内容正文:
第16讲 对数函数(知识详解+12典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:对数函数的概念及应用
知识点02:反函数
知识点03:对数函数的图象和性质
知识点04:几个函数模型增长差异的比较
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:对数函数的概念判断与求值
题型02:求对数函数、对数型复合函数的定义域
题型03:求对数型复合函数的值域
题型04:根据对数函数的值域求参数值或范围
题型05:对数型函数图象过定点问题
题型06:研究对数函数的单调性与对数型复合函数的单调性
题型07:根据对数函数的最值求参数或范围
题型08:求反函数
题型09:比较对数式的大小
题型10:由对数(型)的单调性求参数
题型11:由对数函数的单调性解不等式
题型12:不同函数增长的差异
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】对数函数的概念及应用
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,函数的定义域是(0,+∞).
注意点:
(1)对数函数的系数为1.
(2)真数只能是一个x.
(3)底数与指数函数的范围相同.
(4)对于函数y=2log2x等这一类的函数,根据对数的运算法则,它可以化为对数函数,因为它与对数函数y=x有相同的定义域和对应关系,故函数相等.
【例1】判断下列函数是否为对数函数,并说明理由:(1);(2);(3)
【知识点02】反函数
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.
【例2】:已知点在指数函数的图象上,求其对应的对数函数解析式,并写出该对数函数图象上的一个定点。
【知识点03】对数函数的图象和性质
对数函数的图象和性质
y=logax (a>0,且a≠1)
底数
a>1
0<a<1
图象
定义域
(0,+∞)
值域
R
单调性
在(0,+∞)上是增函数
在(0,+∞)上是减函数
最值
无最大、最小值
奇偶性
非奇非偶函数
共点性
图象过定点(1,0),即x=1时,y=0
函数值特点
当x∈(0,1)时,
y∈(-∞,0);
当x∈[1,+∞)时,
y∈[0,+∞)
当x∈(0,1)时,
y∈(0,+∞);
当x∈[1,+∞)时,
y∈(-∞,0]
对称性
函数y=logax与的图象关于x轴对称
注意点:
(1)函数图象只出现在y轴右侧.
(2)对任意底数a,当x=1时,y=0,故过定点(1,0).
(3)当0<a<1时,底数越小,图象越靠近x轴.
(4)当a>1时,底数越大,图象越靠近x轴.
(5)任意底数互为倒数的两个对数函数的图象关于x轴对称.
【例3】比较下列两组数的大小:(1)与;(2)与
【知识点04】几个函数模型增长差异的比较
三种常见函数模型的增长差异
函数
性质
y=ax(a>1)
y=logax(a>1)
y=kx(k>0)
在(0,+∞)上的增减性
单调递增
单调递增
单调递增
图象的变化
随x的增大逐渐变“陡”
随x的增大逐渐趋于稳定
增长速度不变
形象描述
指数爆炸
对数增长
直线上升
增长速度
y=ax(a>1)的增长速度最终都会大大超过y=kx(k>0)的增长速度;总存在一个x0,当x>x0时,恒有logax<kx
增长结果
存在一个x0,当x>x0时,有ax>kx>logax
注意点:
(1)当描述增长速度变化很快时,常常选用指数函数模型.
(2)当要求不断增长,但又不会增长过快,也不会增长很大时,常常选用对数函数模型.
(3)一次函数增长速度不变,平稳变化.
(4)函数值的大小不等同于增长速度快慢,数值大不一定增长速度快,增长速度体现在函数值的变化趋势上.
【例4】当足够大时,比较函数、、的增长速度大小,并说明理由。
【题型01】对数函数的概念判断与求值
【典例1-1】(25-26高一上·安徽淮北·期末)已知,则( )
A.2 B.1 C. D.
【变式1-1】(24-25高一上·全国·课堂例题)下列函数中是对数函数的为( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(多选)(24-25高一上·新疆和田·期末)下列数字中,能做为对数式中真数的是( )
A.0 B. C. D.
【变式1-3】(24-25高一上·全国·课前预习)下列函数中,哪些是对数函数?
(1);
(2);
(3);
(4)(,且);
(5).
【题型02】求对数函数、对数型复合函数的定义域
【典例2-1】(25-26高一上·新疆阿克苏·期末)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(24-25高一下·贵州毕节·期末)函数的定义域为______.
【变式2-2】(多选)(24-25高一上·安徽淮北·期末)已知函数定义域为R,则的值可能为( )
A.5 B.0 C.8 D.6
【变式2-3】求下列函数的定义域:
(1); (2);
(3); (4).
【题型03】求对数型复合函数的值域
【典例3-1】函数的值域为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(25-26高一上·河北石家庄·期末)函数的值域是_____.
【变式3-2】(多选)(24-25高一上·贵州遵义·期末)下列函数中,值域是的有( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】(24-25高一上·湖北荆州·阶段检测)求下列函数的值域:
(1);
(2)
【题型04】根据对数函数的值域求参数值或范围
【典例4-1】(25-26高一上·重庆·期中)已知函数的值域为,则的取值范围是_____.
