第二章 第八节 对数函数-【优学精研】2026年高考数学一轮总复习教用word
2025-11-19
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 对数函数 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 663 KB |
| 发布时间 | 2025-11-19 |
| 更新时间 | 2025-11-19 |
| 作者 | 拾光树文化 |
| 品牌系列 | 优学精研·高考一轮总复习 |
| 审核时间 | 2025-11-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54970877.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学高考复习讲义聚焦对数函数核心考点,涵盖概念、图象性质、反函数及比较大小、解不等式等应用,按“定义-性质-应用”逻辑架构知识体系。通过考点梳理、易错辨析、考向突破、真题训练四环节,帮助学生构建知识网络,突破单调性判断、反函数关系等难点,体现系统性复习设计。
讲义突出结论总结与方法提炼,如“互为反函数的常用结论”辅助数学思维,“比较对数值大小的方法”培养推理能力。设置分层练习与2024新高考Ⅱ卷真题讲解,兼顾基础与提升,助力学生高效掌握考点,为教师把控复习节奏提供清晰指导。
内容正文:
第八节 对数函数
课标要求
1.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.
2.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.对数函数
(1)定义:函数y= logax (a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,定义域是 (0,+∞) .
提醒 对数函数y=logax的3个特征:①底数a>0,且a≠1;②自变量x>0;③系数为1.
(2)图象与性质
底数
a>1
0<a<1
图象
底数
a>1
0<a<1
性质
定义域: (0,+∞)
值域:R
图象过定点 (1,0) ,即恒有loga1=0
当x>1时,恒有y>0;
当0<x<1时,恒有y<0
当x>1时,恒有y<0;
当0<x<1时,恒有y>0
在(0,+∞)上是 增函数
在(0,+∞)上是 减函数
提醒 当对数函数的底数a的大小不确定时,需分a>1和0<a<1两种情况进行讨论.
2.反函数
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,它们的定义域与值域正好互换.
1.函数y=logax与y=lox(a>0,且a≠1)的图象关于x轴对称.
2.对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象过定点(1,0),且过点(a,1),(,-1),函数图象只在第一、四象限.
3.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.
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)函数y=log2(x+1)是对数函数.( × )
(2)对数函数y=logax(a>0,且a≠1)在(0,+∞)上是增函数.( × )
(3)函数y=logax2与函数y=2logax是同一个函数.( × )
(4)函数y=log2x与y=lo的图象重合.( √ )
2.(人A必修一 P133例3改编)已知实数a=log32,b=log2π,c=log2,则有( )
A.a<b<c B.a<c<b
C.c<a<b D.c<b<a
解析:A a=log32<log33=1<b=log2π<c=log2,故选A.
3.(苏教必修一P159习题11题改编)若loga2<logb2<0,则( )
A.0<a<b<1 B.0<b<a<1
C.a>b>1 D.b>a>1
解析:B 由底数与对数函数的图象关系可知y=logax,y=logbx图象的大致走向如图所示,可得0<b<a<1.
4.函数y=loga(x-1)+2(a>0,且a≠1)的图象恒过定点 (2,2) .
解析:当x=2时,函数y=loga(x-1)+2(a>0,且a≠1)的值为2,所以图象恒过定点(2,2).
5.(人A必修一 P140习题1题改编)函数f(x)=的定义域为 [1,+∞) .
解析:由题意,要使函数f(x)=有意义,则满足log2(2x-1)≥0,所以2x-1≥1,解得x≥1,即函数f(x)的定义域为[1,+∞).
对数函数的图象及应用(师生共研过关)
(1)已知lg a+lg b=0(a>0,且a≠1,b>0,且b≠1),则函数f(x)=ax与g(x)=lox的图象可能是( B )
解析:(1)∵lg a+lg b=0(a>0且a≠1,b>0且b≠1),∴ab=1,∴a=,∴g(x)=lox=logax,函数f(x)=ax与函数g(x)=lox互为反函数,∴函数f(x)=ax与g(x)=lox的图象关于直线y=x对称,且具有相同的单调性.
(2)已知函数f(x)=|log2x|,实数a,b满足0<a<b,且f(a)=f(b),若f(x)在[a2,b]上的最大值为2,则+b= 4 .
解析:(2)f(x)=|log2x|的图象如图所示,又f(a)=f(b)且0<a<b,∴0<a<1,b>1且ab=1,∴a2<a,当a2≤x≤b时,由图知,f(x)max=f(a2)=|log2a2|=-2log2a=2,∴a=,∴b=2.∴+b=4.
