.
解:(1)因为函数y=lg x在(0,+∞)上是增函数,且6<8,所以lg 6<lg 8。

(2)因为函数y=log0.5x在(0,+∞)上是减函数,且6>4,所以log0。

56<log 0.54.
(3)由于log
1
32=错误!,log
1
5
2=错误!。

又∵对数函数y=log2x在(0,+∞)上是增函数,且错误!>错误!,
∴0>log21
3
>log2错误!,∴错误!<错误!。

∴log 1
32<log
1
52。

(4)取中间值1,
∵log23>log22=1=log55>log54,∴log23>log54.
[例2] (1)已知log a错误!>1,求a的取值范围; (2)已知log0.7(2x)<log0.7(x-1),求x的取值范围.[解] (1)由log a错误!>1得log a错误!>log a a.
①当a>1时,有a<1
2
,此时无解.
②当0<a<1时,有错误!<a,从而错误!<a<1。

∴a的取值范围是错误!.
(2)∵函数y=log 0。

7x在(0,+∞)上为减函数,
∴由log0。

72x<log0.7(x-1)
得错误!解得x>1.
∴x的取值范围是(1,+∞).
常见对数不等式的2种解法
(1)形如log a x>log a b的不等式,借助y=log a x的单调性求解,如果a的取值不确定,需分a>1与0<a<1两种情况讨论.
(2)形如log a x>b的不等式,应将b化为以a为底数的对数式的形式,再借助y=log a x的单调性求解.
求解对数不等式
2.已知log a(3a-1)恒为正,求a的取值范围.解:由题意知log a(3a-1)>0=log a1。

当a>1时,y=log a x是增函数,
∴错误!解得a>错误!,
∴a>1;
当0<a<1时,y=log a x是减函数,
∴错误!解得错误!<a<错误!。

∴错误!<a<错误!.
综上所述,a的取值范围是错误!∪(1,+∞)。

[例3]求下列函数的值域.
(1)y=log2(x2+4);(2)y=log
1
2
(3+2x-x2).
[解] (1)y=log2(x2+4)的定义域是R.
因为x2+4≥4,所以log2(x2+4)≥log24=2,
所以y=log2(x2+4)的值域为[2,+∞).
(2)设u=3+2x-x2=-(x-1)2+4≤4.
因为u>0,所以0<u≤4.
又y=log
1
2
u在(0,+∞)上为减函数,
所以log
1
2
u≥log
1
2
4=-2,
所以y=log
1
2
(3+2x-x2)的值域为[-2,+∞).
(1)求对数型函数的值域,一般需根据对数函数的单调性及真数的取值范围求解.
(2)求函数的值域时,一定要注意定义域对它的影响,结合函数的单调性求解,当函数中含有参数时,有时需讨论参数的取值.
3.已知f(x)=2+log3x,x∈[1,9],求函数y=[f(x)]2+f(x2)的最大值及此时x 的值.
解:y=[f(x)]2+f(x2)=(2+log3x)2+log3x2+2=(log3x)2+6log3x+6=(log3x+3)2
-3.
∵f(x)的定义域为[1,9],
∴y=[f(x)]2+f(x2)中,x必须满足错误!
∴1≤x≤3,∴0≤log3x≤1,∴6≤y≤13。

∴当x=3时,y取得最大值,为13。

[例4]已知函数f(x)=log a(1+x),g(x)=log a(1-x),其中(a>0且a≠1),设h(x)=f(x)-g(x).
求函数h(x)的定义域,判断h(x)的奇偶性,并说明理由.
[解]∵f(x)=log a(1+x)的定义域为{x|x>-1},
g(x)=log a(1-x)的定义域为{x|x<1},
∴h(x)=f(x)-g(x)的定义域为{x|x>-1}∩{x|x<1}={x|-1<x<1}.∵h(x)=f(x)-g(x)=log a(1+x)-log a(1-x),
∴h(-x)=log a(1-x)-log a(1+x)=-[log a(1+x)-log a(1-x)]=-h(x),∴h(x)为奇函数.
[一题多变]
1.[变条件]若f(x)变为log a错误!(a>1):求f(x)的定义域.
解:因为f(x)=log a错误!,
需有
1+x
1-x
>0,即错误!或错误!所以-1<x<1。