【变式4-1】(25-26高一上·贵州六盘水·期末)已知函数的值域为,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(25-26高一上·山东泰安·期末)已知函数,若对任意实数,总存在实数,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(25-26高一上·陕西咸阳·阶段检测)已知函数
(1)若的定义域为,求实数的取值范围.
(2)若函数的值域为,求实数的取值范围.
【题型05】对数型函数图象过定点问题
【典例5-1】(25-26高一下·贵州六盘水·期末)函数(且)的图象恒过定点P,则点P的坐标为________.
【变式5-1】(25-26高一上·广西柳州·期末)函数(,且)的图象恒过点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式5-2】(25-26高一上·河南·期末)若函数(,)的图象恒过点,则实数( )
A.1 B.2 C. D.
【变式5-3】已知函数的图象恒过定点,若点也在函数的图象上,求的值.
【题型06】研究对数函数的单调性与对数型复合函数的单调性
【典例6-1】(24-25高一上·全国·课前预习)函数的图象如图所示,则a的值可以是( )
A. B.2 C.e D.
【变式6-1】(25-26高一上·安徽马鞍山·期末)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(多选)(2026高一·全国·专题练习)下列函数在上单调递增的为( )
A. B.
C. D.
【变式6-3】判断下列函数的单调性:
(1); (2);
(3); (4).
【题型07】根据对数函数的最值求参数或范围
【典例7-1】(2025高一·全国·专题练习)已知函数的最大值为3,则______.
【变式7-1】(25-26高一上·山东聊城·阶段检测)已知且,函数,若的最大值与最小值之差为2,则( )
A.2 B. C.2或 D.或
【变式7-2】(25-26高一上·湖南邵阳·期末)已知函数存在最小值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式7-3】(24-25高一上·陕西咸阳·阶段检测)已知函数,其中,记函数的定义域为.
(1)求函数的定义域;
(2)若函数的最大值为,求的值;
【题型08】求反函数
【典例8-1】函数的反函数是___________
【变式8-1】的反函数是( )
A. B.
C. D.
【变式8-2】(25-26高一上·广西·阶段检测)已知函数与互为反函数,则( )
A.-1 B.-2 C.3 D.1
【变式8-3】求下列函数的反函数:
(1);
(2);
(3),.
【题型09】比较对数式的大小
【典例9-1】(25-26高一下·湖南·阶段检测)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【变式9-1】已知,,,则的大小关系是 ____.(用“”连接)
【变式9-2】比较下列各组数的大小.
(1)与;
(2)与;
(3),与.
【变式9-3】(2025高一上·全国·专题练习)比较下列各组中两个值的大小.
(1);
(2)(,且);
(3);
(4).
【题型10】由对数(型)的单调性求参数
【典例10-1】(25-26高一上·江西·阶段检测)若函数在区间上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式10-1】(多选)已知函数在上单调递减,则的值可能为( )
A. B. C. D.2
【变式10-2】(2025高一上·山东枣庄·专题练习)函数在上单调递增,则实数的取值范围是________.
【变式10-3】若函数(且)在上的最大值为2,最小值为m,函数在上是严格增函数,求的值.
【题型11】由对数函数的单调性解不等式
【典例11-1】.(25-26高一下·广东广州·期末)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【变式11-1】(25-26高一上·宁夏银川·阶段检测)已知函数(且),若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【变式11-2】(2026高一·全国·专题练习)不等式的解集为______.
【变式11-3】(25-26高一上·江西宜春·期末)已知函数的图象过原点,且.
(1)求实数、的值;
(2)求不等式的解集;
【题型12】不同函数增长的差异
【典例12-1】(24-25高一上·全国·课后作业)有一组实验数据如表:
x
2
3
4
5
6
y
1.40
2.56
5.31
11
21.30
则体现这些数据的最佳函数模型是( )
A. B.
C. D.
【变式12-1】(24-25高一上·全国·课后作业)已知函数,则下列关于这三个函数的描述中,正确的是( )
A.当时,函数均为增函数
B.当时,的增长速度一直快于
C.当时,的增长速度一直快于
D.当时,的增长速度一直快于
【变式12-2】(24-25高一上·全国·课后作业)某工厂8年来某产品总产量与时间(年)的函数关系如图,则:
①前3年总产量增长速度越来越快;
②前3年总产量增长速度越来越慢;
③第3年后,这种产品停止生产.
以上说法中正确的是________.(填序号)
【变式12-3】(24-25高一上·全国·课后作业)四个因变量随自变量变化的数据如表:
x
1
5
10
15
20
25
30
2
26
101
226
401
626
901
2
32
1024
32768
2
10
20
30
40
50
60
2
4.322
5.322
5.907
6.322
6.644
9.907
则关于呈指数型函数变化的变量是___________.
