内容正文:
第04讲 对数与对数函数
(含对数型糖水不等式的应用)
(8类核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
5年考情
考题示例
考点分析
关联考点
2024年新I卷,第6题,5分
判断对数函数的单调性
判断指数函数的单调性
根据分段函数的单调性求参数
2024年新Ⅱ卷,第8题,5分
由对数函数的单调性解不等式
函数不等式恒成立问题
2023年新I卷,第10题,5分
对数的运算性质的应用
对数函数模型的应用
对数函数的单调性解不等式
2021年新Ⅱ卷,第7题,5分
比较对数式的大小
无
2020年新I卷,第12题,5分
对数的运算
随机变量分布列的性质
2020年新Ⅱ卷,第7题,5分
对数函数单调性
复合函数的单调性
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】本节内容是新高考卷的命题常考内容,设题多为函数性质或函数模型,难度中等,分值为5-6分
【备考策略】1.理解对数的概念和运算性质,熟练指对互化,能用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数
2.了解对数函数的概念,能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.熟练掌握对数函数且与指数函数且的图象关系
【命题预测】本节内容通常会考查指对幂的大小比较、对数的运算性质、对数的函数模型等,需要重点备考复习
知识讲解
1. 对数的运算
(1) 对数的定义
如果,那么把叫做以为底,的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数
(2) 对数的分类
一般对数:底数为,,记为
常用对数:底数为10,记为,即:
自然对数:底数为e(e≈2.71828…),记为,即:
(3) 对数的性质与运算法则
①两个基本对数:①,②
②对数恒等式:①,②。
③换底公式:;
推广1:对数的倒数式
推广2:。
④积的对数:;
⑤商的对数:;
⑥幂的对数:❶,❷,
❸,❹
2. 对数函数
(1) 对数函数的定义及一般形式
形如:的函数叫做对数函数
(2) 对数函数的图象和性质
图象
性质
定义域:
值域:
当时,即过定点
当时,;
当时,
当时,;
当时,
在上为增函数
(5)在上为减函数
3. 对数型糖水不等式
(1) 设 , 且 , 则有
(2) 设 , 则有
(3) 上式的倒数形式:设 , 则有
考点一、对数的运算
1.(2024·重庆·三模)已知,则 .
【答案】3
【分析】由指数式与对数式的互化关系求出,再利用对数运算性质计算即得.
【详解】由,得,所以.
故答案为:3
2.(2024·青海·模拟预测)若,,则( )
A.1 B.-1 C.2 D.-2
【答案】A
【分析】本题考查指数式与对数式的互化、对数的运算法则、换底公式的应用.
【详解】由,
所以
故选:A
3.(2024·四川·模拟预测)若实数,,满足且,则( )
A. B.12 C. D.
【答案】D
【分析】根据指对数的互化可得,,代入,即可计算得到的值.
【详解】因为且,易知且,
所以,,
所以,,
所以,则.
故选:D.
1.(2024·河南郑州·三模)已知,则的值为 .
【答案】/0.5
【分析】根据对数的运算性质求解即可.
【详解】因为,
所以,可得 ,
即,
所以,即,
所以.
故答案为:.
2.(2024·全国·高考真题)已知且,则 .
【答案】64
【分析】将利用换底公式转化成来表示即可求解.
【详解】由题,整理得,
或,又,
所以,故
故答案为:64.
3.(2024·辽宁丹东·一模)若,,,则( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】根据题意,结合指数幂与对数的互化公式,结合对数的换底公式,即可求解.
【详解】由,,,可得,
所以,则.
故选:B.
考点二、对数函数的定义域
1.(2024·河南·三模)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】使函数有意义,即得关于的不等式组,解之即得函数定义域.
【详解】函数有意义,等价于,
解得,,故函数的定义域为.
故选:A.
1.(2023·广东珠海·模拟预测)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据真数大于0得到不等式,求出定义域.
【详解】令,解得,
故的定义域为.
故选:B
2.(2024·青海海南·二模)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据对数函数的真数大于0和分母不为0即可得到不等式组,解出即可.
【详解】∵函数,
∴,解得.
故选:D.
考点三、对数函数的图象与性质
1.(2024高三·全国·专题练习)已知函数① y=logax;② y=logbx;③ y=logcx;④ y=logdx的大致图象如图所示,则下列不等关系正确的是( )
A.a+c<b+a B.a+d<b+c
C.b+c<a+d D.b+d<a+c
【答案】A
【详解】
解析:由已知可得b>a>1>d>c,则a+b>a+c,b+d>a+c,故A正确,D错误;又a+d与b+c的大小不确定,故B,C错误.故选A.
2.(2024·广东深圳·二模)已知,且,则函数的图象一定经过( )
A.一、二象限 B.一、三象限 C.二、四象限 D.三、四象限
【答案】D
【分析】由函数过点,分类可解.