用结论
互为反函数的常用结论
(1)同底的指数函数、对数函数互为反函数;
(2)若f(x)与g(x)互为反函数,则f(x)的定义域、值域分别为g(x)的值域、定义域;
(3)互为反函数的两个函数的图象关于直线y=x对称.
(1)设函数f(x)与g(x)互为反函数,若f(x)=3x(x<0),则函数g(x)的定义域为 (0,1) ;
解析:(1)因为f(x)=3x(x<0)单调递增,所以0<3x<30,所以0<3x<1,故f(x)的值域为(0,1),因为f(x)与g(x)互为反函数,所以g(x)的定义域为(0,1).
(2)若关于x的方程x+log5x=4与x+5x=4的根分别为m,n,则m+n的值为 4 .
解析: (2)由题意,可知log5x=-x+4,5x=-x+4,且函数y=log5x与y=5x互为反函数,对应的图象关于直线y=x对称,如图,直线y=x与y=-x+4垂直,所以两函数的图象与直线y=-x+4的交点A,B关于直线y=x对称,设直线y=x与y=-x+4的交点为C,则C(2,2),A,B两点的横坐标分别为m,n,因此m+n=4.
解题技法
对数函数图象的识别及应用
(1)在识别函数图象时,要善于利用已知函数的性质、函数图象上的特殊点(与坐标轴的交点、最高点、最低点等)排除不符合要求的选项;
(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.
1.已知函数f(x)=loga(x-b)(a>0且a≠1,a,b为常数)的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.a>0,b<-1
B.a>0,-1<b<0
C.0<a<1,b<-1
D.0<a<1,-1<b<0
解析:D 因为函数f(x)=loga(x-b)为减函数,所以0<a<1,又因为函数图象与x轴的交点在正半轴,所以1+b>0,即b>-1,又因为函数图象与y轴有交点,所以b<0,所以-1<b<0.故选D.
2.方程()x-=0的解的个数为 2 .
解析:方程()x-=0的解的个数,等价于函数y=()x和函数y=的图象的交点个数,作出两函数的图象,如图所示.数形结合可得,函数y=()x和函数y=的图象的交点个数为2.
对数函数的性质及应用(定向精析突破)
考向1 比较对数值的大小
(1)(2025·赤峰阶段练习)设a=21.2,b=lg 3,c=ln ,则a,b,c的大小顺序为( A )
A.a>b>c B.a>c>b
C.b>a>c D.c>a>b
解析:(1)由函数y=ln x,y=lg x在(0,+∞)上是增函数,可得ln <ln 1=0,0=lg 1<lg 3<lg 10=1.因函数y=2x在R上是增函数,则21.2>21=2.故ln <ln 1=0=lg 1<lg 3<1<21.2,即a>b>c.故选A.
(2)〔多选〕(2025·驻马店模拟)若实数a,b,c满足loga2<logb2<logc2,则下列关系中可能成立的是( BCD )
A.a<b<c B.b<a<c
C.c<b<a D.a<c<b
解析:(2)由loga2<logb2<logc2,可知a,b,c有如下四种可能:①1<c<b<a;②0<a<1<c<b;③0<b<a<1<c;④0<c<b<a<1.作出函数的图象(如图所示).
由图象可知B、C、D可能成立.
解题技法
比较对数值大小的方法
考向2 解对数方程或不等式
(1)方程log2(x-1)=2-log2(x+1)的解为 x= ;
解析:(1)原方程变形为log2(x-1)+log2(x+1)=log2(x2-1)=2,即x2-1=4,解得x=±.又x>1,所以x=.
(2)已知函数f(x)=则不等式f((log2x)2-3)<4f(log2x)的解集为 (,8) .
解析:(2)当x≥0时,f(x)=2x2≥0,4f(x)=8x2=f(2x),且f(x)在[0,+∞)上单调递增.当x<0时,f(x)=-2x2<0,4f(x)=-8x2=f(2x),且f(x)在(-∞,0)上单调递增.所以f(x)在R上是增函数,且4f(x)=f(2x),于是原不等式可化为(log2x)2-3<2log2x,即(log2x)2-2log2x-3<0,即(log2x+1)(log2x-3)<0,得-1<log2x<3,解得<x<8.
解题技法
求解对数不等式的两种类型及方法
(1)logax>logab:借助y=logax的单调性求解,如果a的取值不确定,需分a>1与0<a<1两种情况讨论;
(2)logax>b:需先将b化为以a为底的对数式的形式,再借助y=logax的单调性求解.