知识点01 对数函数的概念及应用
1. 定义
一般地,形如 的函数,叫做对数函数。其中是自变量。
定义域:,值域:。
2. 标准判定条件
必须同时满足:底数为正常数且不等于1、真数为纯、函数系数为1。
形如 为对数型复合函数,不是标准对数函数。
3. 函数模型应用
对数函数属于增速递减增长模型,增长速度随自变量增大逐渐变缓,常用于描述增长趋于饱和的实际问题。
知识点02 反函数
1. 核心关系
指数函数 与对数函数 互为反函数。
2. 反函数三大性质
1. 图象关于直线 对称;
2. 定义域、值域互换:
:定义域,值域;
:定义域,值域。
3. 点对称:若 在指数函数上,则 在对应对数函数上。
知识点03 对数函数的图象和性质
函数:
1. 通用共性
1. 图象恒在轴右侧,定义域;
2. 恒过定点 ,即 ;
3. 在定义域上单调不间断。
2. 单调性分类
1. :函数在 上单调递增;
2. :函数在 上单调递减。
3. 函数值正负规律
:,
:,
知识点04 常见函数模型增长差异的比较
1. 三类增长模型()
1. 指数函数 :爆炸式增长,增速越来越快;
2. 一次函数 :匀速线性增长,增速恒定;
3. 对数函数 :慢速增长,增速持续放缓。
2. 终极增长结论
当 (自变量足够大)时,增长速度:
指数增长最快,线性增长居中,对数增长最慢。
注:该规律仅对足够大的成立,小范围自变量无固定大小关系。
知识点05本节高频易错总结
1. 对数函数真数必须大于0,解题优先判断定义域;
2. 只有标准式为对数函数,变形函数不满足定义;
3. 互为反函数图象对称、定义域值域互换,但函数解析式不同;
4. 对数比较大小:先看底数判单调性,再看真数比大小;
5. 三大函数增长快慢结论仅适用于自变量足够大的情况。
一、单选题
1.(24-25高一上·全国·课后作业)已知实数且,函数的大致图象如下,则,的取值范围可能为( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高一上·山西长治·期末)下列函数中,在上增长速度最慢的是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·江西吉安·期末)设,则( )
A. B. C. D.
4.(25-26高一上·河南周口·期末)若函数是函数的反函数,则的值为( )
A.16 B.0 C.1 D.2
5.(25-26高一上·河南·阶段检测)函数的图象经过的定点坐标为( )
A. B. C. D.
6.(25-26高一上·辽宁·期末)已知函数的定义域为,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高一下·陕西汉中·阶段检测)已知是定义在R上的奇函数,且当时,,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高一上·浙江温州·期末)已知函数有最小值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(24-25高一上·甘肃天水·期末)关于的不等式的解集可能为( )
A. B. C. D.
10.(24-25高一上·甘肃甘南·期末)设,,,当时,对这三个函数的增长速度进行比较,下列结论中,错误的是 ( )
A.的增长速度最快, 的增长速度最慢
B.的增长速度最快, 的增长速度最慢
C.的增长速度最快, 的增长速度最慢
D.的增长速度最快, 的增长速度最慢
11.(2025高一上·江苏镇江·专题练习)给出以下四个结论,其中正确的是( )
A.函数的图象过定点
B.若,则的取值范围是
C.当时,幂函数的图象是一条直线
D.若函数在区间上单调递减,则的取值范围是
三、填空题
12.(25-26高一下·云南昭通·期末)已知函数,则的定义域是_________.
13.(25-26高一上·江西赣州·期末)当且时,函数的图象经过定点__________.
14.(24-25高一上·贵州贵阳·阶段检测)已知,,,则三者大小关系为__________(按从小到大顺序).
四、解答题
15.(24-25高一上·全国·周测)(1)若函数是对数函数,求实数的取值范围;
(2)如果对数式有意义,求实数的取值范围.
16.(25-26高一上·云南昆明·期末)已知函数.
(1)求函数的定义域、值域;
(2)如果,求m的取值范围.
17.(24-25高一上·河北邯郸·阶段检测)已知函数满足.
(1)求的解析式;
(2)当时,,求函数的反函数.
18.(24-25高一上·云南昭通·期末)已知函数.
(1)若的定义域为,求的取值范围;
(2)若的值域为,求的取值范围.
19.(24-25高一下·贵州遵义·阶段检测)已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)若的值域为,求a的取值范围;
(3)是否存在实数使得函数在区间上单调递减?若存在,写出一个符合题意的值;若不存在,说明理由.