【详解】当时,,
则当时,函数图象过二、三、四象限;
则当时,函数图象过一、三、四象限;
所以函数的图象一定经过三、四象限.
故选:D
3.(2024·陕西渭南·二模)已知直线(,)过函数(,且)的定点T,则的最小值为 .
【答案】
【分析】先根据对数型函数的特点求得定点坐标,代入直线方程得,运用常值代换法即可求得结论.
【详解】令时,可得,
可知函数,且的图象恒过定点,
因为定点在直线上,
可得,且,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故答案为:.
1.(2024高三·全国·专题练习)在同一平面直角坐标系中,函数y=,y=loga(x+)(a>0,且a≠1)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】略
2.(2024·全国·模拟预测)若函数,且的图象所过定点恰好在椭圆上,则的最小值为 .
【答案】16
【分析】根据对数函数性质求出定点,根据定点在椭圆上,将定点代入椭圆方程,得到与的等量关系,再利用基本不等式即可求解.
【详解】由题意得,函数,且的图象所过定点为,
则,
所以,
当且仅当,
即时等号成立.
故答案为:16.
考点四、对数函数的单调性
1.(辽宁·高考真题)函数的单调减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先由解析式求出函数定义域,再由复合函数单调性,即可得出结果.
【详解】由题意,,解得:或,
即函数的定义域为:,
因为函数由与复合而成,
外函数显然单调递减,
要求的单调减区间,只需单调递增,
又是开口向上,对称轴为的二次函数,
所以在上单调递增,
即函数的单调减区间为.
故选:B.
【点睛】本题主要考查求对数型复合函数的单调区间,熟记复合函数单调性的判定方法即可,涉及一元二次不等式解法,属于基础题型.
2.(2024·江苏南通·模拟预测)已知函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用换元法和复合函数单调性的判断方法,换元后可知只要满足即可,从而可求出实数的取值范围.
【详解】令,则,
因为函数在区间上单调递减,
且在定义域内递增,
所以,解得,
故选:B
3.(2024·全国·高考真题)已知函数在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据二次函数的性质和分界点的大小关系即可得到不等式组,解出即可.
【详解】因为在上单调递增,且时,单调递增,
则需满足,解得,
即a的范围是.
故选:B.
4.(2024·北京·高考真题)已知,是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据指数函数和对数函数的单调性结合基本不等式分析判断AB;举例判断CD即可.
【详解】由题意不妨设,因为函数是增函数,所以,即,
对于选项AB:可得,即,
根据函数是增函数,所以,故B正确,A错误;
对于选项D:例如,则,
可得,即,故D错误;
对于选项C:例如,则,
可得,即,故C错误,
故选:B.
1.(23-24高三下·青海西宁·开学考试)已知函数在区间上单调递减,则a的取值范围为 .
【答案】
【分析】将可看作由复合而成,根据复合函数的单调性,列出不等式,即可求得答案.
【详解】设,则可看作由复合而成,
由于在上单调递增,
故要使得函数在区间上单调递减,
需满足在区间上恒成立,且在区间上单调递减,
故,解得,
故a的取值范围为,
故答案为:
2.(2022高三·全国·专题练习)函数的单调递减区间为 .
【答案】
【分析】求出函数的定义域,确定由复合而成,判断这两个函数的单调性,根据复合函数的单调性,即可求得答案.
【详解】由题意知函数,
令,则,
则即由复合而成,
由于在上单调递减,
故要求函数的单调递减区间,
即求的单调递增区间,
而的对称轴为,
则的单调递增区间为,
则函数的单调递减区间为,
故答案为:
3.(23-24高三上·甘肃白银·阶段练习)已知是R上的单调递减函数,则实数a的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据分段函数、一次函数与对数函数的单调性,建立不等式组,可得答案.
【详解】由题意可得,解得.
故答案为:.
考点五、对数函数的值域与最值
1.(山东·高考真题)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用指数函数的性质求得,再由对数函数的性质可得结果.
【详解】,
,
,
∴函数的值域为.
故选:A
【点睛】本题主要考查指数函数与对数函数的基本性质,属于基础题.
2.(22-23高三上·河北·阶段练习)已知函数的值域为,那么的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据函数的取值范围转化为定义域的问题,对参数是否为0进行分类讨论,即可求出的取值范围
【详解】解:由题意
在中,值域为
当时,,
∴解得:
当时,
则解得
综上,
故答案为:.
3.(23-24高一下·上海闵行·阶段练习)函数的最大值为 .
【答案】
【分析】判断函数的单调性,根据函数单调性即可求得答案.
【详解】由题意,知在上单调递减,在上单调递减,
故在上单调递减,
则当时该函数取到最大值,
故答案为:
1.(2024高三·全国·专题练习)函数的值域为 .
