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 ,
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
自然对数 底数为
2.对数的性质、换底公式与运算性质
(1)对数的性质:①loga1= ;②logaa= ;
③alogaN= ;④loga 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)= ;
②loga
M
N=
;
③logaMn= (n∈R);
④logamMn=
n
mlogaM
(m,n∈R,且m≠0).
(3)对数的重要公式
①换底公式: (a,b均大于零
且不等于1);
②logab=
1
logba
,推广logablogbclogcd=
.
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:
值域:
当x=1时,y=0,即过定点
当x>1时, ;
当0<x<1时,
当x>1时, ;
当0<x<1时,
在(0,+∞)上是 在(0,+∞)上是
4.反函数
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数
(a>0,且a≠1)互为反函数,它们
的图象关于直线 对称.
03
艺考生文化课百日冲关数学
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.
[自主诊断]
[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),1a
,-1æ
è
ç
ö
ø
÷,函数图象只
在第一、四象限. ( )
(5)函数y=ln1+x1-x
与y=ln(1+x)-ln(1-x)
的定义域相同. ( )
[小题查验]
1.(log29)(log34)= ( )
A.14 B.
1
2 C.2 D.4
2.(2025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
3.(2024全国甲卷(理))已知a>1 且 1log8a
-
1
loga4
=-52
,则a= .
4.(多选题)(2025山东实验中学押题卷)已知函
数f(x)=ln(e2x+1)-x,则 ( )
A.f(ln2)=ln52
B.f(x)是奇函数
C.f(x)在(0,+∞)上单调递增
D.f(x)的最小值为ln2
5.已知f(x)是定义在 R 上的偶函数,且在[0,
+∞)上 为 增 函 数,f 13
æ
è
ç
ö
ø
÷ =0,则 不 等 式
flog18x( )>0的解集为 .
考点一 对数的基本运算(自主练透)
[题组集训]
1.已知函数f(x)=log2(x2+a),若f(3)=1,则a
= .
2.
(lg3)2-lg9+1(lg 27+lg8-lg 1000)
lg0.3lg1.2
= .
3.若log147=a,14b=5,则用a,b 表示log3528
= .
对数运算的一般思路
(1)首先利用幂的运算把底数或真数进行变形,
化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,
然后正用对数运算性质化简合并.
(2)将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运
算,然后运用对数的运算性质,转化为同底
对数真数的积、商、幂的运算.
13
上篇:第二章 函数、导数及其应用
考点二 对数函数的图象及应用(子母变式)
直观想象———数形结合法在对数函数问题中的应用
对一些可通过平移、对称变换作出其图象的对
数型函数,在求解其单调性(单调区间)、值域(最
值)、零点时,常利用数形结合求解.一些对数型函
数、方程、不等式问题的求解,常转化为相应函数图
象问题,利用数形结合法求解.
[母题] 当0<x≤12
时,4x<logax,则a的取值范
围是 ( )
A.0,22
æ
è
ç
ö
ø
÷ B. 2
2
,1
æ
è
ç
ö
ø
÷
C.(1,2) D.(2,2)
[破题关键点] 方法一:构造函数f(x)=4x 和
g(x)=logax,利用这两个函数图象的上下位置
关系,求出a的取值范围;方法二:采用排除法.
[子题1] 将母题变为:若不等式x2-logax<0对x∈
0,12
æ
è
ç
ö
ø
÷恒成立,则实数a的取值范围是 .
[子题2] 将母题变为:当0<x≤14
时,x<logax,
则实数a的取值范围是 .
[子题 3] 将 母 题 变 为:已 知 函 数 f(x)=
log2x,x>0
3x,x≤0{ ,且关于x的方程f(x)+x-a=0
有且 只 有 一 个 实 根,则 实 数a 的 取 值 范 围 是
.
应用对数型函数的图象可求解的问题
(1)对一些可通过平移、对称变换作出其图象的
对数型函数,在求解其单调性(单调区间)、
值域(最值)、零点时,常利用数形结合思想.
(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应
的函数图象问题,利用数形结合法求解.