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第16讲 对数函数(知识详解+12典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:对数函数的概念及应用
知识点02:反函数
知识点03:对数函数的图象和性质
知识点04:几个函数模型增长差异的比较
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:对数函数的概念判断与求值
题型02:求对数函数、对数型复合函数的定义域
题型03:求对数型复合函数的值域
题型04:根据对数函数的值域求参数值或范围
题型05:对数型函数图象过定点问题
题型06:研究对数函数的单调性与对数型复合函数的单调性
题型07:根据对数函数的最值求参数或范围
题型08:求反函数
题型09:比较对数式的大小
题型10:由对数(型)的单调性求参数
题型11:由对数函数的单调性解不等式
题型12:不同函数增长的差异
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】对数函数的概念及应用
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,函数的定义域是(0,+∞).
注意点:
(1)对数函数的系数为1.
(2)真数只能是一个x.
(3)底数与指数函数的范围相同.
(4)对于函数y=2log2x等这一类的函数,根据对数的运算法则,它可以化为对数函数,因为它与对数函数y=x有相同的定义域和对应关系,故函数相等.
【例1】判断下列函数是否为对数函数,并说明理由:(1);(2);(3)
解:(1) 是对数函数。
符合标准形式,底数,真数为,系数为1,满足对数函数定义。
(2) 不是对数函数。
对数函数标准式系数必须为1,该函数系数为2,属于对数型复合函数,并非标准对数函数。
(3) 不是对数函数。
对数函数要求底数为常数、真数为自变量,该函数底数为自变量、真数为常数,不符合定义。
答案:(1) 是对数函数;(2)(3) 不是对数函数
【知识点02】反函数
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.
【例2】:已知点在指数函数的图象上,求其对应的对数函数解析式,并写出该对数函数图象上的一个定点。
解:步骤1:求指数函数底数
将代入,得,由,得。
因此指数函数为。
步骤2:求反函数(对数函数)解析式
的反函数为。
步骤3:求对称定点
根据反函数对称性,点关于的对称点在对数函数图象上。
答案:对数函数解析式为,定点为
【知识点03】对数函数的图象和性质
对数函数的图象和性质
y=logax (a>0,且a≠1)
底数
a>1
0<a<1
图象
定义域
(0,+∞)
值域
R
单调性
在(0,+∞)上是增函数
在(0,+∞)上是减函数
最值
无最大、最小值
奇偶性
非奇非偶函数
共点性
图象过定点(1,0),即x=1时,y=0
函数值特点
当x∈(0,1)时,
y∈(-∞,0);
当x∈[1,+∞)时,
y∈[0,+∞)
当x∈(0,1)时,
y∈(0,+∞);
当x∈[1,+∞)时,
y∈(-∞,0]
对称性
函数y=logax与的图象关于x轴对称
注意点:
(1)函数图象只出现在y轴右侧.
(2)对任意底数a,当x=1时,y=0,故过定点(1,0).
(3)当0<a<1时,底数越小,图象越靠近x轴.
(4)当a>1时,底数越大,图象越靠近x轴.
(5)任意底数互为倒数的两个对数函数的图象关于x轴对称.
【例3】比较下列两组数的大小:(1)与;(2)与
解:(1) 比较与
构造函数,底数,函数在上单调递增。
因为,根据增函数性质,自变量越大函数值越大,故。
(2) 比较与
构造函数,底数,函数在上单调递减。
因为,根据减函数性质,自变量越大函数值越小,故。
答案:(1) ;(2)
【知识点04】几个函数模型增长差异的比较
三种常见函数模型的增长差异
函数
性质
y=ax(a>1)
y=logax(a>1)
y=kx(k>0)
在(0,+∞)上的增减性
单调递增
单调递增
单调递增
图象的变化
随x的增大逐渐变“陡”
随x的增大逐渐趋于稳定
增长速度不变
形象描述
指数爆炸
对数增长
直线上升
增长速度
y=ax(a>1)的增长速度最终都会大大超过y=kx(k>0)的增长速度;总存在一个x0,当x>x0时,恒有logax<kx
增长结果
存在一个x0,当x>x0时,有ax>kx>logax
注意点:
(1)当描述增长速度变化很快时,常常选用指数函数模型.
(2)当要求不断增长,但又不会增长过快,也不会增长很大时,常常选用对数函数模型.
(3)一次函数增长速度不变,平稳变化.
(4)函数值的大小不等同于增长速度快慢,数值大不一定增长速度快,增长速度体现在函数值的变化趋势上.
【例4】当足够大时,比较函数、、的增长速度大小,并说明理由。
解:步骤1:判定函数模型类型
():指数增长模型;
():一次匀速增长模型;
():对数增长模型。
步骤2:根据增长规律判断
根据三大函数增长特性:自变量无限增大时,指数函数呈爆炸式增长,增速最快;一次函数匀速增长,增速居中;对数函数增长持续放缓,增速最慢。
答案:增长速度由快到慢依次为:
【题型01】对数函数的概念判断与求值
【典例1-1】(25-26高一上·安徽淮北·期末)已知,则( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】B
【详解】由题设 .
【变式1-1】(24-25高一上·全国·课堂例题)下列函数中是对数函数的为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】运用对数函数概念可判断.
【详解】根据对数函数概念,形如且的函数是对数函数.结合选项知道为对数函数.
