内容正文:
第17讲 对数函数
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学 考 要 求
理解对数和对数的运算,能进行简单的对数运算.
.
知 识 必 备
1.对数函数概念:一般地,函数____________称为对数函数,其中a是常数,_______且_________.
【答案】
2.对数函数的图象和性质
(,且)
底数
图象
定义域
______
值域
单调性
在上是________函数
在上是________函数
最值
______
奇偶性
________函数
共点性
图象过定点________,即时,
函数值特点
时,_______;
时,________
时,________;
时,________
对称性
函数与的图象关于________对称
【答案】 增 减 无最大、最小值 非奇非偶 轴
3.指数函数与对数函数的关系:一般地,指数函数(,且)与对数函数(,且)互为______,它们的定义域与值域正好互换,且图象关于直线_____对称.
【答案】 反函数 y=x
.
典 例 探 究
题型一:求对数函数的解析式
例题1:(1)若函数是对数函数,则a的值是( )
A.1或2 B.1 C.2 D.且
【解析】函数是对数函数,
且,
解可得或,,
故选:C.
(2)若某对数函数的图象过点,则该对数函数的解析式为________.
【解析】设函数解析式为 ,且,
由函数的图象过点,得,即,解得,
所以该对数函数的解析式为为.
故答案为:
(3)已知函数(,且)的图象过点,则函数的解析式为______.
【解析】由题可得,即,
因为,且,所以,
故函数解析式为.
故答案为:.
题型二:求对数函数的定义域
例题2:函数的定义域为__________.
【解析】要使函数有意义,则,解得,
所以的定义域为.
故答案为:
题型三:求对数函数在区间上的值域
例题3:(1)函数,的值域是( )
A. B.
C. D.
【解析】函数在定义域上单调递减,
当时,,即,且当时,
所以函数,的值域是.
故选:A
(2)函数在区间上的最大值为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
【解析】因为,所以,
所以,最大值为1,
故选:B.
题型四:对数型函数图象过定点问题
例题4:函数(,且)的图象恒过点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【解析】令,解得,再将代入解析式得.
所以过定点,即.
故选:D
题型五:对数型复合函数的单调性
例题5:函数的减区间是______.
【解析】要使函数有意义,则,即或,
设,则当时,函数在上单调递增,
当时,函数在上单调递减.
∵函数在定义域上为单调递增函数,
∴根据复合函数的单调性之间的关系可知,
函数在上单调递增,在上单调递减,
即函数的递减区间为.
故答案为:.
题型六:求反函数
例题6:已知对数函数且,且图象过点,的反函数记为,则的解析式是________.
【解析】因为对数函数且的图象经过点,
所以,所以,所以对数函数的解析式为,
所以其反函数为.
故答案为:
题型七:比较对数式的大小
例题7:已知,则( )
A. B. C. D.
【解析】对数函数单调递增,故,
又因为指数函数单调递增,故.
所以.
故选:D.
题型八:由对数(型)的单调性求参数
例题8:(1)若 (且)在区间上是增函数,则a的取值范围.
【答案】.
【解析】先利用判断是增函数,进而得到是增函数,列关系计算即得结果.
【解析】因为,(且)在区间(-1,+∞)上是增函数,知在区间(-1,+∞)上是增函数,且,故是增函数,
所以,解得.故a的取值范围是.
故答案为:.
(2)若对数函数在区间上单调递增,则实数的取值范围是______.
【答案】
【分析】利用对数函数单调性列出不等式求解即得.
【解析】由对数函数在区间上单调递增,得,解得,
所以实数的取值范围是.
故答案为:
题型九:由对数函数的单调性解不等式
例题9:函数的定义域为___________.
【解析】由题意得,则,
因为在上单调递增,
所以,则的定义域为.
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过 关 检 测
1、 选择题
1.函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【解析】根据题意,函数,所以,解得.
故选:C.
2.函数的大致图象为()
A. B. C. D.
【解析】由可知,,函数图象关于直线对称,B、C错误.
因为外层函数是减函数,内层函数在上单调递减,在上单调递增.
根据“同增异减”原则,函数在上单调递增,在上单调递减,A错误,D正确.
故选:D
3.若函数(,)的图象恒过点,则实数( )
A.1 B.2 C. D.
【解析】由题意得,,则,解得.
故选:C
2、 填空题
4.若函数是以为自变量的对数函数,则实数________.
【解析】因为函数是以为自变量的对数函数,
所以,解得.
故答案为:3
3、 解答题
6.已知函数(且)的图象经过点.
(1)求实数a的值;
(2)解不等式.
【解析】(1)因为函数的图象过点,
所以 ,解得 ;
(2)因为,所以是定义域上的增函数,
由可得,解得,
即不等式的解集为.
.
