内容正文:
第5节 对数与对数函数
课程标准
核心素养
考情聚焦
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.对数的基本运算,发展数学运算素养.
2.对数函数的图象及应用,提升直观想象和数学运算素养.
3.对数函数的性质及应用,提升逻辑推理和数学运算素养
对数及对数的运算性质,以对数函数为载体的对数型函数的图象和性质,考查函数值的大小比较及单调性的应用,尤其是有关对数函数的复合函数是高考热点.主要以选择题、填空题形式出现,属于中低档题
[必备知识]
1.对数的概念
(1)对数的定义:如果ax=N(a>0,且a≠1),那么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)两种常见对数
对数形式
特点
记法
常用对数
底数为 10
lg N
自然对数
底数为 e
ln N
2.对数的性质、换底公式与运算性质
(1)对数的性质:①loga1= 0 ;②logaa= 1 ;③= N ;
④logaab= b (a>0,且a≠1).
(2)对数的运算法则
如果a>0且a≠1,M>0,N>0,那么
①loga(MN)= logaM+logaN ;
②loga= logaM-logaN ;
③logaMn= nlogaM (n∈R);
④=logaM(m,n∈R,且m≠0).
(3)对数的重要公式
①换底公式: logbN= (a,b均大于零且不等于1);
②logab=,推广logab·logbc·logcd= logad .
3.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
底
数
a>1
0<a<1
图
象
性
质
定义域: (0,+∞)
值域: R
当x=1时,y=0,即过定点 (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
4.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.
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.
[思考辨析]
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里打“√”,错误的打“×”.
(1)函数y=log2(x+1)是对数函数.( )
(2)log2x2=2log2x.( )
(3)当x>1时,logax>0.( )
(4)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.( )
(5)函数y=ln与y=ln(1+x)-ln(1-x)的定义域相同.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
[小题查验]
1.(log29)·(log34)等于( )
A. B. C.2 D.4
解析:D [法一:原式=·==4.
法二:原式=2log23·=2×2=4.]
2.(2023·柳州模拟)设a=50.3,b=log0.30.5,c=log30.4,则a,b,c的大小关系是( )
A.a<b<c B.b<c<a
C.c<a<b D.c<b<a
解析:D [由a=50.3>1>b=log0.30.5>0>c=log30.4,∴c<b<a.故选D.]
3.已知lg a+lg b=0(a>0且a≠1,b>0且b≠1),则f(x)=ax与g(x)=-logbx的图象可能是( )
解析:B [∵lg a+lg b=0,∴a=,又g(x)=-logbx==logax(x>0),∴函数f(x)与g(x)的单调性相同,故选B.]
4.(2023·新课标Ⅰ卷)(多选)噪声污染问题越来越受到重视.用声压级来度量声音的强弱,定义声压级Lp=20×lg,其中常数p0(p0>0)是听觉下限阈值,p是实际声压.下表为不同声源的声压级:
声源
与声源的距离/m
声压级/dB
燃油汽车
10
60~90
混合动力汽车
10
50~60
电动汽车
10
40
已知在距离