故选:D.
【变式1-2】(多选)(24-25高一上·新疆和田·期末)下列数字中,能做为对数式中真数的是( )
A.0 B. C. D.
【答案】BCD
【分析】根据对数函数的定义,结合选项,即可求解.
【详解】由对数函数 且,可得函数的定义域为,
结合选项,可得可以作为对数函数的真数.
故选:BCD.
【变式1-3】(24-25高一上·全国·课前预习)下列函数中,哪些是对数函数?
(1);
(2);
(3);
(4)(,且);
(5).
【答案】(1)不是
(2)不是
(3)不是
(4)不是
(5)是
【分析】(1)由对数函数的定义判断可得;
(2)由对数函数的定义判断可得;
(3)由对数函数的定义判断可得;
(4)由对数函数的定义判断可得;
(5)由对数函数的定义判断可得;
【详解】(1)原式中真数为,不是对数函数.
(2)原式中对数式后加2,不是对数函数.
(3)原式中真数为,且系数不为1,故不是对数函数.
(4)原式中底数不是常数,而真数是常数,所以不是对数函数.
(5)原式中底数是6,真数为,系数为1,符合对数函数的定义,故是对数函数.
【题型02】求对数函数、对数型复合函数的定义域
【典例2-1】(25-26高一上·新疆阿克苏·期末)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用对数的真数大于零可得出关于的不等式,即可解得函数的定义域.
【详解】对于函数,有,解得,故函数的定义域为.
故选:D.
【变式2-1】(24-25高一下·贵州毕节·期末)函数的定义域为______.
【答案】
【分析】根据具体函数定义域的求法直接可得解.
【详解】由已知,
则,
解得或,
即函数的定义域为,
故答案为:.
【变式2-2】(多选)(24-25高一上·安徽淮北·期末)已知函数定义域为R,则的值可能为( )
A.5 B.0 C.8 D.6
【答案】ACD
【详解】因为函数定义域为R,
所以对恒成立,
若,则对不恒成立,故不符合题意;
若,则,解得,
所以的取值范围为.
【变式2-3】求下列函数的定义域:
(1); (2);
(3); (4).
【答案】(1); (2);(3);(4).
【分析】根据解析式列出使函数有意义的不等式,即可解出定义域.
【详解】(1)要使函数有意义,
只需,解得:,
所以的定义域为.
(2)要使函数有意义,
只需,解得:,
所以的定义域为.
(3)要使函数有意义,
只需,解得:,
所以的定义域为.
(4)要使函数有意义,
只需,解得:,
所以的定义域为.
【题型03】求对数型复合函数的值域
【典例3-1】函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用换元法和对数函数单调性即可求得函数的值域.
【详解】函数的定义域为R,
令,则,
又在上单调递增,则,
则函数的值域为
故选:B
【变式3-1】(25-26高一上·河北石家庄·期末)函数的值域是_____.
【答案】
【分析】先分析真数的取值范围,再确定对数函数的值域即可;
【详解】因为函数,则,
所以,
即函数的值域是.
故答案为:.
【变式3-2】(多选)(24-25高一上·贵州遵义·期末)下列函数中,值域是的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】AB根据一次和二次函数的性质得出;C根据以及对数函数的性质判断;D根据以及对数函数的性质判断.
【详解】的值域为,故A正确;
的值域为,故B错误;
因为,所以,故C错误;
因为恒成立,所以的定义域为,
因为在上单调递增,
且时,,时,,
所以,
所以,
故的值域为,故D正确.
故选:AD
【变式3-3】(24-25高一上·湖北荆州·阶段检测)求下列函数的值域:
(1);
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据二次函数的性质可得,即可根据对数函数的单调性求解,
(2)根据对数的运算性质可得,即可利用换元法,结合二次函数的性质求解.
【详解】(1)由于的定义域满足,故,
进而可得,,
故
(2),
由于,令,则,
故,
故当时,取得最小值,
当时,取得最大值,
故值域为.
【题型04】根据对数函数的值域求参数值或范围
【典例4-1】(25-26高一上·重庆·期中)已知函数的值域为,则的取值范围是_____.
【答案】
【分析】函数的值域为,需要满足二次函数的值域包含所有正实数,由判别式求解即可.
【详解】,,解得.
故答案为:.
【变式4-1】(25-26高一上·贵州六盘水·期末)已知函数的值域为,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意可得函数的值域包含,进而分、两种情况讨论求解即可.
【详解】由题意,函数的值域包含,
当时,函数为,值域为,包含,符合题意;
当时,由,解得.
综上所述,实数a的取值范围为.
故选:C
【变式4-2】(25-26高一上·山东泰安·期末)已知函数,若对任意实数,总存在实数,使得,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,根据题意,转化为是函数 的子集,结合二次函数的性质,分类讨论,即可求解.
