内容正文:
第6节 对数与对数函数
[考试要求]
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
性质
对数式与指数式的互化:ax=N⇔x=logaN,
loga1=0,logaa=1,=N(a>0,且a≠1)
运算
法则
loga(MN)=logaM+logaN
a>0,且a≠1,
M>0,N>0
loga=logaM-logaN
logaMn=nlogaM(n∈R)
换底
公式
logab=(a>0,且a≠1;b>0;c>0,且c≠1)
2.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
定义域为(0,+∞)
值域为R
过定点(1,0),即x=1时,y=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
在区间(0,+∞)上是增函数
在区间(0,+∞)上是减函数
3.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.
[重要结论]
1.换底公式的变形
(1)logab·logba=1,即logab=(a,b均大于0且不等于1).
(2)lobn=logab(a,b均大于0且不等于1,m≠0,n∈R).
(3)logNM==(a,b,N均大于0且不等于1,M >0).
2.换底公式的推广
logab·logbc·logcd=logad(a,b,c均大于0且不等于1,d>0).
3.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.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).
(1)log2x2=2log2x.( )
(2)函数y=log2(x+1)是对数函数.( )
(3)函数y=ln与y=ln(1+x)-ln(1-x)的定义域相同.( )
(4)当x>1时,若logax>logbx,则a<b.( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.(2023·福建福州模拟)函数y=的定义域是( D )
A.(-∞,) B.(,+∞)
C.(,1] D.[1,+∞)
解析:由题意log2(3x-2)≥0,3x-2≥1,解得x≥1.故选D.
3.(2022·浙江卷)已知2a=5,log83=b,则4a-3b等于( C )
A.25 B.5 C. D.
解析:由2a=5两边同时取以2为底的对数,得a=log25,又b=log83==log23,所以a-3b=log25-log23=log2==2log4=log4,所以4a-3b==.故选C.
4.(教材改编题)函数y=loga(x-1)+2(a>0,且 a≠1)的图象恒过的定点是 .
解析:当x=2时,函数y=loga(x-1)+2(a>0,且a≠1)的值为2,所以图象恒过定点(2,2).
答案:(2,2)
考点一 对数式的运算
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==.故选B.
法二 因为alog34=2,
所以-alog34=-2,
所以log34-a=-2,
所以4-a=3-2==.故选B.
法三 因为alog34=2,所以==log43,
所以=3,
两边同时平方得4a=9,
所以4-a==.故选B.
法四 因为alog34=2,
所以a===log49,
所以4-a==.故选B.
法五 令4-a=t,两边同时取以3为底的对数得
log34-a=log3t,
即alog34=-log3t=log3,
因为alog34=2,所以log3=2,
所以=32=9,
所以t=,即4-a=.故选B.
法六 令4-a=t,所以-a=log4t,
即a=-log4t=log4.
由alog34=2,
得a===log49,
所以log4 =log49,