【答案】
【分析】
利用函数的单调性可求函数的值域.
【详解】函数为增函数,故其值域为.
故答案为:
2.(2023高一·全国·课后作业)函数的值域是 .
【答案】
【分析】利用换元法,令,则,然后先求出内层函数的值域,再求外层函数的值域即可
【详解】令,则,
因为,
所以的值域为,
因为在是减函数,
所以,
所以的值域为,
故答案为:
3.(2024高三·全国·专题练习)已知函数,则函数的值域为 .
【答案】
【分析】求出函数的定义域,进而求出的范围,利用换元法结合二次函数求函数的值域.
【详解】因为已知函数的定义域为
且,定义域需满足,
可得,
令,则,
则,
又因为的图象开口向上,对称轴为,
可知在内单调递增,
当时,;当时,;
可知函数的值域为.
故答案为:.
考点六、对数函数中奇偶性的应用
1.(2024高三·全国·专题练习)已知函数是奇函数,则 .
【答案】1
【分析】先求出函数的定义域,然后由奇函数的性质得可求出.
【详解】由,得,
所以函数的定义域为,
因为为奇函数,
所以,解得,
故答案为:1
2.(23-24高一上·安徽阜阳·期末)若函数(m,n为常数)在上有最大值7,则函数在上( )
A.有最小值 B.有最大值5 C.有最大值6 D.有最小值
【答案】A
【分析】先分析函数的奇偶性,然后结合奇偶性和已知条件判断出在上的最小值,由此可知结果.
【详解】设,
因为,所以恒成立,所以的定义域为且关于原点对称,
又
,
所以是奇函数,
因为在上有最大值,所以在上有最大值为,
所以在上有最小值,所以在上有最小值.
故选:A.
3.(2024·江苏泰州·模拟预测)已知函数,若函数的图象关于点对称,则( )
A.-3 B.-2 C. D.
【答案】C
【分析】方法一:由题意,推出是奇函数,根据定义域的对称性依次求得的值,即可求得;方法二:直接利用,将其化成,再由等式恒成立得到,继而求得.
【详解】方法一:依题意将函数的图象向左移1个单位长度关于原点对称,即是奇函数,
因奇函数的定义域关于原点对称,而时函数无意义,故时也无意义,
即,解得
此时为奇函数,则
解得故.
故选:C.
方法二:依题意恒成立,代入得
化简得,,
整理得:,
即(*),
依题意,此式在函数的定义域内恒成立,故须使,则得,
回代(*)可得,,即,故.
故选:C.
1.(22-23高二下·江西上饶·阶段练习)已知函数,的最大值为,最小值为,则 .
【答案】
【分析】
构造,定义判断奇偶性,利用对称性有,即可求结果.
【详解】令,且,
,
所以为奇函数,且在上连续,
根据奇函数的对称性:在上的最大、最小值关于原点对称,
则,故.
故答案为:
2.(2024·宁夏银川·二模)若是奇函数,则 .
【答案】
【分析】根据奇函数的定义域关于原点对称,得到,即可求出的值,求出函数的定义域,再由奇函数的性质,求出的值,即可得到结果.
【详解】因为是奇函数,
定义域关于原点对称,
由,可得,
所以且,
所以,解得,
所以函数的定义域为,
则,即,解得,
此时,
符合题意,
所以.
故答案为:.
考点七、对数函数值的大小比较(含构造函数比较大小)
1.(2024·天津·高考真题)若,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用指数函数和对数函数的单调性分析判断即可.
【详解】因为在上递增,且,
所以,
所以,即,
因为在上递增,且,
所以,即,
所以,
故选:B
2.(2022·天津·高考真题)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用幂函数、对数函数的单调性结合中间值法可得出、、的大小关系.
【详解】因为,故.
故答案为:C.
3.(2022·全国·高考真题)设,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】构造函数, 导数判断其单调性,由此确定的大小.
【详解】方法一:构造法
设,因为,
当时,,当时,
所以函数在单调递减,在上单调递增,
所以,所以,故,即,
所以,所以,故,所以,
故,
设,则,
令,,
当时,,函数单调递减,
当时,,函数单调递增,
又,
所以当时,,
所以当时,,函数单调递增,
所以,即,所以
故选:C.
方法二:比较法
解: , , ,
① ,
令
则 ,
故 在 上单调递减,
可得 ,即 ,所以 ;
② ,
令
则 ,
令 ,所以 ,
所以 在 上单调递增,可得 ,即 ,
所以 在 上单调递增,可得 ,即 ,所以
故
4.(2021·全国·高考真题)设,,.则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用对数的运算和对数函数的单调性不难对a,b的大小作出判定,对于a与c,b与c的大小关系,将0.01换成x,分别构造函数,,利用导数分析其在0的右侧包括0.01的较小范围内的单调性,结合f(0)=0,g(0)=0即可得出a与c,b与c的大小关系.