【详解】因为对任意实数,总存在实数,使得,
所以函数的值域为,
设,则满足是函数值域的子集,
当时,,此时的值域为,符合题意;
当时,则满足,解得,
综上可得:实数的取值范围是.
故选:B.
【变式4-3】(25-26高一上·陕西咸阳·阶段检测)已知函数
(1)若的定义域为,求实数的取值范围.
(2)若函数的值域为,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据题意转化为不等式恒成立问题,根据判别式计算求解即可;
(2)根据对数型函数的值域特点,根据一元二次方程根的判别式求解即可.
【详解】(1)要使的定义域为,则对任意实数x都有恒成立.
由二次函数图象可知
解得.
故所求a的取值范围为.
(2)要使的值域为,则有的值域必须包含.
由二次函数图象可知,其二次函数图象必须与x轴有公共点,
∴
即或.
故所求a的取值范围为.
【题型05】对数型函数图象过定点问题
【典例5-1】(25-26高一下·贵州六盘水·期末)函数(且)的图象恒过定点P,则点P的坐标为________.
【答案】
【详解】因为,所以,即,
所以函数的图象恒过定点.
【变式5-1】(25-26高一上·广西柳州·期末)函数(,且)的图象恒过点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】对数型函数过定点,只要令真数部分值为1,解出的值,再将的值代入解析式求得的值.
【详解】令,解得,再将代入解析式得.
所以过定点,即.
故选:D
【变式5-2】(25-26高一上·河南·期末)若函数(,)的图象恒过点,则实数( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】C
【分析】根据求出的值.
【详解】由题意得,,则,解得.
故选:C
【变式5-3】已知函数的图象恒过定点,若点也在函数的图象上,求的值.
【答案】
【分析】令可求得函数的图象所经过的定点的坐标,再将点的坐标代入函数的解析式,可求得实数的值.
【详解】函数的图象恒过定点,
令,可得,则,,
点也在函数的图象上,则,可得:.
【点睛】本题考查对数型函数图象过定点的问题,同时也考查了指数运算,考查计算能力,属于基础题.
【题型06】研究对数函数的单调性与对数型复合函数的单调性
【典例6-1】(24-25高一上·全国·课前预习)函数的图象如图所示,则a的值可以是( )
A. B.2 C.e D.
【答案】A
【分析】由图象结合对数函数的性质可得答案.
【详解】因为函数的图象是单调递减的,所以,
由选项可知A正确.
故选:A.
【变式6-1】(25-26高一上·安徽马鞍山·期末)函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出函数的定义域,再利用复合函数单调性,结合二次函数、对数函数单调性求出递增区间.
【详解】函数中,,解得或,
函数在上单调递减,在上单调递增,而函数在上单调递减,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
即函数的单调递增区间为.
故选:D
【变式6-2】(多选)(2026高一·全国·专题练习)下列函数在上单调递增的为( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】根据函数的解析式,直接判断函数的单调性,判断ABC,D选项,可以分区间取特殊值,判断D.
【详解】A.根据对勾函数的单调性可知,在上单调递减,在上单调递增,故A不是;
B.在上单调递增,故B是;
C.在上单调递增,故C是;
D,由,得函数在上不单调,D不是.
故选:BC
【变式6-3】判断下列函数的单调性:
(1); (2);
(3); (4).
【答案】(1)在上单调递增;(2)在上单调递减;(3)在上单调递增;(4)在上单调递减;
【分析】(1)根据对数函数的性质判断可得;
(2)根据对数函数的性质判断可得;
(3)根据复合函数的单调性法则判断可得;
(4)根据复合函数的单调性法则判断可得;
【详解】解:(1)在上单调递增;
(2)在上单调递减;
(3)因为,令,解得,所以函数的定义域为,又因为与上单调递增,所以函数在上单调递增;
(4)因为,令,解得,所以函数的定义域为;
又因为在定义域上单调递增,在定义域上单调递减,所以函数在上单调递减;
【题型07】根据对数函数的最值求参数或范围
【典例7-1】(2025高一·全国·专题练习)已知函数的最大值为3,则______.
【答案】2
【分析】利用基本不等式及对数函数的单调性即可求解.
【详解】 ,令,
,
当且仅当,即时等号成立,
又单调递增,,即,解得.
故答案为:2.
【变式7-1】(25-26高一上·山东聊城·阶段检测)已知且,函数,若的最大值与最小值之差为2,则( )
A.2 B. C.2或 D.或
【答案】D
【分析】根据函数的单调性分类讨论确定最大值和最小值,然后解方程得值.
【详解】化简得,,当时,,因此,
由二次函数性质可知在区间上单调递减.
当时,函数在定义域内单调递增,所以函数在区间上单调递减,
所以,由题意可得,解得,符合;
当时,函数在定义域内单调递减,所以函数在区间上单调递增,
所以,
由题意可得,解得,符合.
综上,或.
故选:D.
