内容正文:
第6章
6.3
对数函数
学习目标
1.通过实例直观了解对数函数模型所刻画的数量关系,理解对数函数的概念,体会对数函数是一类重要的数学模型.
2.能画出具体的对数函数的图象,探索并了解对数函数的性质.
3.能利用对数函数的性质比较两个对数式值的大小,能研究一些对数函数有关的复合函数的定义域、值域、单调性等.
4.知道指数函数y=ax(a>0,a≠1)与对数函数y=logax(a>0,a≠1)互为反函数.
核心素养:数学抽象、直观想象、逻辑推理、数学运算
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新知学习
一、对数函数的概念
一般地,函数y=logax(a>0,a≠1)叫作对数函数,其中x是自变量,定义域是(0,+∞).
【说明】(1)由指数式与对数式的关系,知对数函数的自变量x恰好是指数函数的函数值y,所以对数函数的定义域是(0,+∞).
(2)对数函数中底数的限制条件与指数函数中相同,为a>0,且a≠1.
(3)以10为底数的对数函数y=lg x叫作常用对数函数,以e为底数的对数函数y=ln x叫作自然对数函数.
【概念理解】
(1)logax的系数为1;(2)底数a满足a>0,且a≠1;(3)真数为x,而不是含x的表达式.
只有函数的解析式经整理后同时具备以上三个条件才是对数函数,否则就不是.
如y=loga(x+3),y=log2都不是对数函数,可称其为对数型函数.但y=log2x=log4x是对数函数.
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示例 求下列函数的定义域:
(1)y=;(2)y=lg(x2-5x+6);(3)y=log2(16-4x);(4)y=log(x-1)(3-x).
【归纳】求函数的定义域就是求使函数的解析式有意义的自变量的取值范围.经常考虑的几种情况:
①中,f(x)≠0;②(n∈N+)中,f(x)≥0;③loga f(x)(a>0,且a≠1)中,f(x)>0;
④logf(x)a(a>0)中,f(x)>0且f(x)≠1;⑤[f(x)]0中,f(x)≠0.
注意函数的定义域一定要写成集合或区间的形式.
【解】(1)要使函数式有意义,需解得x>1,且x≠2.故函数y=的定义域是{x|x>1,且x≠2}.
(2)要使函数式有意义,需x2-5x+6>0,解得x<2或x>3.故函数y=lg (x2-5x+6)的定义域是{x|x<2或x>3}.
(3)要使函数式有意义,需16-4x>0,解得x<2.故函数y=log2(16-4x)的定义域是{x|x<2}.
(4)要使函数式有意义,需解得1<x<3,且x≠2.故函数y=log(x-1)(3-x)的定义域是{x|1<x<3,且x≠2}.
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二、对数函数的图象与性质
1.对数函数的图象与性质
一般地,对数函数y=logax(a>0,a≠1)的图象和性质如下表:
底数 a>1 0<a<1
图象
性
质 定义域 (0,+∞)
值域 R
定点 函数图象恒过点(1,0),即当x=1时,y=0
函数值
的正负 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
单调性 在(0,+∞)上为增函数 在(0,+∞)上为减函数
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【说明】(1)对于对数函数的图象和性质,若底数a不确定,则需要分0<a<1和a>1两种情况讨论,这点与指数函数相同.
(2)对数函数的图象都在y轴右侧的第一、四象限,过定点(1,0),且当x→0时,图象无限接近y轴.
(3)对数函数的图象可以向上、向下无限延伸,值域为R.
【巧记】 对数函数单调性的记忆口诀
对数函数有两种,底数大小要分清.底数若是大于1,图象从左往右增.
底数0到1之间,图象从左往右减.无论函数增和减,图象都过(1,0)点.
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2.指数函数与对数函数的比较
名称 指数函数 对数函数
一般形式 y=ax(a>0,a≠1) y=logax(a>0,a≠1)
图象 y=ax的图象与y=logax的图象
关于直线y=x对称
定义域 (-∞,+∞) (0,+∞)
值域 (0,+∞) (-∞,+∞)
函数值的变化情况 当a>1时,
当0<a<1时, 当a>1时,
当0<a<1时,
单调性 当a>1时,y=ax,y=logax在定义域内为增函数;当0<a<1时,y=ax,y=logax在定义域内为减函数
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示例 函数y=log2x的定义域是[1,64),则值域是( )
A. R B.[0,+∞) C.[0,6) D.[0,64)
【规律总结】对数值正负的