2.8 对数函数(课件PPT)-【高考领航】2027年高考数学大一轮复习学案
2026-08-10
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦“对数函数”专题,依据课标要求覆盖概念、图象、性质及反函数等核心考点,对接高考评价体系,通过真题分析明确比较大小、解对数不等式、复合函数单调性为高频考点,归纳出图象识别、性质应用等常考题型,构建系统备考框架。
课件亮点在于“真题改编+方法归纳+素养提升”策略,如以2025年模拟题为例,用糖水不等式突破对数大小比较,结合复合函数“同增异减”原则解析单调性,培养学生数学思维与推理能力。设“易错陷阱警示”和“答题模板”,助力学生掌握解题技巧,教师可依托此课件精准教学,提升复习效率。
内容正文:
2.8 对数函数
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1.通过具体实例,了解对数函数的概念.能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图象中的特殊点. 2.知道对数函数y=logax与指数函数y=ax(a>0,且a≠1)互为反函数.
[课标解读]
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1
聚焦·必备知识
3
限时规范训练
栏
目
导
引
2
突破·核心考点
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聚焦
·必备知识
1.对数函数的概念
一般地,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,+∞)
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2.对数函数的图象和性质
a>1 0<a<1
图
象
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a>1 0<a<1
性
质 定义域:________________
值域:R
过定点___________
当x>1时,y>0;
当0<x<1时,y<0 当x>1时,y<0;
当0<x<1时,y>0
在(0,+∞)上是_________ 在(0,+∞)上是_________
(0,+∞)
(1,0)
增函数
减函数
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3.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,它们的定义域与值域正好互换,它们的图象关于直线_____对称.
y=logax
y=x
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常用结论
对数函数图象的特点(应用见例1)
(1)对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象恒过点(1,0),(a,1),,依据这三点的坐标可得到对数函数的大致图象.
(2)函数y=logax与y=(a>0,且a≠1)的图象关于x轴对称.
(3)如图给出4个对数函数的图象
则b>a>1>d>c>0,即在第一象限,不同的对数函数图象从左到右底数逐渐增大.
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1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)
(1)函数y=log2(x+1)是对数函数.( )
(2)函数y=ln -1<x<1}.( )
(3)当x>1时,若logax>logbx,则a<b.( )
(4)函数y=log2x与y=的图象重合.( )
×
√
×
√
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2.(人A必修一P160T1(3)改编)函数f(x)=ln |x|的大致图象是( )
C
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解析:C 函数的定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),故排除A、B,当x>0时,f(x)=ln x单调递增,故排除D.故选C.
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3.(人B必修二P27例2改编)不等式log2(2x+3)>log2(5x-6)的解集为( )
A.(-∞,3) B.
C. D.
解析:D 由已知得解得<x<3.故选D.
D
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4.(人A必修一P141T13(1)改编)已知x=ln π,y=log52,z=,则( )
A.x<y<z B.z<x<y
C.z<y<x D.y<z<x
解析:C x=ln π>ln e=1,由0=log51<log52<log55=1,可得0<y<1,z==0,故z<y<x.故选C.
C
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例1 (1)(2025·湖南长沙一模)已知lg a+lg b=0(a>0,b>0,且a≠1,b≠1),则函数f(x)=a-x与g(x)=logbx的图象可能是( )
解析:B 由lg a+lg b=0可知,=b,故f(x)=a-x=bx,故函数f(x)=a-x与函数g(x)=logbx的单调性相同.故选B.
突破
·核心考点
对数函数的图象及应用
考点
一
B
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(2)已知函数f(x)=|log3x|,若a<b,且f(a)=f(b),则a+4b的取值范围是
( )
A. B.
C.[5,+∞) D.(5,+∞)
解析:D 画出f(x)=|log3x|的图象如图所示,因为a<b,且f(a)=f(b),所以-log3a=log3b,故=b,且0<a<1,令y=a+4b,则y=a+,由对勾函数的性质可知y=a+在(0,1)上单调递减,
故y=a+>1+=5,故a+4b的取值范围是(5,
+∞).故选D.