【变式7-2】(25-26高一上·湖南邵阳·期末)已知函数存在最小值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】令 ,,要使函数存在最小值,
则在上有大于0的最小值,结合二次函数的图像与性质即可求解.
【详解】令 ,则,
令,
所以函数存在最小值,
则在上有大于0的最小值,
由二次函数的图像与性质可得:,
解得:,
所以实数的取值范围是
故选:A
【变式7-3】(24-25高一上·陕西咸阳·阶段检测)已知函数,其中,记函数的定义域为.
(1)求函数的定义域;
(2)若函数的最大值为,求的值;
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据对数的真数大于零可得出关于的不等式组,由此可解得函数的定义域;
(2)利用复合函数法分析函数的单调性,结合函数的最大值为可求得实数的值.
【详解】(1)对于函数,其中,有,解得,
所以,函数的定义域.
(2)因为,
由于内函数在上单调递增,在上单调递减,
外函数为增函数,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以,可得,
因为,解得.
【题型08】求反函数
【典例8-1】函数的反函数是___________
【答案】
【分析】先解出,然后再将互换即可得其反函数.
【详解】由,得,
所以的反函数为,
故答案为:
【变式8-1】的反函数是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据指数函数与对数函数的关系,准确改写,即可求解.
【详解】根据指数函数与对数函数的关系,可得函数的反函数为.
故选:B.
【变式8-2】(25-26高一上·广西·阶段检测)已知函数与互为反函数,则( )
A.-1 B.-2 C.3 D.1
【答案】A
【分析】根据反函数得,代入自变量求函数值即可.
【详解】因为函数与互为反函数,所以,则.
故选:A
【变式8-3】求下列函数的反函数:
(1);
(2);
(3),.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)确定函数的值域即为反函数定义域,把函数式中作为变量解方程,解出后,然后交换得反函数;
(2)确定函数的值域即为反函数定义域,把函数式中作为变量解方程,解出后,然后交换得反函数;
(3)确定函数的值域即为反函数定义域,把函数式中作为变量解方程,解出后,然后交换得反函数.
【详解】(1)的值域为,
所以,所以,所以.
(2),
由可得:,即,
∴.
(3)当可得:,
由,可得:,
∴.
【题型09】比较对数式的大小
【典例9-1】(25-26高一下·湖南·阶段检测)已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】借助对数性质计算即可得.
【详解】,,故.
【变式9-1】已知,,,则的大小关系是 ____.(用“”连接)
【答案】
【分析】根据对数函数单调性,结合临界值可比较出大小关系.
【详解】,,;
,,.
故答案为:.
【变式9-2】比较下列各组数的大小.
(1)与;
(2)与;
(3),与.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据的单调性比较出大小;
(2)利用对数函数单调性和中间值比较出;
(3)利用指数函数和对数函数单调性和中间值比较出大小
【详解】(1)因为函数在上是增函数,又,所以.
(2)由于,所以.
(3)因为,,
所以.
【变式9-3】(2025高一上·全国·专题练习)比较下列各组中两个值的大小.
(1);
(2)(,且);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)答案见解析.
(3)
(4)
【分析】根据对数函数的单调性比较大小.
【详解】(1)因为函数是增函数,且,所以.
(2)当时,函数是增函数,
又,所以;
当时,函数是减函数,
又,所以.
综上所述,当时,;
当时,.
(3)因为,所以,
即.
(4)因为函数是增函数,且,
所以.
同理,,所以.
【题型10】由对数(型)的单调性求参数
【典例10-1】(25-26高一上·江西·阶段检测)若函数在区间上单调递增,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用复合函数的单调性结合对数函数的定义域列不等式组求解即可.
【详解】令,由且可得且,
所以单调递减,
因为在区间上单调递增,
所以,解得,即的取值范围是.
故选:B
【变式10-1】(多选)已知函数在上单调递减,则的值可能为( )
A. B. C. D.2
【答案】BC
【分析】根据复合函数的单调性以及对数函数的定义域求得的范围,从而确定正确答案.
【详解】因为函数在上单调递增,
所以依题意可得函数在上单调递减,
则,解得,
所以BC选项正确,AD选项错误.
故选:BC
【变式10-2】(2025高一上·山东枣庄·专题练习)函数在上单调递增,则实数的取值范围是________.
【答案】
【分析】根据对数型函数的单调性,结合复合函数单调性的性质分类讨论求解即可.
【详解】当时,,,
所以此时在上单调递减,不符合题意;
当时,二次函数的对称轴为,
要想在上单调递增,
只需,
故答案为:
【变式10-3】若函数(且)在上的最大值为2,最小值为m,函数在上是严格增函数,求的值.
【答案】3
【分析】根据对数函数的单调性,对进行分类讨论,再验证的单调性,求符合条件的的值即可.
【详解】当时,函数是正实数集上的严格增函数,
而函数(且)在上的最大值为2,最小值为m,
因此有,解得,所以,
此时在上是严格增函数,符合题意,
故;
当时,函数是正实数集上的减函数,
而函数在上的最大值为2,最小值为m,
因此有,解得,所以,
此时在上是严格减函数,不符合题意.