1.已知a=log30.5,b=log3π,c=log43,则a,b,c的大小关系是( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.a<c<b D.c<a<b
解析:C a=log30.5<log31=0,即a<0;b=log3π>log33=1,即b>1;0=log41<log43<log44=1,即0<c<1,∴a<c<b.
2.不等式logx(x+2)>1的解集是( )
A.(2,+∞) B.(1,+∞)
C.(0,1) D.(0,1)∪(1,+∞)
解析:B logx(x+2)>1⇔①或②,①无解,②的解为x>1,∴x>1,故选B.
对数型函数性质的综合问题(师生共研过关)
(1)(2024·新高考Ⅱ卷8题)设函数f(x)=(x+a)·ln(x+b).若f(x)≥0,则a2+b2的最小值为( C )
A. B.
C. D.1
解析:(1)法一 由题意可知:f(x)的定义域为(-b,+∞),令x+a=0解得x=-a;令ln(x+b)=0解得x=1-b,则当x∈(-b,1-b)时,ln(x+b)<0,故x+a≤0,所以1-b+a≤0;当x∈(1-b,+∞)时,ln(x+b)>0,故x+a≥0,所以1-b+a≥0,故1-b+a=0,则a2+b2=a2+(a+1)2=2(a+)2+≥,当a=-,b=时,等号成立,所以a2+b2的最小值为.故选C.
法二 令f(x)=0,解得x=-a或x=1-b.易知y1=x+a,y2=ln(x+b)均为增函数.若f(x)≥0恒成立,则-a=1-b,即b=1+a.所以a2+b2=a2+(1+a)2=2(a+)2+≥,当a=-,b=时,等号成立,所以(a2+b2)min=.
(2)(2025·江西一模)若函数f(x)=log0.1(12-ax)在区间(3,6)上单调递增.则a的取值范围是( D )
A.(-∞,0) B.(-2,0)
C.(0,2) D.(0,2]
解析:(2)f(x)=log0.1(12-ax)在区间(3,6)上单调递增,令t=12-ax,y=log0.1t单调递减,则t=12-ax在区间(3,6)上单调递减且恒为正,所以a>0且g(6)=12-6a≥0,所以0<a≤2.故选D.
解题技法
解决与对数函数有关的复合函数的单调性问题,必须弄清三个方面: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,判断内层函数和外层函数的单调性,运用复合函数“同增异减”原则确定函数的单调性.
1.设函数f(x)=ln|x+3|+ln|x-3|,则f(x)( )
A.是偶函数,且在(-∞,-3)上单调递减
B.是奇函数,且在(-3,3)上单调递减
C.是奇函数,且在(3,+∞)上单调递增
D.是偶函数,且在(-3,3)上单调递增
解析:A 函数f(x)的定义域为{x|x≠±3},f(x)=ln|x+3|+ln|x-3|=ln|x2-9|,令g(x)=|x2-9|,则f(x)=ln g(x),由函数g(x)的图象(图略)可知,g(x)在(-∞,-3),(0,3)上单调递减,在(-3,0),(3,+∞)上单调递增,由复合函数的单调性得f(x)在(-∞,-3),(0,3)上单调递减,在(-3,0),(3,+∞)上单调递增;由f(-x)=ln|(-x)2-9|=ln|x2-9|=f(x)得f(x)为偶函数.故选A.
2.〔多选〕某数学课外兴趣小组对函数f(x)=lg 的性质进行了探究,得到下列四个命题,其中正确的命题有( )
A.函数f(x)的图象关于y轴对称
B.当x>0时,f(x)单调递增,当x<0时,f(x)单调递减
C.函数f(x)的最小值是lg 2
D.当-1<x<0或x>1时,f(x)单调递增
解析:ACD f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),关于原点对称,且f(-x)=f(x),所以f(x)是偶函数,所以f(x)的图象关于y轴对称,故A正确;当x>0时,f(x)=lg=lg(x+),由对勾函数的性质可知,y=x+在(0,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增,所以由复合函数的单调性可知,f(x)在(0,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增,又f(x)是偶函数,其图象关于y轴对称,故B不正确,D正确;当x>0时,x+≥2(当且仅当x=1时取等号),又f(x)是偶函数,所以f(x)的最小值是lg 2,故C正确.故选A、C、D.
1.若函数y=f(x)是函数y=ax(a>0,且a≠1)的反函数,且f(2)=1,则f(x)=( )
A.log2x B.