【详解】[方法一]:
,
所以;
下面比较与的大小关系.
记,则,,
由于
所以当0<x<2时,,即,,
所以在上单调递增,
所以,即,即;
令,则,,
由于,在x>0时,,
所以,即函数在[0,+∞)上单调递减,所以,即,即b<c;
综上,,
故选:B.
[方法二]:
令
,即函数在(1,+∞)上单调递减
令
,即函数在(1,3)上单调递增
综上,,
故选:B.
【点睛】本题考查比较大小问题,难度较大,关键难点是将各个值中的共同的量用变量替换,构造函数,利用导数研究相应函数的单调性,进而比较大小,这样的问题,凭借近似估计计算往往是无法解决的.
1.(2021·天津·高考真题)设,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据指数函数和对数函数的性质求出的范围即可求解.
【详解】,,
,,
,,
.
故选:D.
2.(2021·全国·高考真题)已知,,,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】对数函数的单调性可比较、与的大小关系,由此可得出结论.
【详解】,即.
故选:C.
3.(2024·全国·模拟预测)若,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】
利用指对数运算法则得到,,,从而利用对数函数的性质分析判断得,,从而得解.
【详解】,
,,
因为,则,
所以,即;
而,,所以,
所以,即;
综上:.
故选:A.
【点睛】关键点睛:本题解决的关键是利用与比较大小,利用与比较大小,从而得解.
4.(23-24高三上·河北保定·阶段练习)设,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据对数、指数、幂的大小比较,结合构造函数法以及导数判断出的大小关系.
【详解】,所以;
因为,,
即,所以;
设,则,
所以当时,,在单调递增;
当时,,在单调递减,
所以,即,当且仅当时等号成立,
同理,即,所以当且仅当时等号成立,
故,所以,从而,
综上..
故选:B.
【点睛】方法点睛:要比较指数、幂、对数的大小,可以考虑利用“分段法”来进行求解,即要比较的大小关系,可以根据的结构,找到两个数,使得(不妨设),从而判断出的大小关系.
5.(2024·山西·二模)设,,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意可得、,构造函数、,利用导数讨论两个函数的单调性可得、,即可求解.
【详解】,
,
设函数,
则,
设,则,
所以在上单调递减,且,即,
所以在上单调递减,
则,即,所以.
设,则,
所以在上单调递增,且,
即,
得,所以,即,解得.
综上,.
故选:B
【点睛】方法点睛:此类比较大小类题目,要能将所给数进行形式上的变化,进而由此构造函数,利用导数判断单调性,进而比较大小.
考点八、对数型糖水不等式的应用
1.(2022·全国·统考高考真题)已知,则( )
A. B. C. D.
【法一】对数型糖水不等式
因为 , 所以 . 在上述推论中取 , 可得 , 且 .
所以 , 即 , 选 A.
【法二】普通型糖水不等式
由已知条件 , 可得 . 同公式 (2) 的证明过程, 可以得到 , 即 .
所以 , 即 .
, 即 , 所以 , 即 .
综上, , 选 A.
1. 比较大小: 与 ?
【答案】
【法一】 。
【法二】 。
【法三】对数型糖水不等式直接可得
2.(2024·重庆·模拟预测)设,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用对数函数的性质得到最大,再利用作差法,结合基本不等式得到,从而得解.
【详解】由对数函数的性质知,
,
,
所以,,;
当时,,
所以
,
取,则,
所以
,即,
综上,.
故选:C.
【点睛】结论点睛:对数比大小常用结论:.
一、单选题
1.(2024·河北衡水·三模)已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求得,可求.
【详解】,
又,故,
故选:B.
2.(2024·贵州贵阳·三模)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用指数函数单调性得到,利用指对运算和指数函数单调性得到,利用对数函数单调性得到,则比较出大小.
【详解】因为,且,则,
,
所以,
故选:A.
3.(2024·天津滨海新·三模)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】判断a,b,c与0和1的大小关系即可得到答案.
【详解】,
,
,则,
故.
故选:C.
4.(2024·江苏宿迁·三模)已知函数为上的奇函数,且当时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先计算出,根据为上的奇函数,得到.
【详解】,
因为为上的奇函数,所以.
故选:A
5.(2024·河北沧州·模拟预测)直线与函数分别交于两点,且,则函数的解析式为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据对数函数的单调性及得,代入化解即可.
【详解】由题意可知,定义域为,
函数在定义域内单调递增,函数在定义域内单调递减,
则,
所以,
解得,
所以.
故选:B.
6.(2024·江苏盐城·模拟预测)函数与的图象的交点个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】D
【分析】在同一坐标系中,作出两个函数的图象,根据图象得到交点个数.
