内容正文:
第八节 对数函数
1. 对数函数的概念
函数y=logax(a>0且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,由于对数的真数都大于0,所以对数函数的定义域为(0,+∞).
2. 对数函数及其性质
底数
a>1
0<a<1
图象
定义域
(0,+∞)
值域
R
性质
恒过点(1,0)
增函数
减函数
例1 求函数y=log(x2-x-2)的定义域.
∵对数函数y=logax(a>0且a≠1)的定义域为(0,+∞),∴把x2-x-2看成一个整体,则x2-x-2>0,解得x>2或x<-1,∴该函数的定义域为(-∞,-1)∪(2,+∞).
例2 比较下列各组数的大小:
(1)log21.5, log23, log24.1; (2)log2.7, log0.8, log1.1;
(1)构造函数y=log2x,这是一个增函数,∴y随x的增大而增大.于是log21.5<log23<log24.1.
(2)构造函数y=logx,这是一个减函数,∴y随x的增大而减小.于是log2.7 <log1.1<log0.8.
(3)log54,0; (4)log2,0.
(3)构造函数y=log5x(如图1),则log54是该函数当x=4时的函数值,由图易知,该函数值大于0,故log54>0.
图1
(4)构造函数y=logx(如图2),则log2是该函数当x=2时的函数值,由图易知,该函数值小于0,故log2<0.
图2
对于(3)(4)还可用以下方法求解:按对数函数中给底数a分类的标准,构造两个区间(0,1),(1,+∞).如果一个对数的底数和真数位于这两个区间中的同一区间,则该对数的值大于0;如果一个对数的底数和真数位于这两个区间中的不同区间,则该对数的值小于0.在(3)中,∵5和4同位于区间(1,+∞),∴log5 4>0;在(4)中,∵和2位于两个不同区间,∴log2<0.
1. 解下列对数不等式:
(1)log5x>log53;,(2)log5x<log54;,(3)log2x>3;
(1)∵函数y=log5x在区间(0,+∞)上为增函数,∴不等式的解集为.
(2)∵函数y=log5x在区间(0,+∞)上为增函数,所以不等式的解集为.
(3)∵函数y=log2x在区间(0,+∞)上为增函数,∴x>23=8,∴不等式的解集为.
(4)logx>2;,(5)logx>0;,(6)ln x<.
(4)∵函数y=logx在区间(0,+∞)上为减函数,∴0<x<2=,∴.
(5)∵函数y=logx在区间(0,+∞)上为减函数,∴0<x<0,即0<x<1,∴不等式的解集为{x|0<x<1}.
(6)∵函数y=ln x在区间(0,+∞)上为增函数,∴0<x<,不等式的解集为.
2. 求下列函数的值域:
(1)y=log2 x,x∈[4,+∞); (2) y=log3x,x∈[1,9];
(1)∵函数y=log2x在区间[4,+∞)上为增函数,∴函数的值域为{y|y≥log24},即{y|y≥2}.
(2)∵函数y=log3x在[1,9]上为增函数,∴函数的值域为{y|log3 1≤y≤log39},即{y|0≤y≤2}.
(3)y=logx,x∈(9,+∞); (4)y=logx,x∈[1,4].
(3)∵函数y=logx在区间(9,+∞)上为减函数,∴函数的值域为{y|y<log9},即{y|y<-2}.
(4)∵函数y=logx在区间[1,4]上为减函数,∴函数的值域为{y|log4≤y≤ log1},即{y|-2≤y≤0}.
3. 求下列函数的定义域:
(1)y=log(2x-3); (2)y=log5(x-x2).
(1)函数应满足2x-3>0,即定义域为.
(2)函数应满足x-x2>0,即x2-x<0,∴x∈(0,1).
4. 判断下列对数值的正负:
(1)log2.10.8; (2)log0.20.3.
(1)方法一:函数log2.1x在区间(0,+∞)上是增函数,而0<0.8<1,∴log2.10.8<log2.11=0. 方法二:∵0.8与2.1分别位于区间(0,1),(1,+∞)上,故log2.10.8<0.
(2)方法一:函数log0.2x在区间(0,+∞)上是减函数,而0<0.3<1,∴log0.20.3>log0.21=0. 方法二:∵0.2与0.3同位于区间(0,1)上,故log0.20.3>0.
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