C.lox D.2x-2
解析:A 由题意得,f(x)=logax(a>0,且a≠1),因为f(2)=1,所以loga2=1.所以a=2,所以f(x)=log2x.
2.函数f(x)=+lg(5-3x)的定义域是( )
A. B.
C. D.
解析:C 函数f(x)=+lg(5-3x)的定义域满足即.
3.(2024·深圳一模)已知a>0,且a≠1,则函数y=loga(x+)的图象一定经过( )
A.第一、二象限 B.第一、三象限
C.第二、四象限 D.第三、四象限
解析:D 当x=0时,y=loga=-1.当0<a<1时,函数图象经过第二、三、四象限;当a>1时,函数图象经过第一、三、四象限.所以函数y=loga(x+)的图象一定经过第三、四象限.故选D.
4.(2025·昆明一模)已知f(x)=|lg x|,若a=f(),b=f(),c=f(3),则( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>a>b D.b>a>c
解析:B 由f(x)=|lg x|得a=f()==|-lg 4|=lg 4,b=f()==|-lg 2|=lg 2,c=f(3)=lg 3,因为y=lg x在(0,+∞)上为增函数,所以lg 4>lg 3>lg 2,即a>c>b.故选B.
5.设f(x)=ln(+a)(-1<x<1)是奇函数,则使f(x)<0成立的x的取值范围是( )
A.(-1,0) B.(0,1)
C.(-1,0] D.[0,1)
解析:A 因为f(x)为定义在(-1,1)上的奇函数,所以f(0)=ln(2+a)=0,解得a=-1,此时f(x)=ln(-1)=ln,又因f(x)=ln<0,0<<1,解得-1<x<0.所以使f(x)<0成立的x的取值范围是(-1,0).故选A.
6.〔多选〕对于函数f(x)=lg x的定义域中任意的x1,x2(x1≠x2),下列结论中正确的是( )
A.f(x1+x2)=f(x1)·f(x2)
B.f(x1·x2)=f(x1)+f(x2)
C.>0
D.f()<
解析:BC 对于选项A,f(x1+x2)=lg(x1+x2)≠lg x1·lg x2,即f(x1+x2)≠f(x1)·f(x2),故A错误.对于选项B,f(x1·x2)=lg(x1x2)=lg x1+lg x2=f(x1)+f(x2),故B正确.对于选项C,f(x)=lg x在定义域中是增函数,>0,故C正确.对于选项D,x1,x2>0(x1≠x2),利用基本不等式知f()=lg()>lg,又===lg ,则f()>,故D错误.故选B、C.
7.已知函数f(x)=log2(2x-1).若x∈,则函数f(x)的值域是 [0,3] .
解析:令t=2x-1,易知t=2x-1在(,+∞)上单调递增,而y=log2t在(0,+∞)上单调递增,故函数f(x)的单调递增区间是(,+∞).所以函数f(x)=log2(2x-1)在上单调递增,所以f(1)≤f(x)≤f(),所以0≤f(x)≤3,故函数f(x)的值域为[0,3].
8.已知实数a>0,且满足53a+2>54a+1,则不等式loga(3x+2)<loga(8-5x)的解集为 (,) .
解析:由实数a>0,且满足53a+2>54a+1,根据指数函数的单调性,可得3a+2>4a+1,解得0<a<1,所以函数y=logax为减函数,由不等式loga(3x+2)<loga(8-5x),可得解得<x<,即不等式的解集为(,).
9.设f(x)=loga(1+x)+loga(3-x)(a>0,且a≠1),且f(1)=2.
(1)求实数a的值及f(x)的定义域;
(2)求f(x)在区间[0,]上的最大值.
解:(1)∵f(1)=2,∴loga4=2.又a>0,且a≠1,
∴a=2.
由得-1<x<3,
∴函数f(x)的定义域为(-1,3).
(2)f(x)=log2(1+x)+log2(3-x)=log2[(1+x)·(3-x)]=log2[-(x-1)2+4],
∴当x∈[0,1]时,f(x)单调递增;当x∈(1,]时,f(x)单调递减,
故函数f(x)在[0,]上的最大值是f(1)=2.
10.已知函数f(x)=log2(x+2),若a>b>c>0,则( )
A.<<
B.<<
C.<<
D.<<
解析:A ,,可分别看作函数f(x)图象上的点(a,f(a)),(b,f(b)),(c,f(c))与坐标原点O(0,0)连线的斜率.作出函数f(x)的图象如图所示,由图象可知,当a>b>c>0时,<<.故选A.
