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第四章 对数运算与对数函数
章末复习课
第四章 对数运算与对数函数
数学 必修第一册(BS)
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章末检测卷(四)
第四章 对数运算与对数函数
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第四章 对数运算与对数函数
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第四章 对数运算与对数函数
数学 必修第一册(BS)
一、对数的运算
1.对数的运算性质和换底公式
已知 a>0,b>0,a≠1,M>0,N>0,m≠0.
(1)logaM+logaN =loga (MN).
(2)logaM-logaN=loga eq \f(M,N).
(3)log eq \o\al(m,a)bn= eq \f(n,m)logab.
2.对数运算时注意的问题
(1)在进行对数的运算时,一定要注意真数大于0,即保证所用到的各条运算性质都有意义.
(2)对数的三条运算性质,对数恒等式以及换底公式的综合运用是进行对数化简、运算的关键.
3.化简底数相同的对数式的两种基本方法
(1)“收”:将同底的两对数的和(差)收成积(商)的对数.
(2)“拆”:将积(商)的对数拆成对数的和(差).
[例 1] (1)log3.1 9.61+lg eq \f(1,1000)+ ln (e2· eq \r(3,e))+log3 (log327) ;
(2)lg 5 (lg 8+lg 1000) + (lg 2 eq \r(3))2+lg eq \f(1,6)+lg 0.06.
[解] (1)原式 =log3.1 3.12 +lg 10-3 +ln (e2×e eq \s\up4(\f(1,3)) ) +log3(log333)
=2+(-3)+ln e eq \s\up6(\f(7,3))+log33
=2-3+ eq \f(7,3)+1= eq \f(7,3).
(2)原式=lg 5(3lg 2+3)+( eq \r(3)lg 2)2+lg 0.01
=3lg 2·lg 5+3lg 5+3(lg 2)2-2
=3lg 2(lg 5+lg 2)+3lg 5-2
=3-2 =1.
1.已知log152=a,b=log35,则log12518=
________.
解析:a=log152= eq \f(log32,log315)= eq \f(log32,log35+1)= eq \f(log32,b+1),
所以log32=a(b+1)=ab+a,
log12518= eq \f(log318,log3125)= eq \f(log3(2×32),log353)
= eq \f(log32+2,3log35)= eq \f(ab+a+2,3b).
答案: eq \f(ab+a+2,3b)
2.化简求值: 2log32-log3 eq \f(32,9)+log38-25log53.
解:原式log34-log3 eq \f(32,9)+log38-52log53
=log3 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4×\f(9,32)×8))-5log59
=log39-9=2-9=-7.
二、对数函数、指数函数的图象问题
1.题型为选择题或填空题,主要考查识别指数函数、对数函数、幂函数的图象,利用图象解决一些数学问题.
2.指数函数y=ax(a>0,a≠1)的图象恒过定点(0,1),对数函数y=logax(a>0,a≠1,x>0)的图象恒过定点(1,0).
3.识别函数的图象从以下几个方面入手:①单调性:函数图象的变化趋势;②奇偶性:函数图象的对称性;③特殊点对应的函数值.
[例 2] (1)对以a>0且a≠1的所有正实数,函数y=ax+1-2的图象一定经过一定点,则该定点的坐标是________.
(2)已知lg a+lg b=0,则函数f(x)=ax与函数g(x)=-logbx的图象可能是________(填序号).
[解] (1)当x=-1时,y=a0-2=-1,所以该定点的坐标是(-1,-1).
(2)因为lg a+lg b=lg (ab)=0,所以ab=1,即b= eq \f(1,a),则f(x)=ax,g(x)=logax.当a>1时,在各自的定义域内,f(x)是增函数,g(x)是增函数,所以②正确;0<a<1时,在各自的定义域内,f(x)是减函数,g(x)是减函数,所以①③④都不正确.
[答案] (1)(-1,-1) (2)②
3.已知函数f(x) =ax,g(x)=logax(a>0,a≠1),若f(3)·g(3)>0,则f(x)与g(x)的图象为( )
答案:B
4.如图,函数f(x)的图象为折线ACB,则不等式f(x)≥log2(x+1)的解集是( )
A.{x|-1<x≤0}
B.{x|-1≤x≤1}
C.{x|-1<x≤1}
D.{x|-1<x≤2}
解析:选C 作出函数y=log2(x+1)图象如图.