D
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对数函数图象的识别及应用方法
(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.
注意:对于函数f(x)=|logax|(a>0,且a≠1),若f(m)=f(n)(m≠n),则必有mn=1.
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跟踪训练1 (1)(2025·广东深圳二模)已知a>0,且a≠1,则函数y=loga的图象一定经过( )
A.一、二象限
B.一、三象限
C.二、四象限
D.三、四象限
D
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解析:D 当x=0时,y=loga=-1,则当0<a<1时,函数图象过二、三、四象限;
则当a>1时,函数图象过一、三、四象限;
所以函数y=loga的图象一定经过三、四象
限.故选D.
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(2)若实数x,y,z互不相等,且满足2x=3y=log4z,则下列式子一定成立的是( )
A.z>x>y B.z>y>x
C.x>y>z D.z>x,z>y
解析:D 设2x=3y=log4z=k>0,则x=log2k,y=log3k,z=4k,分别作出t=log2k,t=log3k,t=4k的图象如图所示,
由图可知,当k>0时,4k>log2k,4k>log3k,
即z>x,z>y.故选D.
D
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角度1 比较大小
例2 (2025·辽宁辽阳一模)若a=-log0.220,b=log624,c=log312,则
( )
A.c>a>b B.b>a>c
C.a>b>c D.c>b>a
解析:A a=-log0.220=log520=1+log54,b=log624=1+log64,c=log312=1+log34,因为0=log41<log43<log45<log46,所以log34>log54>log64,则c>a>b.故选A.
考点
二
对数函数的性质及应用
A
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比较对数值大小的方法
若底数相同,真
数不同 若底数为同一常数,可由对数函数的单调性直接进行判断;若底数为同一字母,则需对底数进行分类讨论
若底数不同,真
数相同 可以先用换底公式化为同底后,再进行比较
若底数与真数都不同 常借助1,0等中间量进行比较
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角度2 解对数方程或不等式
例3 (1)不等式log2(x-1)<1的解集为__________.
解析:因为log2(x-1)<1,则log2(x-1)<log22,即0<x-1<2,解得1<x<3.
答案:(1,3)
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(2)解下列对数方程:
①log4(3-x)+log0.25(3+x)=;
②log2(9x-5)=log2(3x-2)+2.
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解:①原方程转化为log4=log4,则
解方程得x=0或x=7(舍),故原方程的解集为{0}.
②原方程转化为log2(9x-5)=log2[4(3x-2)]⇒9x-5=4(3x-2).即9x-4·3x+3=0,3x=1或3x=3,解得x=0或x=1.又故x=0不符合题意, 故原方程解集为{1}.
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1.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.
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2.对数方程的解法
(1)logaf(x)=logag(x)(a>0且a≠1),化为求解.
(2)形如F(logax)=0的方程如(logax)2+blogax+c=0,令logax=t后转化为t2+bt+c=0求解.
(3)形如logf(x)g(x)=c的方程,化为指数式[f(x)]c=g(x)求解.
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角度3 对数函数性质的综合应用
例4 已知f(x)=log2是一个奇函数.
(1)求f(x)的解析式和定义域;
(2)试判断f(x)的单调性并求出f(x)的值域.
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解:(1)因为函数f(x)=log2为奇函数,则f(-x)=-f(x),
即log2=-log2=log2,可得,
即(2+x)(2-x)=(a-x)(a+x),即4-x2=a2-x2,所以a2=4,解得a=±2,
当a=-2时,因为=-1(x≠2),此时,函数f(x)无意义;
当a=2时,f(x)=log2,符合题意,
由>0可得<0,解得-2<x<2,即函数f(x)的定义域为(-2,2).
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(2)f(x)=log2=log2=log2,
因为内层函数u=-1在(-2,2)上为减函数,外层函数y=log2u为增函数,
故函数f(x)在(-2,2)上单调递减,
当-2<x<2时,0<x+2<4,则u=-1>0,
所以函数f(x)的值域为R.