所以函数f(x)的定义域为(-1,1).
2.[变设问]在本例条件下,若f(3)=2,求使h(x)<0成立的x的集合.
解:∵f(3)=log a(1+3)=log a4=2,∴a=2.
∴h(x)=log2(1+x)-log2(1-x),
∴h(x)<0等价于log2(1+x)<log2(1-x),
∴错误!
解得-1<x<0.
故使h(x)<0成立的x的集合为{x|-1<x<0}.
对数函数性质的综合应用
层级一学业水平达标
1.若lg(2x-4)≤1,则x的取值范围是( )
A.(-∞,7]B.(2,7]
C.[7,+∞) D.(2,+∞)
解析:选B ∵lg(2x-4)≤1,∴0<2x-4≤10,解得2<x≤7,∴x的取值范围是(2,7],故选B.
2.已知log
1
2m<log
1
2
n<0,则( )
A.n<m<1 B.m<n<1 C.1<m<n D.1<n<m
解析:选D 因为0<错误!<1,log
1
2m<log
1
2
n<0,
所以m>n>1,故选D.
3.函数f(x)=|log
1
2
x|的单调递增区间是( )
A.错误!B.(0,1]
C.(0,+∞) D.[1,+∞)
解析:选D f(x)的图象如图所示,由图象可知单调递增区间为[1,+∞).
4.已知实数a=log45,b=错误!0,c=log30.4,则a,b,c的大小关系为()
A.b<c<a B.b<a<c
C.c<a<b D.c<b<a
解析:选D 由题知,a=log45>1,b=错误!0=1,c=log30。

4<0,故c<b<a.
5.函数f(x)=lg错误!是( )
A.奇函数B.偶函数
C.既奇又偶函数D.非奇非偶函数
解析:选A f(x)定义域为R,f(-x)+f(x)=lg错误!+lg错误!=lg错误!=lg 1=0,∴f(x)为奇函数,故选A.
6.比较大小:
(1)log22______log23;
(2)log3π______logπ3.
解析:(1)因为函数y=log2x在(0,+∞)上是增函数,且2>3,所以log22>log2错误!。

(2)因为函数y=log3x增函数,且π>3,所以log3π>log33=1.
同理1=logππ>logπ3,所以log3π>logπ3.
答案:(1)>(2)>
7.不等式+x)-x)的解集为________.
解析:由错误!得-2〈x〈1。

答案:{x|-2<x<1}
8.设a>1,函数f(x)=log a x在区间[a,2a]上的最大值与最小值之差为错误!,则a=________.
解析:∵a>1,
∴f(x)=log a x在[a,2a]上递增,
∴log a(2a)-log a a=错误!,
即log a2=错误!,
∴2,a=4.
答案:4
9.已知对数函数f(x)的图象过点(4,2),试解不等式f(2x-3)>f(x).
解:设f(x)=log a x(a>0且a≠1),
因为f(4)=2,所以log a4=2,所以a=2,
所以f(x)=log2x,所以f(2x-3)>f(x)⇒log2(2x-3)>log2x⇒错误!⇒x>3,
所以原不等式的解集为(3,+∞).
10.求函数y=(1-x2)的单调增区间,并求函数的最小值.
解:要使y=-x2)有意义,则1-x2>0,
∴x2<1,则-1<x<1,因此函数的定义域为(-1,1).
令t=1-x2,x∈(-1,1).
当x∈(-1,0]时,x增大,t增大,y=减小,
∴x∈(-1,0]时,y=(1-x2)是减函数;
同理当x ∈[0,1)时,y =-x 2
)是增函数.
故函数y =-x 2)的单调增区间为[0,1),且函数的最小值y min =-02

