指数函数与对数函数经典讲义名师优质资料

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指数函数与对数函数

重点:指数函数、对数函数的图像和性质;指、对数方程(含不等式)的解法;数学思想方法的运用.

难点:幂函数、指数函数和对数函数组成的复合函数的性质.

一、 指数与对数的运算法则 1、

指数的运算法则

m n m n a a a +=⋅

m m n

n

a a

a

-= ③

()()n

m

mn m n a a

a == ④

1n

a

=2、

对数式与指数式的互换

log b a a N b N =⇔=(0a >且1a ≠)、(上式中b R ∈,0N >)

3、

对数的运算法则

(1)对数运算法则 ① ()log log log a a a M N M N ⋅=+

log log log a

a a M

M N N

=- ③

log log n a a M n M =

1

log log a a M n

=

(2)几个常用的恒等式 ① log a N a N = ②

log N a a N

= ③

log log log b a b N N a

=

(换底公式)

1

log log a b b a =

⑤ log log m n a a n b b m

=

例1、 求:

82log 9

log 3

的值.

解:82lg 9

log 9lg 9lg 22lg 3lg 22lg8

lg 3log 3lg833lg 233

2

lg lg lg ==⋅=⋅=.

二、 指数函数与对数函数 1、

指数函数与对数函数的图像和性质

指数函数x y a =和对数函数log a y x =互为反函数,所以它们的图像关于y x =对称.

2、

指数函数与对数函数的图像的应用

例2、 在下列一次函数b ax y +=(10<

确的是 ( )

解:由()A ,01b <<,则指数函数()x

bx

b y a

a

==中底数01b

a

<<,不吻合;

由()

B ,0b <,则指数函数(

)x

bx b y a a ==中底数1b a >,不吻合; 由()C ,1b >,则指数函数()x

bx b y a a ==中底数01b a <<,不吻合;

所以,应该选()D 。

例3、 当1a >时,在同一坐标系中,函数x y a -=与log a y x =的图像

是 ( )

(A )

(B )

(C )

(D )

解:∵1a >,∴由log a y x =的图像可知只有A 、B 可选, 又∵1x

x

y a

a -⎛⎫== ⎪⎝⎭

的底数101a

<<,∴根据函数x y a -=的图像应选A .

3、

指数函数与对数函数的性质的应用

例4、 比较三个数0.76,60.7,0.7log 6的大小关系.

解:0.70661>=,600.70.71<=,0.70.7log 6log 10<=, 所以0.760.760.7log 6>>.

例5、 已知12x ≤≤,求函数()13239x x f x +=+⋅-的最大值和最小值.

解:设3x t =,∵12x ≤≤,∴193

t ≤≤,则()2236312y t t t =+-=--+,

所以,当3t =即1x =时,()f x 取得最大值12; 当9t =即2x =时,()f x 取得最小值24-.

例6、 求函数22

21

x x y -=+的值域.

解:由22

21

x x y -=+,得()2122x x y +=-,即()122x y y -=--,

因为1y ≠,所以221

x y y --=-.又x R ∈,故20x >,因此201

y y -->-,解得21y -<<.

因此,函数的值域为()2,1-.

例7、 设函数()log a f x x =在区间[)2,+∞上总有()1f x >成立.求实数a 的取值

范围.

解:分1a >和01a <<两种情况讨论,于是有1log 21a a >⎧⎨>⎩或01log 21a

a <<⎧⎨<-⎩,

解得12a <<或112

a <<.

(A )

(B )

(C )

(D )

例8、 设函数()lg f x x =,若0a b <<,且()()f a f b >.求证:1ab <

证明:∵()()f a f b >,∴lg lg a b >.

上式等价于()()22lg lg a b >,即()()()lg lg lg lg 0lg lg 0a a b a b ab b

-+>⇔>,

由已知0a b <<.得01a b

<<,∴lg 0a b

<,所以()lg 0ab <,即1ab <.

例9、 已知函数()2log 2a

x b

f x x b

+=-(0a >,1a ≠,0b <) (1) 求函数()f x 的定义域;

(2) 判断函数()f x 的奇偶性,并说明理由;

解:(1)由20

20

x b

x b b +⎧>⎪-⎨

⎪<⎩,解得2x b <或2x b >-, 所以函数的定义域为()(),22,b b -∞-+∞. (2)显然函数的定义域关于原点对称.

对函数()f x 的定义域()(),22,b b -∞-+∞内任意实数x ,有

()()222log log log 222a

a a x

b x b x b

f x f x x b x b x b

-+-+-===-=---+-,且函数()f x 不恒为零, 所以,函数()f x 是奇函数.

例10、 已知()log 2a y ax =-在[]0,1上是x 的减函数,求实数a 的取值范围.

解:∵0a >,∴2u ax =-在[]0,1上是减函数, 因此函数log a y x =在[]0,1上是增函数,即1a >,

根据题设有1

20a a >⎧⎨->⎩

,即12a <<.

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