考点三 对数函数的性质及应用(师生共研)
[命题角度1] 比较对数值的大小
1.若a>b>0,0<c<1,则 ( )
A.logac<logbc B.logca<logcb
C.ac<bc D.ca>cb
[命题角度2] 解简单的对数不等式
2.已知f(x)=logax(a>0且a≠1),如果对于任
意的x∈ 13
,2[ ]都有|f(x)|≤1成立,则a的取
值范围为 .
[命题角度3] 与对数有关的复合函数问题
3.已 知 函 数 f(x)=log12 (x2 -ax-a)在
-∞,-12
æ
è
ç ]上是增函数,则实数a的取值范围是
( )
A.[-1,+∞) B.-1,12[
ö
ø
÷
C.-1,12[ ] D.(-∞,-1]
[命题角度4] 利用对数函数的性质求参数
4.若函数f(x)=
-x+6,x≤2,
3+logax,x>2{ (a>0,且a≠1)
的值域是[4,+∞),则实数a 的取值范围是
.
对数函数性质及应用中应注意的问题
(1)比较对数值大小时,若底数相同,构造相应的对
数函数,利用单调性求解;若底数不同,可以找中
间量,也可以用换底公式化成同底的对数再
比较.
(2)解简单的对数不等式时,先利用对数的运算
性质化为同底数的对数值,再利用对数函数
的单调性转化为一般不等式求解.
(3)利用对数函数的性质,求与对数函数有关的复
合函数的值域和单调性问题,必须弄清三方面
的问题,一是定义域,所有问题都必须在定义
域内讨论;二是底数与1的大小关系;三是复
合函数的构成,即它是由哪些基本初等函数复
合而成的.
学习至此,请完成配套训练 课时冲关十
23
艺考生文化课百日冲关数学
3.解:(1)当a=-1时,f(x)= 13( )
-x2-4x+3
,
令g(x)=-x2-4x+3,
由于g(x)在(-∞,-2)上单调递增,在(-2,+∞)上单
调递减,而y= 13( )
t
在 R上单调递减,
所以f(x)在(-∞,-2)上单调递减,在(-2,+∞)上单
调递增,即函数f(x)的单调递增区间是(-2,+∞),单
调递减区间是(-∞,-2).
(2)令g(x)=ax2-4x+3,f(x)= 13( )
g(x)
,
由于f(x)有最大值3,所以g(x)应有最小值-1,
因此必有
a>0,
3a-4
a =-1
,{
解得a=1,即当f(x)有最大值3时,a的值等于1.
(3)由指数函数的性质知,
要使y= 13( )
g(x)
的值域为(0,+∞),
应使g(x)=ax2-4x+3的值域为 R,
因此只能a=0.(因为若a≠0,则g(x)为二次函数,其值
域不可能为 R).故a的值为0.
第5节
夯实必备知识 必备知识
1.(1)x=logaN (2)10 lgN e lnN 2.(1)0 1 N b
(2)logaM+logaN logaM-logaN nlogaM (3)logbN=
logaN
logab
logad 3.(2)(0,+∞) R (1,0) y>0
y<0 y<0 y>0 增函数 减函数 4.y=logax y=x
思考辨析 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
小题查验
1.D 2.D 3.64 4.ACD 5.0,12( ) ∪(2,+∞)
跃升关键能力 考点一
1.解析:根据题意有f(3)=log2(9+a)=1,可得9+a=2,
所以a=-7.
答案:-7
2.解析:原式=
(lg3)2-2lg3+1 32lg3+3lg2-
3
2( )
(lg3-1)(lg3+2lg2-1)
=
(1-lg3)32
(lg3+2lg2-1)
(lg3-1)(lg3+2lg2-1) =-
3
2.
答案:-32
3.解析:∵14b=5,∴log145=b,又log147=a,
∴log3528=
log1428
log1435
=
log14
142
7
log145+log147
=2-aa+b.
答案:2-a
a+b
考点二
[母题] [解析] B [法一:构造函
数f(x)=4x 和g(x)=logax,当a
>1 时 不 满 足 条 件,当 0<a<1
时,画出两个函 数 在 0,12( ] 上 的
图象,可知,f 12( ) <g
1
2( ) ,即2
<loga
1
2
,则a> 22
,
所以a的取值范围为 2
2
,1
æ
è
ç
ö
ø
÷.
