内容正文:
第6节 对数与对数函数
[课程标准要求]
1.理解对数的概念和运算性质,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出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数的单调性与特殊点.
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).
1.对数
概念
一般地,如果ab=N(a>0,且a≠1),那么数b叫作以a为底(正)数N的对数,记作b=logaN,其中a叫作对数的底数,N叫作对数的真数
对数
恒等
式
=N(N>0,a>0且a≠1),
b=logaab(b∈R,a>0且a≠1)
对数
性质
logaa=logaa1=1,
loga1=logaa0=0
两个
特殊
对数
常用对数:以10为底,记作lg N,
自然对数:以e(e=2.718 28…)为底,记作ln N
运算
法则
loga(M·N)=logaM+logaN
a>0,
且a≠1,
M>0,N>0
loga=logaM-logaN
logaMn=nlogaM(n∈R)
换底
公式
logbN=(a>0且a≠1,b>0且b≠1,N>0)
2.对数函数的图象与性质
我们可以借助指数函数图象和性质得到对数函数图象和性质:
定义
y=logax(a>0,且a≠1)
底数
a>1
0<a<1
图象
底数
a>1
0<a<1
定义域
(0,+∞)
值域
R
单调性
在(0,+∞)
上单调递增
在(0,+∞)
上单调递减
共点性
图象过点(1,0),即loga1=0
函数值
特点
x∈(0,1)时,
y∈(-∞,0);
x∈[1,+∞)时,
y∈[0,+∞)
x∈(0,1)时,
y∈(0,+∞);
x∈[1,+∞)时,
y∈(-∞,0]
对称性
函数y=logax与y=lox的图象关于x轴对称
3.指数函数与对数函数的关系
一般地,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,它们的定义域与值域正好互换,图象关于直线y=x对称.
1.换底公式及其推论
(1)logab·logba=1,即logab=(a,b均大于0且不等于1);
(2)lobn=logab;
(3)logab·logbc·logcd=logad.
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.
1.(多选题)下列各式正确的是( BD )
A.=loga2
B.lg 2+lg 5=1
C.(ln x)2=2ln x
D.lg=lg x
解析:A选项,由换底公式,可得=log36=1+log32,故A错误;B选项,lg 2+lg 5=lg (2×5)=1,故B正确;C选项,(ln x)2=ln x×ln x≠2ln x,故C错误;D选项,lg=lg =lg x,故D正确.
2.(2021·新高考Ⅱ卷)已知a=log52,b=log83,c=,则下列判断正确的是( C )
A.c<b<a B.b<a<c
C.a<c<b D.a<b<c
解析:a=log52<log5==log82<log83=b,即a<c<b.
3.函数f(x)=的定义域是( D )
A.(1,+∞) B.(2,+∞)
C.[1,+∞) D.[2,+∞)
解析:要使函数f(x)=有意义,只需即解得x≥2,所以函数f(x)的定义域为[2,+∞).
4.已知函数y=loga(x+c)(a,c为常数,其中a>0,且a≠1)的图象如图所示,则下列结论成立的是 (填序号).
①a>1,c>1;②a>1,0<c<1;③0<a<1,c>1;④0<a<1,0<c<1.
解析:由题图可知,函数在定义域内为减函数,所以0<a<1.又当x=0时,y>0,即logac>0,所以0<c<1.
答案:④
5.化简2lg 5+lg 4-的结果为 .
解析:因为2lg 5+lg 4=2lg 5+2lg 2=2(lg 5+lg 2)=2.
又=2,
所以2lg 5+lg 4-=2-2=0.
答案:0
对数式的化简与求值
1.(2020·全国Ⅰ卷)设alog34=2,则4-a等于( B )
A. B. C. D.
解析:法一 因为alog34=2,所以log34a=2,则有4a=32=9,所以4-a==.
法二 因为alog34=2,所以-alog34=-2,所以log34-a=-2,所以4-a=3-2==.
法三 因为alog34=2,所以==log43,
所以=3,两边同时平方得4