第二章 §2.5 对数与对数函数.docx

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1、2.5对数与对数函数对数与对数函数 考试要求1.理解对数的概念及运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或 常用对数.2.通过实例,了解对数函数的概念,能用描点法或借助计算工具画具体对数函数的 图象,理解对数函数的单调性与特殊点.3.了解指数函数 yax与对数函数 ylogax(a0,且 a1)互为反函数 1对数的概念 一般地,如果 a(a0,a1)的 b 次幂等于 N,即 abN,那么称 b 是以 a 为底 N 的对数,记 作 blogaN,其中,a 叫做对数的底数,N 叫做真数 以 10 为底的对数叫做常用对数,记作 lg N. 以 e 为底的对数叫做自然对数,记作 ln N.

2、2对数的性质与运算性质 (1)对数的性质:loga10,logaa1, logaN aN(a0,且 a1,N0) (2)对数的运算性质 如果 a0,且 a1,M0,N0,那么: loga(MN)logaMlogaN; logaM Nlog aMlogaN; logaMnnlogaM(nR) (3)换底公式:logablogcb logca(a0,且 a1,b0,c0,且 c1) 3对数函数的图象与性质 ylogaxa10a1 时,y0; 当 0 x1 时,y1 时,y0; 当 0 x0 在(0,)上是增函数在(0,)上是减函数 4.反函数 指数函数 yax(a0 且 a1)与对数函数 ylog

3、ax(a0 且 a1)互为反函数,它们的图象关于 直线 yx 对称 微思考 1根据对数的换底公式,说出 logab 与 logba,log m n a b与 logab 的关系? 提示logablogba1,log m n a bn mlog ab. 2如图给出 4 个对数函数的图象比较 a,b,c,d 与 1 的大小关系 提示0cd1a0,则 loga(MN)logaMlogaN.() (2)对数函数 ylogax(a0,且 a1)在(0,)上是增函数() (3)函数 yloga 1x 1x与函数 yln(1x)ln(1x)是同一个函数( ) (4)对数函数 ylogax(a0,且 a1)的

4、图象过定点(1,0),且过点(a,1), 1 a,1.() 题组二教材改编 2设函数 f(x)3x9x,则 f(log32)_. 答案6 解析函数 f(x)3x9x, f(log32) 339 log 2log 2log 4 3929246. 3已知 f(x)是不恒为 0 的函数,定义域为 D,对任意 xD,nN*,都有 nf(x)f(xn)成立, 则 f(x)_.(写出满足条件的一个 f(x)即可) 答案log2x 解析运算符合对数函数的运算法则,如 f(x)log2x,nf(x)nlog2xlog2xnf(xn),可以填写 f(x)log2x. 4函数 2 3 log (21)yx的定义域

5、是_ 答案 1 2,1 解析由 2 3 log (2)01x,得 02x11. 1 20,log5ba,lg bc,5d10,则下列等式一定成立的是() AdacBacd CcadDdac 答案B 6计算:(log29)(log34)_. 答案4 解析(log29)(log34)lg 9 lg 2 lg 4 lg 3 2lg 3 lg 2 2lg 2 lg 3 4. 题型一 对数式的运算 例 1 (1)(2020全国)设 alog342,则 4 a等于( ) A. 1 16 B.1 9 C.1 8 D.1 6 答案B 解析方法一因为 alog342, 所以 log34a2, 所以 4a329,

6、 所以 4 a1 4a 1 9. 方法二因为 alog342, 所以 a 2 log342log 43log432log49, 所以 1 44 log 9log 91 1 4449. 9 a (2)计算:lg 25lg 50lg 2lg 500(lg 2)2_. 答案4 解析原式2lg 5lg(510)lg 2lg(5102)(lg 2)2 2lg 5lg 51lg 2(lg 52)(lg 2)2 3lg 51lg 2lg 52lg 2(lg 2)2 3lg 52lg 21lg 2(lg 5lg 2) 3lg 52lg 21lg 2 3(lg 5lg 2)1 4. 思维升华 解决对数运算问题的

7、常用方法 (1)将真数化为底数的指数幂的形式进行化简 (2)将同底对数的和、差、倍合并 (3)利用换底公式将不同底的对数式转化成同底的对数式,要注意换底公式的正用、逆用及变 形应用 (4)利用常用对数中的 lg 2lg 51. 跟踪训练 1 (1)设 2a5bm,且1 a 1 b2,则 m 等于( ) A. 10B10C20D100 答案A 解析2a5bm, log2ma,log5mb, 1 a 1 b 1 log2m 1 log5mlog m2logm5logm102, m210,m 10(舍 m 10) (2)计算:log535 1 2 2log2log5 1 50log 514_. 答案