法二:∵0<x≤12
,∴1<4x≤2,∴logax>4x>1,
∴0<a<1,排除选项 C,D;取a=12
,x=12
,
则有4
1
2 =2,log1
2
1
2=1
,显然4x<logax 不成立,排除选
项 A.]
[子题1]解析:由x2-logax<0,得x2<logax,
设f1(x)=x2,f2(x)=logax,
要使x∈ 0,12( ) 时,不等式x
2<logax 恒成立,
只需f1(x)=x2 在 0,
1
2( ) 上的图象在f2(x)=logax 图
象的下方即可.当a>1时,显然不成立;
当0<a<1时,如图所示,要使x2
<logax 在x∈ 0,
1
2( ) 上恒成立,
需f1
1
2( ) ≤f2
1
2( ) ,
所以有 1
2( )
2
≤loga
1
2
,解得a≥116
,∴116≤a<1.
即实数a的取值范围是 116
,1[ ).
答案: 1
16
,1[ )
[子题2]解析:若 x<logax 在x∈
0,14( ] 成立,则0<a<1,且y=
x的 图 象 在y=logax 图 象 的 下
方,如图所示,
由图象知 1
4 <loga
1
4
,
∴
0<a<1,
a
1
2 >14
,{ 解得116<a<1.
即实数a的取值范围是 116
,1( ).
答案: 1
16
,1( )
[子题3]解析:如图,在同一坐标系中
分别作出y=f(x)与y=-x+a的
图象,其中a表示直线在y轴上的截
距,由图可知,当a>1时,直线y=
-x+a与y=f(x)只有一个交点.
答案:a>1
考点三
1.B [∵0<c<1,∴当a>b>1时,logac>logbc,A 项错
误;∵0<c<1,∴y=logcx 在(0,+∞)上单调递减,又a
>b>0,∴logca<logcb,B项正确;
∵0<c<1,∴函数y=xc 在(0,+∞)上单调递增,
又∵a>b>0,∴ac>bc,C项错误;
∵0<c<1,∴y=cx 在(0,+∞)上单调递减,
又∵a>b>0,∴ca<cb,D项错误.]
2.解析:∵f(x)=logax,
则y=|f(x)|的图象如图所示.
由图 知,要 使x∈ 13
,2[ ] 时 恒 有
|f(x)|≤1,只需 f 13( ) ≤1,
即-1≤loga
1
3 ≤1
,即loga -1≤
loga
1
3≤loga .
603
艺考生文化课百日冲关数学
当a>1时,得a-1≤13≤a
,即a≥3;
当0<a<1时,得a-1≥13≥a
,得0<a≤13.
综上所述,a的取值范围是 0,13( ] ∪[3,+∞).
答案:0,13( ] ∪[3,+∞)
3.B [f(x)=log1
2
(x2-ax-a)在 -∞,-12( ] 上是增函
数,说明内层函数μ(x)=x
2-ax-a在 -∞,-12( ] 上是
减函数 且μ(x)>0 成立,只 需 对 称 轴x=
a
2≥-
1
2
且
μ(x)min=μ -
1
2( ) >0,解得a∈ -1,
1
2[ ).]
4.解析:当x≤2时,f(x)=-x+6,f(x)在(-∞,2]上为减函
数,∴f(x)∈[4,+∞);当x>2时,若a∈(0,1),则f(x)=3
+logax 在 (2,+ ∞)上 为 减 函 数,f(x)∈ (- ∞,
3+loga2),显 然 不 满 足 题 意,∴a>1,此 时 f(x)在
(2,+∞)上为增函数,f(x)∈(3+loga2,+∞),由题意
可知 (3+loga2,+∞)⊆ [4,+∞),则 3+loga2≥4,
即loga2≥1,
∴1<a≤2.即实数a的取值范围是(1,2].