课 后 巩 固
1、 选择题
1.设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【解析】,对数函数是增函数,且,因此:,即;
,对数函数是减函数,且,因此:,即;
,指数函数是增函数,因此:,即;
综上,大小关系为.
故选:D
2.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【解析】由已知得,
解得.
故选:D.
3.已知函数,其中,则( )
A.函数的定义域是 B.函数的值域是
C.不等式的解集是 D.零点是
【解析】由已知,函数的定义域是,故A错误;
因为,所以,,故B错误;
由,得,解得,
又,所以,所以不等式的解集是,故C错误;
令,得,所以 ,
所以的零点为,故D正确.
故选:D
2、 填空题
4.若函数是函数的反函数,则_______
【解析】函数是函数的反函数,
则,所以.
故答案为:1
3、 解答题
5.已知函数.
(1)定义域
(2)判断的奇偶性;并且证明
(3)解不等式
【解析】(1)要使函数有意义,则,
解得,
所以函数的定义域为;
(2)函数是奇函数,证明如下:
由(1)可知,函数定义域关于原点对称,
因为,
所以函数是奇函数;
(3)不等式,则,即,
有,解得,
所以不等式的解集为.
6.已知函数(,且),若函数在区间上的最大值与最小值之差为1.
(1)求函数解析式;
(2)当,求函数的最值,并求出取得最值时对应的x的值;
【答案】(1)
(2)当时,函数有最小值,当时,函数有最大值0
【分析】(1)根据给定条件,利用对数函数单调性求出最值列式求出最值求解即可.
(2)求解,,令求解即可.
【解析】(1)当时,函数单调递增,
函数在区间上的最大值与最小值分别为,,
由题意可得:,
此时区间为;当时,此时,显然区间不成立,
综上所述:,即;
(2),
令,因为,所以,
所以,
所以,,
,,
所以当时,函数有最小值,当时,函数有最大值0.
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第17讲 对数函数
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学 考 要 求
理解对数和对数的运算,能进行简单的对数运算.
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知 识 必 备
1.对数函数概念:一般地,函数____________称为对数函数,其中a是常数,_______且_________.
2.对数函数的图象和性质
(,且)
底数
图象
定义域
______
值域
单调性
在上是________函数
在上是________函数
最值
______
奇偶性
________函数
共点性
图象过定点________,即时,
函数值特点
时,_______;
时,________
时,________;
时,________
对称性
函数与的图象关于________对称
3.指数函数与对数函数的关系:一般地,指数函数(,且)与对数函数(,且)互为______,它们的定义域与值域正好互换,且图象关于直线_____对称.
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典 例 探 究
题型一:求对数函数的解析式
例题1:(1)若函数是对数函数,则a的值是( )
A.1或2 B.1 C.2 D.且
(2)若某对数函数的图象过点,则该对数函数的解析式为________.
(3)已知函数(,且)的图象过点,则函数的解析式为______.
题型二:求对数函数的定义域
例题2:函数的定义域为__________.
题型三:求对数函数在区间上的值域
例题3:(1)函数,的值域是( )
A. B.
C. D.
(2)函数在区间上的最大值为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
题型四:对数型函数图象过定点问题
例题4:函数(,且)的图象恒过点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
题型五:对数型复合函数的单调性
例题5:函数的减区间是______.
题型六:求反函数
例题6:已知对数函数且,且图象过点,的反函数记为,则的解析式是________.
题型七:比较对数式的大小
例题7:已知,则( )
A. B. C. D.
题型八:由对数(型)的单调性求参数
例题8:(1)若 (且)在区间上是增函数,求a的取值范围.
(2)若对数函数在区间上单调递增,求实数的取值范围.
题型九:由对数函数的单调性解不等式
例题9:函数的定义域为___________.
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过 关 检 测
1、 选择题
1.函数的定义域是( )
A. B. C. D.
2.函数的大致图象为()
A. B. C. D.
3.若函数(,)的图象恒过点,则实数( )
A.1 B.2 C. D.
2、 填空题
4.若函数是以为自变量的对数函数,则实数________.
3、 解答题
6.已知函数(且)的图象经过点.
(1)求实数a的值;
(2)解不等式.
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课 后 巩 固
1、 选择题
1.设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
2.不等式的解集为( )
A. B. C. D.
3.已知函数,其中,则( )
A.函数的定义域是 B.函数的值域是
C.不等式的解集是 D.零点是
2、 填空题
4.若函数是函数的反函数,则_______
3、 解答题
5.已知函数.
(1)定义域
(2)判断的奇偶性;并且证明
(3)解不等式
6.已知函数(,且),若函数在区间上的最大值与最小值之差为1.
(1)求函数解析式;
(2)当,求函数的最值,并求出取得最值时对应的x的值;
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