8、2 解析原式log535log5 1 50log 514 2 1 2 log ( 2) log5 35 1 5014 1 2 log 2 log51251log5531312. 题型二 对数函数的图象及应用 例 2 (1)已知函数 f(x)loga(2xb1)(a0,且 a1)的图象如图所示,则 a,b 满足的关系是 () A0a 1b1 B0ba 11 C0b 1a1 D0a 1b11.函数图象与 y 轴的交点坐标为(0,logab),由 函数图象可知1logab0,解得1 ab1. 综上有 01 ab1. (2)若方程 4xlogax 在 0,1 2 上有解,则实数 a 的取值范围为_ 答

9、案 0, 2 2 解析若方程 4xlogax 在 0,1 2 上有解,则函数 y4x和函数 ylogax 在 0,1 2 上有交点, 由图象知 0a1, loga1 22, 解得 0a 2 2 . 思维升华 对数函数图象的识别及应用方法 (1)在识别函数图象时,要善于利用已知函数的性质、函数图象上的特殊点(与坐标轴的交点、 最高点、最低点等)排除不符合要求的选项 (2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解 跟踪训练 2 (1)函数 f(x)loga|x|1(0a0 时,g(x)的图象,然后根据 g(x)的图象关于 y 轴对称画出 x0, 3x,x0, 关于

10、x 的方程 f(x)xa0 有且只有一个实根,则实数 a 的取值范围是_ 答案(1,) 解析问题等价于函数 yf(x)与 yxa 的图象有且只有一个交点,结合函数图象可知 a1. 题型三 对数函数的性质及应用 命题点 1比较指数式、对数式的大小 例 3 (1)设 alog3e,be1.5, 1 3 1 log 4 c ,则() AbacBcab CcbaDaclog3ea. 又 clog342, acb. (2)若实数 a,b,c 满足 loga2logb2logc20,则下列关系中正确的是() AabcBbac CcbaDacb 答案C 解析根据不等式的性质和对数的换底公式可得 1 log2

11、a 1 log2b 1 log2c0, 即 log2clog2blog2a0, 可得 cba0, 1 2 log () x ,xf(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C 解析由题意得 a0, log2a 1 2 log a 或 alog2a, 解得 a1 或1a0,解得 x 1 2或 x0 且 t1,yln t, 又 t1 2 2x1在 1 2,上单调递减,且 yln t 为增函数, f(x)在 1 2,上单调递减,故 C 正确; yln t 的值域是(,0)(0,),故 D 正确 (2)若 f(x)lg

12、(x22ax1a)在区间(,1上单调递减,则 a 的取值范围为() A1,2)B1,2 C1,)D2,) 答案A 解析令函数 g(x)x22ax1a(xa)21aa2,对称轴为 xa,要使函数在(, 1上递减,则有 g10, a1, 即 2a0, a1, 解得 1a0,且 a1),若 f(x)1 在区间1,2上恒成立,则 实数 a 的取值范围是_ 答案 1,8 3 解析当 a1 时,f(x)loga(8ax)在1,2上单调递减,由 f(x)1 在区间1,2上恒成立, 则 f(x)minf(2)loga(82a)1,且 82a0, 解得 1a8 3. 当 0a1 在区间1,2上恒成立, 知 f(

13、x)minf(1)loga(8a)1,且 82a0. 解得 a, 综上可知,实数 a 的取值范围是 1,8 3 . (2)已知函数 f(x)|log2x|,实数 a,b 满足 0ab,且 f(a)f(b),若 f(x)在a2,b上的最大值为 2,则1 ab_. 答案4 解析f(x)|log2x|, f(x)的图象如图所示, 又 f(a)f(b)且 0ab, 0a1 且 ab1, a2a,由图知, f(x)maxf(a2)|log2a2|2log2a2, a1 2,b2, 1 ab4. 课时精练课时精练 1(2019全国)已知 alog20.2,b20.2,c0.20.3,则() AabcBac