答案:(1,2]
第6节
夯实必备知识 必备知识
1.(1)y=xα (3)[0,+∞) [0,+∞) {y|y≠0} 奇
奇 在(-∞,0]上单调递减,在[0,+∞)上单调递增 在
R上单调递增 在[0,+∞)上单调递增 在(-∞,0)和
(0,+∞)上单调递减 (1,1)
2.(1)ax2+bx+c(a≠0) (m,n) (2)4ac-b
2
4a
,+∞[ )
-∞,4ac-b
2
4a( ] -
b
2a
,+∞[ ) -∞,-b2a( ]
思考辨析 (1)× (2)√ (3)× (4)×
小题查验
1.C 2.B 3.A 4.y=13x
2-2x+3 5.1或2
跃升关键能力 考点一
1.C [令f(x)=xα,则4α=2,∴α=12
,∴f(x)=x
1
2 .]
2.A [因为a=4
2
3 ,b=4
2
5 ,c=25
1
3 =5
2
3 ,函数f(x)=x
2
3
在(0,+∞)上单调递增,所以4
2
3 <5
2
3 ,又4
2
5 <4
2
3 ,所以
b<a<c.]
3.B [由于f(x)为幂函数,所以n2+2n-2=1,
解得n=1或n=-3,经检验只有n=1适合题意.]
4.解析:不等式(a+1)-
1
3 <(3-2a)-
1
3 等价于a+1>3-
2a>0或3-2a<a+1<0或a+1<0<3-2a,解得a<
-1或23<a<
3
2.
答案:(-∞,-1)∪ 23
,3
2( )
考点二
1.D [由 A,C,D知,f(0)=c<0,从而由abc>0,所以ab
<0,所以对称轴x=-b2a>0
,知 A,C 错误,D 满足要
求;由B项知f(0)=c>0,所以ab>0,所以x=-b2a<
0,B项错误.]
2.D [当a=0时,f(x)=2x-3,在定义域 R上是单调递
增的,故在(-∞,4)上单调递增;
当a≠0时,二次函数f(x)的对称轴为x=-1a
,
因为f(x)在(-∞,4)上单调递增,
所以a<0,且-1a≥4
,解得-14≤a<0.
综上可知,实数a的取值范围是-14≤a≤0.
]
3.D [f(x)=-4 x-a2( )
2
-4a,对称轴为x=a2
,
①当a2≥1
,即a≥2时,f(x)在[0,1]上单调递增,
∴ymax=f(1)=-4-a2,
令-4-a2=-5,得a=±1(舍去).
②当0<a2<1
,即0<a<2时,ymax=f
a
2( )=-4a,
令-4a=-5,得a=54.
③当a2≤0
,即a≤0时,f(x)在[0,1]上单调递减,
∴ymax=f(0)=-4a-a2,令-4a-a2=-5,
得a=-5或a=1(舍去).综上所述,a=54
或-5.]
4.解析:由f(x)>0,即ax2-2x+2>0,x∈(1,4),得a>
-2
x2
+2x
在(1,4)上恒成立.
令g(x)=-2x2
+2x=-2
1
x-
1
2( )
2
+12
,
1
x∈
1
4
,1( ) ,所以g(x)max=g(2)=12,
所以要使f(x)>0在(1,4)上恒成立,只要a>12
即可.
答案: 1
2
,+∞( )
第7节
夯实必备知识 必备知识
2.(1)f(x)-k (2)-f(x) f(-x) -f(-x) logax(a
>0且a≠1) (3)f(ax) af(x) (4)|f(x)| f(|x|)
思考辨析 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
小题查验
1.A 2.A 3.D 4.上 3 5.(0,+∞)
跃升关键能力 考点一
解:(1)∵函数的定义域为{x|x>0}
且y=elnx=x(x>0),
∴其图象如图(1)所示.
(2)将函数y=log2x 的图象向左平移一个单位,再将x
轴下方的 部 分 沿x 轴 翻 折 上 去,即 可 得 到 函 数 y=
|log2(x+1)|的图象,如图(2)所示.
(3)∵y=
ax,x≥0,
1
a( )
x
,x<0{ (0<a<1),
∴只需作出0<a<1时函数y=ax(x≥0)和y= 1a( )
x
(x<0)的图象,合起来即得函数y=a|x|(0<a<1)的图
象.如图(3)所示.
703
参考答案