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金版教程 高考科学复习解决方案 数学
第六节 对数与对数函数
课标解读:1.理解对数的概念和运算性质,知道用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数.2.通过具体实例,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,探索并了解对数函数的单调性与其图象上的特殊点.3.知道对数函数y=logax与指数函数y=ax互为反函数(a>0,且a≠1).
考向预测:对数函数中利用性质比较对数值大小,求对数函数的定义域、值域、最值等仍是高考考查的热点,题型多以选择题、填空题为主,属于中档题.作为另一种重要的基本初等函数,对数函数比指数函数在高考中更加常见,除了基本的对数运算、图象与性质外,对数运算还经常与其他知识综合考查.预计2024年高考会考查对数函数的图象以及单调性等性质.
1.对数的概念
(1)定义:一般地,如果ax=N(a>0,且a≠1),那么数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.
(2)常用对数和自然对数
①常用对数:以10为底的对数叫做常用对数,并把log10N记为lg_N.
②自然对数:以e为底的对数叫做自然对数,并把logeN记为ln_N.
2.对数的性质
(1)负数和0没有对数;
(2)loga1=0;
(3)logaa=1;
(4)对数恒等式:alogaN=N;logaab=b(a>0,且a≠1).
3.对数的运算性质
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么
(1)loga(MN)=logaM+logaN;
(2)loga=logaM-logaN;
(3)logaMn=nlogaM(n∈R).
4.换底公式:logab=(a>0,且a≠1;b>0;c>0,且c≠1).
5.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,定义域是(0,+∞).
(2)对数函数的图象与性质
a>1
0<a<1
图象
定义域
(0,+∞)
值域
R
性质
当x=1时,y=0,即图象过定点(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
6.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.它们的定义域和值域正好互换.
1.换底公式的两个重要结论
(1)logab=(a>0,且a≠1;b>0,且b≠1).
(2)logambn=logab(a>0,且a≠1;b>0;m,n∈R,且m≠0).
2.对数函数的图象与底数大小的比较
如图,作直线y=1,则该直线与四个函数图象交点的横坐标为相应的底数.故0<c<d<1<a<b.
由此我们可得到以下规律:在第一象限内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.
4.对数值的符号法则:logab>0⇔(a-1)(b-1)>0,logab<0⇔(a-1)(b-1)<0,其中a>0,a≠1,b>0.
5.对于函数f(x)=|logax|(a>0, 且a≠1),若f(m)=f(n)(m≠n),则必有mn=1.
1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)loga(MN)=logaM+logaN.( )
(2)logax·logay=loga(x+y).( )
(3)log2x2=2log2x.( )
(4)函数y=log2x与y=log的图象重合.( )
(5)函数f(x)=loga(a>0,且a≠1)是奇函数.( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
2.小题热身
(1)(2023·吉林永吉四中月考)函数f(x)=lg (x2-2x-3)的单调递增区间为( )
A.(-∞,-1) B.(1,+∞)
C.(3,+∞) D.(1,3)
答案 C
解析 设g(x)=x2-2x-3,可得函数g(x)在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,又由函数y=lg (x2-2x-3)满足x2-2x-3>0,解得x<-1或x>3,根据复合函数的单调性,可得函数f(x)的单调递增区间为(3,+∞).故选C.
(2)(2023·三省三校第一次联考)若a=50.1,b=log23,c=log30.8,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.c>b>a D.c>a>b
答案 A
解析 ∵a=50.1>50=1,b=log23=log2>0且b=log2<log2=1,c=log30.8<