11.(2025·沈阳开学考试)已知函数f(x)=ax(a>0且a≠1)满足f(1)>1,且函数y=loga(x2-ax-1)在[2,3]上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A.(1,+∞) B.(1,4]
C.(1,) D.
解析:C 因为函数f(x)=ax(a>0且a≠1)满足f(1)>1,即f(1)=a1>1,所以a>1,又函数y=loga(x2-ax-1)在[2,3]上单调递增,所以函数g(x)=x2-ax-1在[2,3]上单调递增,所以解得a<,所以1<a<.故选C.
12.〔多选〕已知函数f(x)=ln x+ln(2-x),则( )
A.f(x)在(0,2)上单调递增
B.f(x)在(0,2)上的最大值为0
C.f(x)的图象关于直线x=1对称
D.f(x)的图象关于点(1,0)对称
解析:BC f(x)=ln x+ln(2-x),定义域为(0,2),f(x)=ln[x(2-x)]=ln(-x2+2x),令t=-x2+2x,y=ln t,∵t=-x2+2x,x∈(0,2)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,∴f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,故A不正确;f(x)max=f(1)=0,故B正确;∵f(1+x)=ln(1+x)+ln(1-x),f(1-x)=ln(1-x)+ln(1+x),∴f(1+x)=f(1-x),∴f(x)的图象关于直线x=1对称,故C正确,D不正确.
13.设平行于y轴的直线分别与函数y1=log2x及y2=log2x+2的图象交于B,C两点,点A(m,n)位于函数y2的图象上,如图所示.若△ABC为正三角形,则m·2n= 12 .
解析:由题意可得BC=2,则正三角形ABC边长为2,A点到BC距离为,BC中点与A点纵坐标相等且等于B点纵坐标加1,所以点C的坐标为(m+,n+1).将A,C两点的坐标代入函数y2=log2x+2,可得log2m+2=n,log2(m+)+2=n+1,两式相减得log2(m+)-log2m=1,所以log2=1,所以=2,解得m=,所以n=log2m+2=log2+2=log24,所以m·2n=×=×4=12.
14.已知函数f(x)=loga(ax2-x)(a>0,且a≠1).
(1)若a=,求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)在区间[2,4]上单调递增,求实数a的取值范围.
解:(1)当a=时,f(x)=lo(x2-x).由x2-x>0,得x2-2x>0,解得x<0或x>2,所以函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(2,+∞),利用复合函数的单调性可得函数f(x)的单调递增区间为(-∞,0),单调递减区间为(2,+∞).
(2)令g(x)=ax2-x,因为a>0且a≠1,所以函数g(x)的图象开口向上,对称轴为直线x=.
①当0<a<1时,要使函数f(x)在区间[2,4]上单调递增,则g(x)=ax2-x在[2,4]上单调递减,且g(x)min=g(4)>0,即此不等式组无解.
②当a>1时,要使函数f(x)在区间[2,4]上单调递增,则g(x)=ax2-x在[2,4]上单调递增,且g(x)min=g(2)>0,即解得a>,又a>1,所以a>1.
综上,实数a的取值范围为(1,+∞).
15.(新定义)已知函数f(x)与g(x)都在区间(a,b)上有意义,若函数y=f(x)-g(x)在(a,b)上至少有两个不同的零点,则称f(x)和g(x)在(a,b)上是“关联函数”,区间(a,b)称为“关联区间”.若f(x)=kx与g(x)=|log2x|在(0,8)上是“关联函数”,则实数k可取的值是( )
A.-1 B.0
C. D.1
解析:C 根据新定义,将f(x)=kx与g(x)=|log2x|在(0,8)上是“关联函数”,转化为f(x)=kx与g(x)=|log2x|的图象在(0,8)上至少有两个不同的交点.当x∈(0,8)时,g(x)=|log2x|=当k=-1时,f(x)=-x,作出函数f(x),g(x)在(0,8)上的图象,如图1,由图可知,两个函数的图象在(0,8)上没有交点,故A错误;当k=0时,f(x)=0,作出函数f(x),g(x)在(0,8)上的图象,如图2,由图可知,两个函数的图象在(0,8)上有1个交点,故B错误;当k=时,f(x)=x,作出函数f(x),g(x)在(0,8)上的图象,如图3,由图可知,两个函数的图象在(0,8)上有2个交点,故C正确;当k=1时,f(x)=x,作出函数f(x),g(x)在(0,8)上的图象,如图4,由图可知,两个函数的图象在(0,8)上有1个交点,故D错误.故选C.
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