14、b CcabDbca 答案B 解析alog20.21,c0.20.3(0,1),ac0,且 a1)的反函数且 f(2)1,则 f(x)等于() Alog2xB. 1 2x C 1 2 log xD2x 2 答案A 解析函数 yax(a0,且 a1)的反函数是 f(x)logax, 又 f(2)1,即 loga21, 所以 a2. 故 f(x)log2x. 3若函数 f(x)loga(xb)的图象如图所示,其中 a,b 为常数,则函数 g(x)axb 的图象大 致是() 答案D 解析由 f(x)的图象可知 0a1,0b0 且 a1,b1,若 logab1,则() A(a1)(ab)0 C(b1)

15、(ba)0 答案AD 解析当 a1 时,logab1logaa, ba,ba1, (a1)(ab)0. 当 0a1logaa,ba, 0ba1, b10,ba0. 6(多选)已知函数 f(x)log2(1|x|),则关于函数 f(x)有下列说法,其中正确的说法为() Af(x)的图象关于原点对称 Bf(x)的图象关于 y 轴对称 Cf(x)的最大值为 0 Df(x)在区间(1,1)上单调递增 答案BC 解析f(x)log2(1|x|)为偶函数,不是奇函数, A 错误,B 正确; 根据 f(x)的图象(图略)可知 D 错误; 1|x|1,f(x)log210,故 C 正确 7计算:log31 2

16、log 49lg5 22lg 2_. 答案0 解析原式log32 2 2 2 log3lg5 2lg 4 log32log23lg 5 24 110. 8已知函数 yloga(x3)1 的图象恒过定点 P,则点 P 的坐标是_ 答案(4,1) 解析令 x31,则 x4, yloga111, 故点 P 坐标为(4,1) 9函数 f(x)log2x 2 log(2 ) x的最小值为_ 答案1 4 解析依题意得 f(x)1 2log 2x(22log2x)(log2x)2log2x log2x1 2 21 4 1 4,当 log 2x 1 2,即 x 2 2 时等号成立,所以函数 f(x)的最小值为

17、1 4. 10若函数 f(x)loga(x2x2)在区间0,2上的最大值为 2,则实数 a_. 答案2 解析令 u(x)x2x2,则 u(x)在0,2上的最大值 u(x)max4,最小值 u(x)min7 4. 当 a1 时,ylogau 是增函数,f(x)maxloga42,得 a2; 当 0a0,且 a1),且 f(1)2. (1)求实数 a 的值及 f(x)的定义域; (2)求 f(x)在区间 0,3 2 上的最大值 解(1)f(1)2,loga42(a0,且 a1), a2.由 1x0, 3x0, 得1x0, 解得1 2a 1 3. 故实数 a 的取值范围是 1 2, 1 3 . 13

18、(多选)已知函数 f(x)ln xln(2x),则() Af(x)在(0,2)上单调递增 Bf(x)在(0,2)上的最大值为 0 Cf(x)的图象关于直线 x1 对称 Df(x)的图象关于点(1,0)对称 答案BC 解析f(x)ln xln(2x),定义域为(0,2), f(x)lnx(2x)ln(x22x), 令 tx22x,yln t, tx22x,x(0,2),在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减, f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,故 A 不正确; f(x)maxf(1)0,故 B 正确; f(1x)ln(1x)ln(1x), f(1x)ln(1x)ln

19、(1x), f(1x)f(1x), f(x)的图象关于直线 x1 对称,故 C 正确,D 不正确 14设实数 a,b 是关于 x 的方程|lg x|c 的两个不同实数根,且 ab10,则 abc 的取值范围 是_ 答案(0,1) 解析由题意知,在(0,10)上,函数 y|lg x|的图象和直线 yc 有两个不同交点(如图),ab 1,0clg 101,abc 的取值范围是(0,1) 15设 alog0.20.3,blog20.3,则() Aabab0Babab0 Cab0abDab0log0.210, blog20.3log210,ablog0.30.4log0.310, 0ab ab 1,abab0,且 a1)是“半保值函数”,求实数 t 的取值范围 解函数 f(x)loga(axt2)(a0,且 a1)是“半保值函数”,且定义域为 R.当 a1 时,zax t2在 R 上单调递增,ylogaz 在(0,)上单调递增,可得 f(x)为 R 上的增函数;当 0a0, 则 u2ut20 有两个不相等的正实根 得14t20,且 t20, 0t21 4,解得 t 1 2,0 0,1 2 . 实数 t 的取值范围是 1 2,0 0,1 2 .

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