【详解】函数与都是偶函数,其中,,
在同一坐标系中,作出函数与的图象,如下图,
由图可知,两函数的交点个数为6.
故选:D
7.(2024·四川成都·模拟预测)已知定义在上的奇函数满足,且当时,,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】首先得到的周期性,再结合奇偶性与所给函数解析式计算可得.
【详解】根据题意,函数满足,则,即是周期为的周期函数,
所以,,又由函数为定义在上的奇函数,则,,
当时,,则,则,
所以,
故选:B.
二、填空题
8.(2024·湖北·模拟预测)若函数为偶函数,则 .
【答案】
【分析】根据偶函数的定义得,代入化简即得值.
【详解】因为为偶函数,所以,即,
即,即,所以,
故答案为:
9.(2024·吉林·模拟预测)若函数在上单调递减,则实数的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据题意,设,则,利用复合函数的单调性,可得在上为减函数,且恒成立,结合一次函数的性质分析可得答案.
【详解】解:根据题意,设,则,若函数在上单调递减,
利用复合函数的单调性,可得在上为减函数且恒成立,
即,解得,即a的取值范围为.
故答案为:.
10.(2024·四川成都·三模)函数的图象过原点,且,若,则 .
【答案】
【分析】由对数运算性质以及奇函数的性质运算即可得解.
【详解】由题意,所以,所以的定义域为,
且,且,
所以,
因为,所以.
故答案为:.
一、单选题
1.(2024·黑龙江·模拟预测)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由复合函数的单调性分析得在上单调递减,根据单调性即可得到答案.
【详解】设,易知函数是增函数,
因为在区间上单调递减,
所以由复合函数单调性可知,在上单调递减.
因为函数在上单调递减,
所以,即.
故选:D.
2.(2024·山东菏泽·模拟预测)已知函数是定义在区间上的奇函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据是奇函数求出的值,再求出的定义域即可求出的取值范围.
【详解】,
,即,即,
,,
是定义在区间上的奇函数,
,即,
,解得(舍)或,
的定义域为,.
故选:D.
3.(2024·河北·三模)已知,,,,则下列大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】等价变形已知条件,,构造两个函数,利用求导判断单调性即可求解.
【详解】设,
因为,,,
所以
即,
,
显然在上单调递减,
,所以在上单调递减,
所以,即,
又,当时,,所以在上单调递增,
所以,
故选:B.
4.(2024·广西贵港·模拟预测)已知函数,若成立,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】判断函数的奇偶性和单调性,根据函数的性质,把函数不等式转化为代数不等式,再求解即可.
【详解】,所以,即为偶函数,
对函数,,则,
因为,所以,,所以,故在上恒成立.
所以函数在上单调递增,所以在上单调递增.
所以,
所以,解得或.
故选:B
5.(2024·湖北黄冈·模拟预测)已知,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用切线放缩公式:比较,再由三角函数单调性,比较.
【详解】由知,∵,∴.知.
故选:B.
6.(2024·陕西安康·模拟预测)已知函数是上的单调函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,结合分段函数的单调性的判定方法,结合对数函数的性质,列出关于的不等式,即可求解.
【详解】根据题意,当时,,可得在上递增,
要使得函数 是上的单调函数,
则满足,且,解可得,
所以实数的取值范围为.
故选:B.
7.(2024·河北衡水·模拟预测)设,若函数是偶函数,则( )
A. B. C.2 D.3
【答案】D
【分析】根据对数的运算性质,结合偶函数满足的等量关系,即可求解.
【详解】的定义域为,关于原点对称,
故
所以,
故或(舍去),
故选:D
8.(2024·湖北黄冈·二模)已知分别满足下列关系:,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】将指数式化成对数式,利用换底公式,基本不等式可推得,利用指对数函数的单调性,通过构造函数判断单调性可推得,最后利用正切函数的单调性可得.
【详解】由可得
因,
又,故,即;
因,则由,
由函数,,因时,,
即函数在上单调递减,则有,故得;
由,而,即,
综上,则有.
故选:B.
【点睛】方法点睛:解决此类题的常见方法,
(1)指、对数函数的值比较:一般需要指对互化、换底公式,以及运用函数的单调性判断;
(2)作差、作商比较:对于结构相似的一般进行作差或作商比较,有时还需基本不等式放缩比较;
(3)构造函数法:对于相同结构的式子,常构造函数,利用函数单调性判断.
二、多选题
9.(2024·山东菏泽·模拟预测)已知函数若,且,则下列关系式一定成立的为( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】对于A,当时讨论推理即可.对于B,举反例即可.对于C,D,分两种情况讨论:和时,利用对数的运算性质,推理判断出每个的真假.