=0.
层级二 应试能力达标
1.若a >0,且log 0.25(a 2+1)>log 0。

25(a 3+1),则实数a 的取值范围是( )
A .(0,1)∪(1,+∞)
B .(0,1)
C .(1,+∞)
D .[1,+∞) 解析:选C ∵log 0。

25(a 2+1)>log 0。

25(a 3+1),∴a 2<a 3,即a 2(1-a )<0,∴a >1,
故选C.
2.设a =log 54,b =log 53,c =log 45,则( )
A .a <c <b
B .b <c <a
C .a <b <c
D .b <a <c
解析:选D 由于b =log 53<a =log 54<1<log 45=c ,故b <a <c 。

3.关于函数f (x )=(1-2x )的单调性的叙述正确的是( )
A .f (x )在错误!内是增函数
B .f (x )在错误!内是减函数
C .f (x )在错误!内是增函数
D ..f (x )在错误!内是减函数
解析:选C 由于底数12∈(0,1),所以函数f (x )=-2x )的单调性与y =1-2x
的单调性相反.由1-2x >0,得x <12
,所以f (x )=1-2x )的定义域为(-∞,错误!).因为y =1-2x 在(-∞,+∞)内是减函数,所以f (x )在错误!内是增函数,故选C 。

4.若函数f (x )=log a (2x +1)(a >0,且a ≠1)在区间错误!内恒有f (x )>0,则f (x )的单调减区间是( )
A.错误!
B.错误! C .(-∞,0) D .(0,+∞) 解析:选B 当x ∈错误!时,2x +1∈(0,1),
所以0<a <1。

又因为f(x)的定义域为错误!,y=2x+1在错误!上为增函数,所以f(x)的单调减区间为错误!。

5.若y=log(2a-3)x在(0,+∞)上是增函数,则实数a的取值范围为________.
解析:由y=log(2a-3)x在(0,+∞)上是增函数,所以2a-3>1,解得a>2.
答案:(2,+∞)
6.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且在[0,+∞)上为增函数,f 错误!=0,则不等式f(log
1
8
x)>0的解集为________________.
解析:∵f(x)是R上的偶函数,
∴它的图象关于y轴对称.
∵f(x)在[0,+∞)上为增函数,
∴f(x)在(-∞,0]上为减函数,
做出函数图象如图所示.
由f 错误!=0,得f 错误!=0。

∴f(log
1
8x)>0⇒log
1
8
x<-错误!或log
1
8
x>错误!⇒x>2或0<x<错误!,
∴x∈错误!∪(2,+∞).
答案:错误!∪(2,+∞)
7.求函数f(x)=log2(4x)·log错误!错误!,x∈错误!的值域.解:f(x)=log2(4x)·log
1
4
错误!
=(log2x+2)·错误!
=-错误!错误!.
设log2x=t.∵x∈错误!,∴t∈[-1,2],
则有y=-错误!(t2+t-2),t∈[-1,2],
因此二次函数图象的对称轴为t=-错误!,
∴它在错误!上是增函数,在错误!上是减函数,
∴当t=-错误!时,有最大值,且y max=错误!.
当t=2时,有最小值,且y min=-2。

∴f(x)的值域为错误!.
8.已知函数f(x)=log a(1-x)+log a(x+3),其中0<a<1.
(1)求函数f(x)的定义域;
(2)若函数f(x)的最小值为-4,求a的值.
解:(1)要使函数有意义,则有错误!
解得-3<x<1,所以函数的定义域为(-3,1).
(2)函数可化为:f(x)=log a(1-x)(x+3)=log a(-x2-2x+3)=log a[-(x+1)2+4],因为-3<x<1,所以0<-(x+1)2+4≤4。

因为0<a<1,所以log a[-(x+1)2+4]≥log a4,
即f(x)min=log a4,由log a4=-4,得a-4=4,所以a=4-错误!=错误!。

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