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解决与对数函数有关的复合函数的单调性问题
需关注三点
(1)遵循定义域优先的原则,所有问题都必须在定义域内讨论.
(2)底数与1的大小关系.
(3)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.
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跟踪训练2 (1)(2026·福建厦门期中)设a=log0.43,b=log43,c=30.4,则
( )
A.a<b<c B.b<c<a
C.a<c<b D.b<a<c
解析:A a=log0.43,因为0.4<1,对数函数单调递减,故a<log0.41=0;b=log43,因为4>1,对数函数单调递增,故0=log41<b<log44=1;c=30.4,因为3x单调递增,故c>30=1.因此a<b<c.故选A.
A
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(2)若loga(a2+1)<loga2a<0,则a的取值范围是________.
解析:由题意得a>0,且a≠1,故必有a2+1>2a,又loga(a2+1)<loga2a<0,所以0<a<1,同时2a>1,所以<a<1.综上,a的取值范围是.
答案:
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(3)(多选)(2025·贵州安顺模拟)已知函数f(x)=ln ,则( )
A.f(x)是奇函数
B.f(x)≥0
C.f(x)在(-2,2)上单调递减
D.f(x)在(2,+∞)上单调递增
解析:ACD 要使得函数f(x)有意义,则>0,解得x≠2且x≠-2,所以f(x)的定义域关于原点对称,且f(-x)+f(x)==ln 1=0,从而f(x)是奇函数,故A正确;f(1)=ln <ln 1=0,故B错误;当
ACD
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x∈(-2,2)时,f(x)=ln ==ln (2-x)-ln (2+x),y=ln (2-x)在(-2,2)上单调递减,y=ln (2+x)在(-2,2)上单调递增,所以f(x)在(-2,2)上单调递减,故C正确;当x∈(2,+∞)时,f(x)=ln =ln =ln ,y=1-在(2,+∞)上单调递增,y=ln x在(0,+∞)上单调递增,所以f(x)在(2,+∞)上单调递增,D正确.故选ACD.
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(人A必修一P43T10)已知b克糖水中含有a克糖(b>a>0),再添加m克糖(m>0)(假设全部溶解),糖水变甜了.请将这一事实表示为一个不等式,并证明这个不等式成立.
本题得到的不等式称为糖水不等式:
(1)设b>a>0,m>0,则有<;
(2)糖水不等式的倒数形式:设a>b>0,m>0,则有>.
对数型糖水不等式:
(1)设n∈N*,且n>1,则有logn+1·n<log(n+2)(n+1);
(2)设a>b>1,m>0,则有logab<loga+m(b+m);
(3)上式的倒数形式:设a>b>1,m>0,则有logba>logb+m(a+m).
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典例 已知a=3log83,b=,c=log45,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>b>c B.c>a>b
C.a>c>b D.c>b>a
A
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解析:A 法一:a=3log83=log827= =log23,b=log316=log34.对任意x>y>0,m>0,>0,即>.所以a=log23=>=log3>log34,即a>b,b=log34=>=log4>log45,即b>c,所以a>b>c.故选A.
法二:a=3log83=log827= =log23,b=log316=log34,c=log45,利用对数型糖水不等式得log23>log34>log45,即a>b>c.故选A.
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尝试训练 已知a>b>0,c∈R则下列不等式一定成立的是( )
A.ab<b2 B.ac2>bc2
C.< D.<
解析:C 对于A,由a>b>0,得ab>b2,故A错误;对于B,当c=0时,ac2=0=bc2,故B错误;对于C,由a>b>0,得a+1>b+1>0,则<,故C正确;对于D,取c=-b,则=0<,故D错误.故选C.
C
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(建议用时:60分钟 分值:96分)
限时规范
训练17 对数函数
1.若函数f(x)=4+log2x在区间[1,a]上的最大值为6,则a=( )
A.2 B.4
C.6 D.8
解析:B 因为函数f(x)=4+log2x在定义域(0,+∞)上单调递增,又函数f(x)在区间[1,a]上的最大值为6,所以f(a)=4+log2a=6,即log2a=2,所以a=22=4.故选B.
