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对数及对数函数的图像与性质(教师版)

2021-05-19 来源:客趣旅游网
第一课时 对数及其运算

【知识要点】

1.对数的定义:

如果

(a>0,a≠1),那么b叫做以a为底N的对数,记作

2.指数式与对数式的关系:

(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.对数运算公式:如果

, ,

,那么

(1)

; ;

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)换底公式

换底公式推论:(1)

;(2)

;(3)

【典题精讲】

题型一 对数的化简、求值

1.

2.注意对数恒等式

,对数换底公式

及等式

在解题中的灵活应用.

【例1】(1)若

,则

=

,求

(2)设

,则

__________;

(3)计算:

解析:(2)由3a=4b=36得a=log336,b=log436,再根据换底公式得a=log336=

,b=log436=

.所以

=2log363+log364=log36(32×4)=1.

(3)原式=2lg5+2lg2+lg5(2lg2+lg5)+(lg2)2

=2(lg5+lg2)+(lg5)2+2lg5·lg2+(lg2)2=2lg10+(lg5+lg2)2=2+1=3.

【变式1】已知

,那么

用表示是( A )

A.

B. C.

D.

【变式2】若

( A )

A. B.

C.

D.

【变式3】(1)计算

__________.

答案:1

(2)计算:

__________.

答案:2

【例2】求值

【解析】

【变式1】

的值是( )

A.

B.

C. D.

【答案】B

【解析】由

,故选B.

【变式2】已知 则

=________.

【答案】

【解析】由 得

,所以

,解得

,故答案为

.

【变式3】设2a=5b=m,且

=2,则m=_________.

【答案】

【解析】因为2a=5b=m,所以a=log2m,b=log5m,

所以

=logm2+logm5=logm10=2,所以m2=10,m=

【变式4】(1)若

,则

=___________

(2)若

(3)若

___________

答案:(1)64

(2)

(3) 12

【变式5】已知

,求

的值.

【解析】

(舍去),

.

题型二对数换底公式的应用

【例2】 设 ,且

.

(1) 求证:

(2)比较

的大小。

【变式6】已知

【课堂练习】

1.若

,那么

的值为( )

A.1 B.2 5 D.1或5

2.如果方程lg2x+(lg7+lg5)lgx+lg7·lg5=0的两根为α、β,则的值是( )

A.lg7·lg5 B.lg35 35 D.

3.

___________,

C.α·β C.

_________________ .

4.

_____________.

5.

.

6.

_________.

7.求值或化简:

(1)

(2)

.

8.若 ,求

的值。

第二课时 对数函数的图像与性质

【知识要点】

1.对数函数的概念:

一般地,函数

叫做对数函数,其中

是自变量,函数的定义域是

2.对数函数的图象与性质: 函数名称 对数函数 函数 定义 且 叫做对数函数 图象

定义域 值域 图象过定点 ,即当 过定点 时, . 奇偶性 单调性 上是增函数 在第一象限内, 变化对图象的影响 越大图象越靠低;在第四象限内, 越大图象越靠高. 3.反函数

指数函数 与对数函数

互为反函数,它们的图象关于直线

非奇非偶 在 上是减函数 在 对称.

【典题精讲】

题型一对数型函数过定点

【例1】(1)函数

的图像恒过点_______

答案:

(2)已知函数

的图像过两点

,则

a=________,b=________.

答案 2 2

解析 f(x)的图像过两点(-1,0)和(0,1).

则f(-1)=loga(-1+b)=0且f(0)=loga(0+b)=1,

,即

.

【变式1】函数

的图像恒过点_______.

答案:

题型二对数型函数的图像

【例2】已知a>b,函数f(x)=(x-a)(x-b)的图象如图所示,则函数g(x)=loga(x+b)的图象可能为( )

答案: 由图象可知0【变式1】已知f(x)=ax-2,g(x)=loga|x|(a>0,a≠1),若f(4)·g(-4)<0,则y=f(x),y=g(x)在同一坐标系内的图象大致是( )

答案: B

解析 ∵f(4)=a2>0,f(4)·g(-4)<0,

∴g(-4)<0,∴loga4<0,∴0∴f(x)为减函数,g(x)在(0,+∞)上为减函数,在(-∞,0)上为增函数,故选B.

【变式2】已知c1:y=logax,c2:y=logbx,c3:y=logcx的图象如图(1)所示.则在图(2)中函数y=ax、y=bx、y=cx的图象依次为图中的曲线__________.

答案:

题型三对数型函数的定义域及值域

【例3】函数

的定义域为( )

A.

B.

C.

D.

【答案】

.

【解析】由函数的表达式可知,函数

的定义域应满足条件:,解之得 ,即函数

的定义域为 ,故应选

.

【变式1】函数

的定义域为( C )

A.

B.

C.

D.

【例4】已知 .

(1)求

的定义域;(2)讨论

的单调性;(3)求

在区间

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故f(x)在(0,+∞)上递增.

(3)f(x)在区间[

,2]上递增,又f(

)=0,f(2)=log415,

因此f(x)在[

,2]上的值域为[0,log415].