【详解】对于A,若,且,只能,有,
则,,所以,故A正确;
对于B,举反例:当时,
则,,
此时,故B不正确;
对于C,易知,且.若,且,则有:
(ⅰ)当时,有,
则,,
且,所以;
(ⅱ)当时,,
且,则.
综上所述:,故C正确;
对于D,若,则.若,且,分类讨论.
(ⅰ)当时,有,
从而,,
则;
(ⅱ)当时,则,,
因为,
则,从而.
综合所述:,故D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键点根据题意,且,根据相应的选项特征分类讨论,进而分析判断即可.
三、填空题
10.(2024·陕西西安·模拟预测)函数(且)的图象恒过定点,若且,,则的最小值为 .
【答案】8
【分析】先求出函数过定点的坐标,再利用基本不等式求最值.
【详解】因为,(且),
所以函数(且)的图象恒过定点,
所以,
所以,
,,当且仅当,即等号成立,
即的最小值为.
故答案为:.
1.(2024·全国·高考真题)已知且,则 .
【答案】64
【分析】将利用换底公式转化成来表示即可求解.
【详解】由题,整理得,
或,又,
所以,故
故答案为:64.
2.(2024·全国·高考真题)设函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【分析】解法一:由题意可知:的定义域为,分类讨论与的大小关系,结合符号分析判断,即可得,代入可得最值;解法二:根据对数函数的性质分析的符号,进而可得的符号,即可得,代入可得最值.
【详解】解法一:由题意可知:的定义域为,
令解得;令解得;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
若,当时,可知,此时;
当时,可知,此时;
可知若,符合题意;
若,当时,可知,
此时,不合题意;
综上所述:,即,
则,当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为;
解法二:由题意可知:的定义域为,
令解得;令解得;
则当时,,故,所以;
时,,故,所以;
故, 则,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:分别求、的根,以根和函数定义域为临界,比较大小分类讨论,结合符号性分析判断.
3.(2023·北京·高考真题)已知函数,则 .
【答案】1
【分析】根据给定条件,把代入,利用指数、对数运算计算作答.
【详解】函数,所以.
故答案为:1
4.(2023·全国·高考真题)(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,其中常数是听觉下限阈值,是实际声压.下表为不同声源的声压级:
声源
与声源的距离
声压级
燃油汽车
10
混合动力汽车
10
电动汽车
10
40
已知在距离燃油汽车、混合动力汽车、电动汽车处测得实际声压分别为,则( ).
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据题意可知,结合对数运算逐项分析判断.
【详解】由题意可知:,
对于选项A:可得,
因为,则,即,
所以且,可得,故A正确;
对于选项B:可得,
因为,则,即,
所以且,可得,
当且仅当时,等号成立,故B错误;
对于选项C:因为,即,
可得,即,故C正确;
对于选项D:由选项A可知:,
且,则,
即,可得,且,所以,故D正确;
故选:ACD.
5.(2022·天津·高考真题)化简的值为( )
A.1 B.2 C.4 D.6
【答案】B
【分析】根据对数的性质可求代数式的值.
【详解】原式
,
故选:B
6.(2022·浙江·高考真题)已知,则( )
A.25 B.5 C. D.
【答案】C
【分析】根据指数式与对数式的互化,幂的运算性质以及对数的运算性质即可解出.
【详解】因为,,即,所以.
故选:C.
7.(2022·全国·高考真题)若是奇函数,则 , .
【答案】 ; .
【分析】根据奇函数的定义即可求出.
【详解】[方法一]:奇函数定义域的对称性
若,则的定义域为,不关于原点对称
若奇函数的有意义,则且
且,
函数为奇函数,定义域关于原点对称,
,解得,
由得,,
,
故答案为:;.
[方法二]:函数的奇偶性求参
函数为奇函数
[方法三]:
因为函数为奇函数,所以其定义域关于原点对称.
由可得,,所以,解得:,即函数的定义域为,再由可得,.即,在定义域内满足,符合题意.
故答案为:;.
8.(2021·天津·高考真题)若,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】C
【分析】由已知表示出,再由换底公式可求.
【详解】,,
.
故选:C.
9.(2021·全国·高考真题)青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量.通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L和小数记录表的数据V满足.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据为( )()
A.1.5 B.1.2 C.0.8 D.0.6
【答案】C
【分析】根据关系,当时,求出,再用指数表示,即可求解.
【详解】由,当时,,
则.
故选:C.
10.(2020·全国·高考真题)已知55<84,134<85.设a=log53,b=log85,c=log138,则( )
A.a<b<c B.b<a<c C.b<c<a D.c<a<b
【答案】A
【分析】由题意可得、、,利用作商法以及基本不等式可得出、的大小关系,由,得,结合可得出,由,得,结合,可得出,综合可得出、、的大小关系.
【详解】由题意可知、、,,;
由,得,由,得,,可得;
由,得,由,得,,可得.