B
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2.函数y=|lg (x+1)|的单调递增区间是( )
A.(-1,0] B.[1,+∞)
C.(-1,+∞) D.[0,+∞)
解析:D y=|lg (x+1)|=的图象如图,
显然y=|lg (x+1)|的单调递增区间为[0,+∞).故选D.
D
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3.已知f(x)=ax,g(x)=logax(a>0且a≠1),若f(3)·g(3)<0,则f(x)与g(x)在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
C
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解析:C 因为f(3)·g(3)<0,所以可排除B、D,当0<a<1时,f(x)与g(x)同为减函数,当a>1时,f(x)与g(x)同为增函数,排除A.故选C.
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4.已知a=log23,b=log46,c=log49,则( )
A.a=b<c B.a<b<c
C.a=c>b D.a>c>b
解析:C 因为a=log23= =log49=c,又因为y=log4x在(0,+∞)上单调递增,所以log46<log49,所以a=c>b.故选C.
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5.(多选)(2025·安徽合肥三模)已知m>0且m≠1,则函数f(x)=+3的图象一定经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:AB 由f(x)=+3=2logm+3,m>0且m≠1,得f(0)=2logm+3=-2+3=1,即函数f(x)过点(0,1),当m>1时,函数f(x)单调递增,过第一、二、三象限;当0<m<1时,函数f(x)单调递减,过第一、二、四象限,故f(x)的图象一定经过第一、二象限.故选AB.
AB
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6.(多选)已知函数f(x)=ln ,下列说法正确的是( )
A.f(x)的定义域为(-1,1)
B.f(x)为奇函数
C.f(x)在定义域上是增函数
D.f(x)的值域为(0,+∞)
AB
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解析:AB 对于A,由>0,解得-1<x<1,即f(x)的定义域为(-1,1),故A正确;对于B,f(x)的定义域关于原点对称,f(-x)=ln =-ln =-f(x),即f(x)为奇函数,故B正确;对于C,f(x)==ln =ln ,在(-1,1)上,y=-1+单调递减,根据复合函数的单调性可知,f(x)在定义域上是减函数,故C错误;对于D,因为f(x)的定义域为(-1,1),所以-1+∈(0,+∞),所以ln ∈(-∞,+∞),故D错误.故选AB.
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7.(5分)若log0.5(m-2)>log0.5(4-m),则m的取值范围是________.
解析:若log0.5(m-2)>log0.5(4-m),则解得2<m<3,则m的取值范围是(2,3).
答案:(2,3)
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8.(5分)函数f(x)=ln x+ln (4-x)的单调递增区间为______.
解析:令4-x>0且x>0,解得0<x<4,可知函数的定义域为(0,4),因为f(x)=ln x+ln (4-x)=ln (-x2+4x),且u=-x2+4x在(0,2]内单调递增,在(2,4)内单调递减,y=ln u在定义域内单调递增,根据复合函数单调性知,函数在(0,2]内单调递增,在(2,4)内单调递减,所以函数的单调递增区间为(0,2].
答案:(0,2]
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9.(13分)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=log2x.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若g(x)=f(x)·f,x∈[1,8],求函数g(x)的值域.
解:(1)因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0.
因为x>0时,f(x)=log2x,
所以当x<0时,f(x)=-f(-x)=-log2(-x),
所以f(x)=
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(2)由题意得g(x)=(log2x)·=(log2x)·(log2x-2)=(log2x)2-2log2x,x∈[1,8],
令log2x=t,t∈[0,3],问题等价于求h(t)=t2-2t,t∈[0,3]的值域,
因为函数h(t)=t2-2t图象开口向上,对称轴为直线t=1,
所以h(t)在[0,1]上单调递减,在[1,3]上单调递增,
因为h(1)=1-2=-1,h(0)=0,h(3)=9-6=3,
所以h(t)min=-1,h(t)max=3,
所以函数g(x)的值域为[-1,3].