由 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+y=2,,y=log2(x+1),)) 得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=1,,y=1.))
∴结合图象知不等式f(x)≥log2(x+1)的解集为{x|-1<x≤1}.
三、对数函数、指数函数性质的应用
角度1 比较大小问题
指数式与对数式的大小比较是基本初等函数中的一类重要题目类型,其主要方法有以下三种:
(1)根据函数的单调性(如根据一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、幂函数的单调性),利用单调性的定义求解;
(2)采用中间量的方法(实际上也要用到函数的单调性),常用的中间量如0,1,-1等;
(3)采用数形结合的方法,通过函数的图象解决.
[例 3] 比较下列各组数的大小.
(1)1.70.2,log2.10.9与0.82.1;
(2)(lg m)1.9与(lg m)2.1(m>1).
[解] (1)因为函数y=log2.1x在(0,+∞)上是增函数且0.9<1,所以log2.10.9<log2.1 1=0.
因为函数y=1.7x在R上是增函数且0.2>0,
所以1.70.2>1.70=1.
因为函数y=0.8x在R上是减函数且2.1>0,
所以0<0.82.1<0.80=1.
综上,log2.10.9<0.82.1<1.70.2.
(2)①当1<m<10时,0<lg m<1,
由1.9<2.1得,(lg m)1.9>(lg m)2.1;
②当m=10时,lg m=1,
故(lg m)1.9=(lg m)2.1;
③当m>10时,lg m>1,由1.9<2.1得,
(lg m)1.9<(lg m)2.1.
角度2 对数函数性质的综合应用
指数函数与对数函数性质的对比
(1)相同点
指数函数与对数函数的图象和性质都与底数a的取值有关.当a变化时函数的图象与性质也随之改变.
(2)不同点
①指数函数的图象恒过定点(0,1),而对数函数的图象恒过定点(1,0);
②指数函数与对数函教的定义域与值域均不同,但它们的定义域与值域正好互换.
(3)联系
①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;
②两函数的图象关于直线y=x对称.
[例 4] 已知函数f(x)=loga (x+1)-loga (1-x),(a>0且a≠1).
(1)求f(x)的定义域;
(2)判断f(x)的奇偶性并予以证明;
(3)当a>1时,求使f(x)>0的x的取值范围.
[解] (1)f(x) =loga (x+1)-loga(1-x),
则 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+1>0,,1-x>0,))解得-1<x<1,
故所求定义域为(-1,1).
(2)f(x)为奇函数.证明如下:
由(1)知f(x)的定义域为(-1,1).
且f(-x)=loga(-x+1)-loga(1+x)
=-[loga(x+1)-loga(1-x)]=-f(x),
故f(x)为奇函数.
(3)因为当a>1时,f(x)在定义域(-1,1)上是增函数,所以由f(x)>0,得loga (x+1)-loga(1-x)>0,即loga (x+1)>loga(1-x),所以 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+1>1-x,,-1<x<1,))解得0<x<1.
所以使f(x)>0的x的取值范围是(0,1).
5.已知x满足 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log\s\do9(\f(1,2))x))
eq \s\up12(2)-log eq \s\do9(\f(1,2))x-6≤0,求f(x)=(1+log2x)log2 eq \f(x,4)的最大值与最小值及相应x的值.
解:由 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(log\s\do9(\f(1,2))x))
eq \s\up12(2)-log eq \s\do9(\f(1,2))x x-6≤0,
得-2≤log eq \s\do9(\f(1,2))x≤3,
∴ eq \f(1,8)≤x≤4.
f(x)=(1+log2x)(log2x-2),
令t=log2x∈[-3,2],
∴y=(t+1)(t-2)=t2-t-2= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t-\f(1,2)))
eq \s\up12(2)- eq \f(9,4),
∴当 t= eq \f(1,2),即log2x= eq \f(1,2),x= eq \r(2)时,
函数的最小值为- eq \f(9,4);
当t=-3,即log2x=-3,x= eq \f(1,8)时,
函数的最大值为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-3-\f(1,2)))
eq \s\up12(2)- eq \f(9,4)=10.
$$