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第2讲 基本初等函数、函数与方程
★[高考定位] 基本初等函数作为高考的命题热点,多单独或与不等式综合考查,常以选择题、填空题的形式出现.有时难度较大,函数的应用问题集中体现在函数模型的选择使用.函数与方程主要是函数零点个数的判断,零点所在区间、求参数取值范围等方面.
考点一 基本初等函数的图象与性质
1.指数式与对数式的8个运算公式
(1)am·an=am+n;
(2)(am)n=amn;
(3)(ab)m=ambm,其中,a>0,b>0;
(4)loga(MN)=logaM+logaN;
(5)loga=logaM-logaN;
(6)logaMn=nlogaM;
(7) =N;
(8)logaN=,其中,a>0,且a≠1,b>0且b≠1,M>0,N>0.
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,有0<a<1,a>1两种情况: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.
[例1] (1)已知a>0且a≠1,函数y=ax的图象如图所示,则函数f(x)=loga(-x+1)的部分图象大致为( )
[解析] D [由函数y=ax的图象可判断出a>1.
当a>1时,y=logax经过定点(1,0),且为增函数.
因为y=logax与y=loga(-x)关于y轴对称,所以y=loga(-x)经过定点(-1,0),且为减函数.
而f(x)=loga(-x+1)可以看作y=loga(-x)的图象向右平移一个单位得到的.
所以f(x)=loga(-x+1)的图象经过定点(0,0),为减函数.故选D.]
(2)(2023·泸州模拟)若a=log2,b=,c=,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.c>a>b D.b>c>a
[解析] B [由题意:b===,c==,故b>c.
因为a=log2=log43,所以c<a.
因为28=256>243=35,故log23<<,即>3,
所以log4>log43,所以>log43,
所以b>a,所以b>a>c,故选B.]
基本初等函数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.
(2)研究由指数函数、对数函数与其他函数复合而成的函数的性质,首先通过换元法转化为两个或多个基本初等函数,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.
1.(2023·湛江一模)已知a=0.1,b=log910,c=lg 11,则( )
A.b>c>a B.c>b>a
C.b>a>c D.c>a>b
解析:A [根据指数函数和对数函数的性质,可得:
a=0.1<0=1,b=log910>log99=1,c=lg11>lg10=1,
又由2=lg100>lg99=lg9+lg11>2,所以1>lg9×lg11,故>lg11.
又b=log910=,所以b>c,所以b>c>a.故选A.]
2.(多选)若a>b>1,0<m<1,则下列不等式成立的是( )
A.am<bm B.ma<mb
C.logma<logmb D.logam<logbm
解析:BC [对于选项A:因为0<m<1,则y=xm在(0,+∞)内单调递增,
且a>b>1,所以am>bm,故A错误;
对于选项B:因为0<m<1,则y=mx在定义域内单调递减,
且a>b>1,所以ma<mb,故B正确;
对于选项C:因为0<m<1,则y=logmx在定义域内单调递减,
且a>b>1,所以0=logm1<logma<logmb,故C正确;
对于选项D:由选项C可知:0<logma<logmb,则>,
所以logam>logbm,故D错误;故选BC.]
考点二 函数的零点
函数的零点与方程根、函数图象的关系
函数F(x)=f(x)-g(x)的零点就是方程f(x)=g(x)的根,即函数y=f(x)的图象与函数y=g(x)的图象交点的横坐标.
[角度1] 函数零点个数的判断
[例2] (2023·葫芦岛一模)已知函数y=sin(x-1)+1,y=,在[-a+1,a+1](a∈Z,且a>2022)上有m个交点(x1,y1),(x2,y2),…(xm,ym)则(x1+y1)+(x2+y2)+…+(xm+ym)=( )
A.0 B.m C.2m D.2017
[解析] C [因为y=sin(x-1)+1关于点(1,1)对称,函数y==1+关于点(1,1)对称,
作出函数y=sin(x-1)+1与y=大致图象,
由图可