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10.(15分)(2025·天津南开二模)设a>0且a≠1,函数f(x)=loga(x-1),g(x)=loga(2x+t)(t∈R).
(1)当t=1时,求不等式2f(x)≤g(x)的解集;
(2)若函数h(x)=af(x)+tx2+2t+2在区间(1,3]上有零点,求t的取值范围.
解:(1)当t=1时,不等式2f(x)≤g(x)可化为2loga(x-1)≤loga(2x+1),
若0<a<1易错点:底数范围不同决定了函数单调性不同,所以一定要对底数进行讨论.则解得x≥4,
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若a>1,则解得1<x≤4,
综上所述,当0<a<1时,不等式2f(x)≤g(x)的解集为[4,+∞);
当a>1时,不等式2f(x)≤g(x)的解集为(1,4].
(2)由题意可知h(x)=aloga(x-1)+tx2+2t+2=tx2+x+2t+1,
令tx2+x+2t+1=0,即t(x2+2)=-(x+1),
因为x∈(1,3],所以x+1∈(2,4],
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所以t≠0,所以将函数零点问题转化为方程有解问题,设m=x+1∈(2,4],
则=-+2,
因为函数y=-+2在(2,4]上单调递减,
所以-<-,所以-<t≤-.
故t的取值范围是.
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11.若a=ln ,b= ,c=ln ,则a,b,c的大小关系是
( )
A.c<a<b B.a<b<c
C.c<b<a D.b<a<c
解析:D a2=2=2=>=b2,又a>0,b>0,则a>b,因为6<3e,则ln <ln ,故a<c,综上所述,b<a<c.故选D.
D
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12.(多选)已知a=log210,b=log3,则( )
A.ab<0 B.4a·9b=1
C.>1 D.log56=
解析:ABD 因为a=log210>log21=0,b=log3<log31=0,所以ab<0,故A正确;因为4a·9b= =2=1,故B正确;因为=lg 2-(-lg 3)=lg 6<lg 10=1,故C错误;因为=log56,故D正确.故选ABD.
ABD
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13.(15分)已知函数f(x)=log2(x2-ax+1).
(1)若f(x)为偶函数,求a的值;
(2)若f(x)在(2,4)上单调递增,求a的取值范围;
(3)设g(x)=4x-2x+1,若对于任意x1∈(0,1),存在x2∈[-1,1],使得不等式f(x1)≥g(x2)成立,求a的取值范围.
解:(1)因为函数f(x)为偶函数,所以f(-x)=f(x),即log2(x2+ax+1)=log2(x2-ax+1).
又因为函数y=log2x是增函数,
所以x2+ax+1=x2-ax+1,即得2ax=0对于函数f(x)定义域内任意的x都成立,
所以a=0.
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(2)令t=x2-ax+1,则y=log2t.
因为函数y=log2t在(0,+∞)上单调递增,f(x)在(2,4)上单调递增,
所以根据复合函数单调性的判断方法可得:函数t=x2-ax+1在(2,4)上单调递增,
且t≥0在(2,4)上恒成立,所以解得a≤.
故a的取值范围为.
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(3)因为对于任意x1∈(0,1),存在x2∈[-1,1],使得不等式f(x1)≥g(x2)成立,所以f(x)≥g(x)min.
令u=2x,x∈[-1,1],因为g(x)=4x-2x+1=(2x)2-2×2x, 所以y=u2-2u,u∈.
又因为二次函数y=u2-2u的图象开口向上,对称轴为直线u=1,
所以当u=1时,函数y=u2-2u有最小值-1,故当x∈[-1,1]时,g(x)min=-1.
所以f(x)≥-1对于任意x∈(0,1)恒成立,即x2-ax+1≥对于任意x∈(0,1)恒成立,
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故a≤x+对于任意x∈(0,1)恒成立.
由基本不等式可得:x+ ,当且仅当x=时等号成立,
所以a≤ ,故a的取值范围为.
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2.8 对数函数
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