【变式2】函数

的值域为( )

A.[1,+∞) B.(0,1] C.(-∞,1]

答案 因为

≤2,所以log2

≤log22=1,即f(x)≤1,故选C.

【变式3】函数

的值域是( )

A.[0,+∞) B.(-∞,+∞) C.∞,-1]∪[1,+∞)

解析:y=log2(x2+1)-log2x=log2

=log2(x+

)≥log22=1(x>0).

【变式4】函数

在区间

上的值域为

.(-∞,1) ,+∞) .(- D[1 D

,则

的最小值为________.

解析:

如图所示为f(x)=|log3x|的图象,当f(x)=0时,x=1,当f(x)=1时,x=3或

,故要使值域为[0,1],则定义域为[

,3]或[

,1]或[1,3],所以b-a的最小值为

.答案:

【变式5】已知 ,则函数

的最大值是( )

A.13 B.16 C.18 D.22

答案 A

解析:y=[f(x)]2+f(x2)的定义域为

,即x∈[1,3].若令t=log3x,则t∈[0,1],∴y=(t+2)2+2t+2=(t+3)2-3,∴当t=1时,y取得最大值13,故选A.

题型四对数型函数的单调性应用

【例5】比较下列各组数中两个值的大小:

(1)

; (2)

;(3)

【变式1】设

则( )

A. B.

C.

D.

【答案】C.

【解析】因为

所以

,选C.

【例6】设0①2x<2y②

③logx2>

A.①②

【变式2】(1)已知,

,则

大小关系是(填序号)

.

答案

.②③C.①③

.②④ B D 【例7】设

是奇函数,则使

的取值范围是( )

A.(-1,0) B.(0,1) C.(-∞,0) D.(-∞,0)∪(1,+∞)

解析: ∵f(x)为奇函数,∴f(0)=0,∴a=-1.∴f(x)=lg

,由f(x)<0得,0<

<1,∴-1<x<0.答案 A

【例8】 函数

的单调递增区间是__________.

答案 (-∞,-1)

解析 设t=x2-2x-3,则y=log

t.

由t>0解得x<-1或x>3,

故函数的定义域为(-∞,-1)∪(3,+∞).

又t=x2-2x-3=(x-1)2-4在(-∞,1)上为减函数,

在(1,+∞)上为增函数.

而函数y=log

t为关于t的减函数,

所以,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1).

【变式3】函数

的单调递增区间为( )

A.(3,+∞) B.(-∞,1)C.(-∞,1)∪(3,+∞) (0,+∞)

易错分析:解答本题,易于因为忽视函数的定义域,而导致错误.

正确解析:令

,原函数可以看作

的复合函数.

,则

.

∴函数

. D

的定义域为

的图象的对称轴为

,且开口向上,

在(-∞,1)上是减函数,在(3,+∞)上是增函数.

而函数

在(0,+∞)上是减函数,

的单调递减区间为(3,+∞),单调递增区间为(-∞,1).

题型五 求参数的取值范围

【例9】已知

上的增函数,那么

的取值范围是

A.

B.

C.

D.

【答案】C

【解析】由题设

,故选C.

【变式1】已知函数

若关于

的方程

有两个不等的实根,则实数的取值范围是 ( )

A.

B.

C.

D.

f(x)log1x,x0,22x,x0,x

f(x)k

k

(0,)

(,1)

(1,)

(0,1]

【答案】D

【解析】在

时,

是增函数,值域为

,在

时,

是减函数,值域是

,因此方程

有两个不等实根,则有

.

【变式2】函数

上单调递增,则a的取值范围是( )

A.

B.

C.

D.

答案 D

解析 由于a>0,且a≠1,∴u=ax-3为增函数,

∴若函数f(x)为增函数,则f(x)=logau必为增函数,

因此a>1.又y=ax-3在[1,3]上恒为正,

∴a-3>0,即a>3,故选D.

【变式3】已知

在区间

上是减函数,则实数

的取值范围是( )

A.(-∞,4] B.(-∞,4) C.(-4,4] D.[-4,4]

答案 ∵y=x2-ax+3a=(x-

)2+3a- 在[

,+∞)上单调递增,故

≤2?a≤4,

令g(x)=x2-ax+3a,g(x)min=g(2)=22-2a+3a>0?a>-4,故选C.答案 C

【课堂练习】

1.若函数

的图象不经过第一象限,则

的取值范围是()

A.

B.

C.

D.

2.如图为指数函数 ,则

与1的大小关系为( )

A.

B.

C.

D.

3.若

,则

的取值范围是( )

A.

B.

C.

D.

4.已知

,则

的大小关系是()

A.

B.

C.

D.

5.已知函数

()

A.

B.-

C.2 D.-2

6.(1)

的定义域为_______;(的值域为_________;

(3)

的递增区间为

,值域为

.

7.(1)

,则

.

(2)函数

的最大值比最小值大,则

.

8.

2)

为奇函数且 时,

,当

时,解析式为.

9.函数 在

上最大值比最小值大,则

.

10.已知

,试比较

的大小关系。

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