内容正文:
第2讲 基本初等函数、函数与方程
考点一 基本初等函数的图象与性质——对比学习,类比应用
1.指数与对数式的七个运算公式
(1)am·an=________;
(2)(am)n=________;
(3)loga(MN)=___________;
(4)loga=___________;
(5)logaMn=________;
(6)=________;
(7)logaN=________.
注:a>0且a≠1,b>0且b≠1,M>0,N>0.
am+n
amn
logaM+logaN
logaM-logaN
nlogaM
N
2.指数函数与对数函数的图象和性质
指数函数y=ax(a>0,a≠1)与对数函数y=logax(a>0,a≠1)的图象和性质,分0<a<1,a>1两种情况,当a>1时,两函数在定义域内都为________,当0<a<1时,两函数在定义域内都为________.
增函数
减函数
例 1 (1)[2022·安徽淮南二模]1947年,生物学家Max Kleiber发表了一篇题为《body size and metabolicrate》的论文,在论文中提出了一个克莱伯定律:对于哺乳动物,其基础代谢率与体重的次幂成正比,即F=,其中F为基础代谢率,M为体重.若某哺乳动物经过一段时间生长,其体重为原来的10倍,则基础代谢率为原来的(参考数据:≈1.778 3)( )
A.5.4倍 B.5.5倍
C.5.6倍 D.5.7倍
答案:C
解析:设该哺乳动物原体重为M1、基础代谢率为F1,则F1=,
经过一段时间生长,其体重为10M1,基础代谢率为F2,则F2=,
则F2===F1,则=≈1.778 33≈5.6,故选C.
(2)[2022·天津一中一模]设a=ln ,b=0.50.8,c=0.8-0.5,则a,b,c的大小关系为( )
A.c<b<a B.b<a<c
C.a<b<c D.c<a<b
答案:C
解析:∵ln <ln e=1,0.50.8<0.50=1,0.8-0.5>0.80=1,∴c>a,c>b;
∵ln =ln =ln <ln =,0.50.8>0.51=,∴b>a;
∴a<b<c.故选C.
(3)已知f(x)为R上的奇函数,f(2)=2,若∀x1,x2∈(0,+∞)且x1>x2,都有>0,则不等式(x-1)f(x-1)<4的解集为( )
A.(-∞,-1)
B.(-∞,3)
C.(-1,3)
D.(-1,+∞)
答案:C
解析:由>0,得>0,
设g(x)=xf(x),
则g(x)在(0,+∞)上单调递增,∵f(x)为奇函数,
∴g(x)为偶函数,
而g(x-1)=(x-1)f(x-1)<4=2f(2)=g(2),则<2,解得-1<x<3,故选C.
归纳总结
基本初等函数的图象与性质的应用技巧
(1)对数函数与指数函数的单调性都取决于其底数的取值,当底数a的值不确定时,要注意分a>1和0<a<1两种情况讨论:当a>1时,两函数在定义域内都为增函数;当0<a<1时,两函数在定义域内都为减函数;
(2)由指数函数、对数函数与其他函数复合而成的函数,其性质的研究往往通过换元法转化为两个基本初等函数的有关性质,然后根据复合函数的性质与相关函数的性质之间的关系进行判断;
(3)对于幂函数y=xα的性质要注意α>0和α<0两种情况的不同.
对点训练
1.[2022·黑龙江哈九中三模]牛顿曾经提出了常温环境下的温度冷却模型:θ-θ0=(θ1-θ0)e-kt,(其中t为时间(单位:min),θ0为环境温度,θ1为物体初始温度,θ为冷却后温度),假设在室内温度为20 ℃的情况下,一杯开水由100 ℃降低到60 ℃需要10 min.则k的值约为(结果精确到0.001,参考数据:e2≈7.389,ln 2≈0.693)( )
A.0.035 B.0.069
C.0.369 D.0.740
答案:B
解析:由题意可知θ0=20 ℃,θ1=100 ℃,θ=60 ℃,t=10 min,
则有60-20=(100-20)e-10k,
所以e-10k=,所以k=≈0.069.故选B.
2.[2020·天津卷]设a=30.7,b=,c=log0.70.8,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.b<c<a D.c<a<b
答案:D
解析:由题知c=log0.70.8<log0.70.7=1,b==30.8,易知函数y=3x在R上单调递增,所以b=30.8>30.7=a>1,所以c<a<b,故选D.
3.[2022·江西师大附中模拟预测]已知函数f(x)=则不等式f(x)<f(x-1)