综上所述,.
故选:A.
【点睛】本题考查对数式的大小比较,涉及基本不等式、对数式与指数式的互化以及指数函数单调性的应用,考查推理能力,属于中等题.
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第04讲 对数与对数函数
(含对数型糖水不等式的应用)
(8类核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
5年考情
考题示例
考点分析
关联考点
2024年新I卷,第6题,5分
判断对数函数的单调性
判断指数函数的单调性
根据分段函数的单调性求参数
2024年新Ⅱ卷,第8题,5分
由对数函数的单调性解不等式
函数不等式恒成立问题
2023年新I卷,第10题,5分
对数的运算性质的应用
对数函数模型的应用
对数函数的单调性解不等式
2021年新Ⅱ卷,第7题,5分
比较对数式的大小
无
2020年新I卷,第12题,5分
对数的运算
随机变量分布列的性质
2020年新Ⅱ卷,第7题,5分
对数函数单调性
复合函数的单调性
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】本节内容是新高考卷的命题常考内容,设题多为函数性质或函数模型,难度中等,分值为5-6分
【备考策略】1.理解对数的概念和运算性质,熟练指对互化,能用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数
2.了解对数函数的概念,能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.熟练掌握对数函数且与指数函数且的图象关系
【命题预测】本节内容通常会考查指对幂的大小比较、对数的运算性质、对数的函数模型等,需要重点备考复习
知识讲解
1. 对数的运算
(1) 对数的定义
如果,那么把叫做以为底,的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数
(2) 对数的分类
一般对数:底数为,,记为
常用对数:底数为10,记为,即:
自然对数:底数为e(e≈2.71828…),记为,即:
(3) 对数的性质与运算法则
①两个基本对数:①,②
②对数恒等式:①,②。
③换底公式:;
推广1:对数的倒数式
推广2:。
④积的对数:;
⑤商的对数:;
⑥幂的对数:❶,❷,
❸,❹
2. 对数函数
(1) 对数函数的定义及一般形式
形如:的函数叫做对数函数
(2) 对数函数的图象和性质
图象
性质
定义域:
值域:
当时,即过定点
当时,;
当时,
当时,;
当时,
在上为增函数
(5)在上为减函数
3. 对数型糖水不等式
(1) 设 , 且 , 则有
(2) 设 , 则有
(3) 上式的倒数形式:设 , 则有
考点一、对数的运算
1.(2024·重庆·三模)已知,则 .
2.(2024·青海·模拟预测)若,,则( )
A.1 B.-1 C.2 D.-2
3.(2024·四川·模拟预测)若实数,,满足且,则( )
A. B.12 C. D.
1.(2024·河南郑州·三模)已知,则的值为 .
2.(2024·全国·高考真题)已知且,则 .
3.(2024·辽宁丹东·一模)若,,,则( )
A. B. C. D.1
考点二、对数函数的定义域
1.(2024·河南·三模)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
1.(2023·广东珠海·模拟预测)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
2.(2024·青海海南·二模)函数的定义域为( )
A. B.
C. D.
考点三、对数函数的图象与性质
1.(2024高三·全国·专题练习)已知函数① y=logax;② y=logbx;③ y=logcx;④ y=logdx的大致图象如图所示,则下列不等关系正确的是( )
A.a+c<b+a B.a+d<b+c
C.b+c<a+d D.b+d<a+c
2.(2024·广东深圳·二模)已知,且,则函数的图象一定经过( )
A.一、二象限 B.一、三象限 C.二、四象限 D.三、四象限
3.(2024·陕西渭南·二模)已知直线(,)过函数(,且)的定点T,则的最小值为 .
1.(2024高三·全国·专题练习)在同一平面直角坐标系中,函数y=,y=loga(x+)(a>0,且a≠1)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
2.(2024·全国·模拟预测)若函数,且的图象所过定点恰好在椭圆上,则的最小值为 .
考点四、对数函数的单调性
1.(辽宁·高考真题)函数的单调减区间为( )
A. B. C. D.
2.(2024·江苏南通·模拟预测)已知函数在区间上单调递减,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2024·全国·高考真题)已知函数在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(2024·北京·高考真题)已知,是函数的图象上两个不同的点,则( )
A. B.
C. D.
1.(23-24高三下·青海西宁·开学考试)已知函数在区间上单调递减,则a的取值范围为 .
2.(2022高三·全国·专题练习)函数的单调递减区间为 .
3.(23-24高三上·甘肃白银·阶段练习)已知是R上的单调递减函数,则实数a的取值范围为 .
考点五、对数函数的值域与最值
1.(山东·高考真题)函数的值域为( )
A. B. C. D.
2.(22-23高三上·河北·阶段练习)已知函数的值域为,那么的取值范围是 .
3.(23-24高一下·上海闵行·阶段练习)函数的最大值为 .
