内容正文:
第08讲 对数与对数函数
【学科素养】数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析
【课标解读】
1. 理解对数的概念,掌握对数的运算,会用换底公式.
2.理解对数函数的概念,掌握对数函数的图象、性质及应用.
3.了解对数函数的变化特征.
【备考策略】
1.对数运算的运算;
2.对数函数单调性的应用,如比较函数值的大小;
3.图象过定点;
4.底数分类讨论问题.
【核心知识】
知识点一 对数的概念
如果ax=N(a>0,且a≠1),那么x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
知识点二 对数的性质、换底公式与运算性质
(1)对数的性质:①alogaN=N;②logaab=b(a>0,且a≠1).
(2)对数的运算法则
如果a>0且a≠1,M>0,N>0,那么
①loga(MN)=logaM+logaN;
②loga=logaM-logaN;
③logaMn=nlogaM(n∈R);
④logamMn=logaM(m,n∈R,且m≠0).
(3)换底公式:logbN=(a,b均大于零且不等于1).
知识点三 对数函数及其性质
(1)概念:函数y=logax(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,+∞).
(2)对数函数的图象与性质
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域:(0,+∞)
值域:R
当x=1时,y=0,即过定点(1,0)
当x>1时,y>0;
当0<x<1时,y<0
当x>1时,y<0;
当0<x<1时,y>0
在(0,+∞)上是增函数
在(0,+∞)上是减函数
知识点四 反函数
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数y=logax(a>0,且a≠1)互为反函数,它们的图象关于直线y=x对称.
【特别提醒】
1.换底公式的两个重要结论
(1)logab=;(2)logambn=logab.
其中a>0,且a≠1,b>0,且b≠1,m,n∈R.
2.在第一象限内,不同底的对数函数的图象从左到右底数逐渐增大.
3.对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象过定点(1,0),且过点(a,1),,函数图象只在第一、四象限.
【高频考点】
高频考点一 对数的化简与求值
例1.【2020·全国Ⅲ卷】已知55<84,134<85.设a=log53,b=log85,c=log138,则
A.a<b<c B.b<a<c
C.b<c<a D.c<a<b
【方法技巧】
1.在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后正用对数运算法则化简合并.
2.先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
3.ab=N⇔b=logaN(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
【举一反三】(2021·杭州市七校联考)计算:若a=log43,则2a+2-a=________
【变式探究】(2021·北京二中高三月考)在标准温度和大气压下,人体血液中氢离子的物质的量的浓度(单位mol/L,记作[H+])和氢氧根离子的物质的量的浓度(单位mol/L,记作[OH-])的乘积等于常数10-14.已知pH值的定义为pH=-lg[H+],健康人体血液的pH值保持在7.35~7.45之间,那么健康人体血液中的可以为(参考数据: lg 2≈0.30,lg 3≈0.48)( )
A. B. C. D.
高频考点二 对数函数图象及其应用
例2.(2019·浙江卷)在同一直角坐标系中,函数y=,y=loga(x+)(a>0,且a≠1)的图象可能是( )
A B
C D
【方法技巧】
(1)识别对数函数图象时,要注意底数a以1为分界:当a>1时,是增函数;当0<a<1时,是减函数.注意对数函数图象恒过定点(1,0),且以y轴为渐近线.
(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】(2021·湖北武汉模拟)已知函数f (x)=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________.
高频考点三 比较对数值的大小
例3.【2020·全国Ⅱ卷】若2x−2y<3−x−3−y,则
A.ln(y−x+1)>0 B.ln(y−x+1)<0
C.ln|x−y|>0 D.ln|x−y|<0
【举一反三】【2019·天津卷】已知a=log52,b=log0.50.2,c=0.50.2,则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【方法技巧】
(1)若对