1.(2024高三·全国·专题练习)函数的值域为 .
2.(2023高一·全国·课后作业)函数的值域是 .
3.(2024高三·全国·专题练习)已知函数,则函数的值域为 .
考点六、对数函数中奇偶性的应用
1.(2024高三·全国·专题练习)已知函数是奇函数,则 .
2.(23-24高一上·安徽阜阳·期末)若函数(m,n为常数)在上有最大值7,则函数在上( )
A.有最小值 B.有最大值5 C.有最大值6 D.有最小值
3.(2024·江苏泰州·模拟预测)已知函数,若函数的图象关于点对称,则( )
A.-3 B.-2 C. D.
1.(22-23高二下·江西上饶·阶段练习)已知函数,的最大值为,最小值为,则 .
2.(2024·宁夏银川·二模)若是奇函数,则 .
考点七、对数函数值的大小比较(含构造函数比较大小)
1.(2024·天津·高考真题)若,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
2.(2022·天津·高考真题)已知,,,则( )
A. B. C. D.
3.(2022·全国·高考真题)设,则( )
A. B. C. D.
4.(2021·全国·高考真题)设,,.则( )
A. B. C. D.
1.(2021·天津·高考真题)设,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
2.(2021·全国·高考真题)已知,,,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
3.(2024·全国·模拟预测)若,,,则( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高三上·河北保定·阶段练习)设,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
5.(2024·山西·二模)设,,则下列关系正确的是( )
A. B. C. D.
考点八、对数型糖水不等式的应用
1.(2022·全国·统考高考真题)已知,则( )
A. B. C. D.
1. 比较大小: 与 ?
2.(2024·重庆·模拟预测)设,,,则( )
A. B.
C. D.
一、单选题
1.(2024·河北衡水·三模)已知集合,则( )
A. B. C. D.
2.(2024·贵州贵阳·三模)已知,则( )
A. B. C. D.
3.(2024·天津滨海新·三模)已知,,,则( )
A. B. C. D.
4.(2024·江苏宿迁·三模)已知函数为上的奇函数,且当时,,则( )
A. B. C. D.
5.(2024·河北沧州·模拟预测)直线与函数分别交于两点,且,则函数的解析式为( )
A. B.
C. D.
6.(2024·江苏盐城·模拟预测)函数与的图象的交点个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.6
7.(2024·四川成都·模拟预测)已知定义在上的奇函数满足,且当时,,则( )
A.1 B. C. D.
二、填空题
8.(2024·湖北·模拟预测)若函数为偶函数,则 .
9.(2024·吉林·模拟预测)若函数在上单调递减,则实数的取值范围为 .
10.(2024·四川成都·三模)函数的图象过原点,且,若,则 .
一、单选题
1.(2024·黑龙江·模拟预测)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2024·山东菏泽·模拟预测)已知函数是定义在区间上的奇函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(2024·河北·三模)已知,,,,则下列大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
4.(2024·广西贵港·模拟预测)已知函数,若成立,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
5.(2024·湖北黄冈·模拟预测)已知,,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
6.(2024·陕西安康·模拟预测)已知函数是上的单调函数,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(2024·河北衡水·模拟预测)设,若函数是偶函数,则( )
A. B. C.2 D.3
8.(2024·湖北黄冈·二模)已知分别满足下列关系:,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(2024·山东菏泽·模拟预测)已知函数若,且,则下列关系式一定成立的为( )
A. B.
C. D.
三、填空题
10.(2024·陕西西安·模拟预测)函数(且)的图象恒过定点,若且,,则的最小值为 .
1.(2024·全国·高考真题)已知且,则 .
2.(2024·全国·高考真题)设函数,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.1
3.(2023·北京·高考真题)已知函数,则 .
4.(2023·全国·高考真题)(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,其中常数是听觉下限阈值,是实际声压.下表为不同声源的声压级:
声源
与声源的距离
声压级
燃油汽车
10
混合动力汽车
10
电动汽车
10
40
已知在距离燃油汽车、混合动力汽车、电动汽车处测得实际声压分别为,则( ).
A. B.
C. D.
5.(2022·天津·高考真题)化简的值为( )
A.1 B.2 C.4 D.6
6.(2022·浙江·高考真题)已知,则( )
A.25 B.5 C. D.
7.(2022·全国·高考真题)若是奇函数,则 , .
8.(2021·天津·高考真题)若,则( )
A. B. C.1 D.
9.(2021·全国·高考真题)青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量.通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L和小数记录表的数据V满足.已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据为( )()
A.1.5 B.1.2 C.0.8 D.0.6
10.(2020·全国·高考真题)已知55<84,134<85.设a=log53,b=log85,c=log138,则( )
A.a<b<c B.b<a<c C.b<c<a D.c<a<b
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
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