综上所述,.
【题型11】由对数函数的单调性解不等式
【典例11-1】.(25-26高一下·广东广州·期末)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】不等式等价于,函数在上单调递减,
得,所以不等式的解集为.
【变式11-1】(25-26高一上·宁夏银川·阶段检测)已知函数(且),若,则不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先判断函数的单调性,再根据函数的单调性解不等式.
【详解】因为,所以函数在上单调递减.
由 .
即所求不等式的解集为.
故选:A
【变式11-2】(2026高一·全国·专题练习)不等式的解集为______.
【答案】
【分析】把不等式转化为,结合对数函数的单调性,列出不等式组,即可求解.
【详解】不等式,可化为,
因为在上是增函数,
所以不等式,即为,解得
所以不等式的解集为
【变式11-3】(25-26高一上·江西宜春·期末)已知函数的图象过原点,且.
(1)求实数、的值;
(2)求不等式的解集;
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据题意可得出关于、的方程组,即可解出这两个未知数的值;
(2)所求不等式等价于,可得出关于的不等式,解之即可.
【详解】(1)函数的图象过原点,①,
又②,联立①②解得.
(2)由(1)可知,,
所以不等式为,即,
,解得,故原不等式的解集为.
【题型12】不同函数增长的差异
【典例12-1】(24-25高一上·全国·课后作业)有一组实验数据如表:
x
2
3
4
5
6
y
1.40
2.56
5.31
11
21.30
则体现这些数据的最佳函数模型是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据给定的数据变化情况,逐项判断得解.
【详解】观察表中数据,知y随x的增大而增大,且增长速度越来越快,
而选项A,B中的函数增长速度越来越慢,AB不正确;
对于C,当x=6时,y≈21.33;对于D,当x=6时,y=18,误差偏大,C最佳.
故选:C
【变式12-1】(24-25高一上·全国·课后作业)已知函数,则下列关于这三个函数的描述中,正确的是( )
A.当时,函数均为增函数
B.当时,的增长速度一直快于
C.当时,的增长速度一直快于
D.当时,的增长速度一直快于
【答案】A
【分析】根据指对幂函数的图象分析三个函数的增长情况,即可得答案.
【详解】在同一坐标系中画出的图象,如图所示,
结合图象,当时,函数均为增函数,A正确;
当时,的增长速度不是一直快于,B错误;
当时,的增长速度不是一直快于,C错误;
当时,的增长速度不是一直快于,D错误.
故选:A
【变式12-2】(24-25高一上·全国·课后作业)某工厂8年来某产品总产量与时间(年)的函数关系如图,则:
①前3年总产量增长速度越来越快;
②前3年总产量增长速度越来越慢;
③第3年后,这种产品停止生产.
以上说法中正确的是________.(填序号)
【答案】①③
【分析】分别根据图象的递增速度的变化,判断总产量的增长速度,利用总产量的数值变化判断生产状况.
【详解】由题图可知前3年的总产量增长速度越来越快;
而图象在区间上平行于轴,说明总产量没有变化,
所以第3年后该产品停止生产;
因此只有①③正确.
故答案为:①③.
【变式12-3】(24-25高一上·全国·课后作业)四个因变量随自变量变化的数据如表:
x
1
5
10
15
20
25
30
2
26
101
226
401
626
901
2
32
1024
32768
2
10
20
30
40
50
60
2
4.322
5.322
5.907
6.322
6.644
9.907
则关于呈指数型函数变化的变量是___________.
【答案】
【分析】由指数函数的性质即可得出答案.
【详解】以爆炸式增长的变量呈指数函数变化.
从表格中可以看出,四个变量均是从2开始变化,且都是越来越大,
但是增长速度不同,其中变量的增长速度最快,
可知变量关于呈指数型函数变化.
故答案为:.
知识点01 对数函数的概念及应用
1. 定义
一般地,形如 的函数,叫做对数函数。其中是自变量。
定义域:,值域:。
2. 标准判定条件
必须同时满足:底数为正常数且不等于1、真数为纯、函数系数为1。
形如 为对数型复合函数,不是标准对数函数。
3. 函数模型应用
对数函数属于增速递减增长模型,增长速度随自变量增大逐渐变缓,常用于描述增长趋于饱和的实际问题。
知识点02 反函数
1. 核心关系
指数函数 与对数函数 互为反函数。
2. 反函数三大性质
1. 图象关于直线 对称;
2. 定义域、值域互换:
:定义域,值域;
:定义域,值域。
3. 点对称:若 在指数函数上,则 在对应对数函数上。
知识点03 对数函数的图象和性质
函数:
1. 通用共性
1. 图象恒在轴右侧,定义域;
2. 恒过定点 ,即 ;
3. 在定义域上单调不间断。
2. 单调性分类
1. :函数在 上单调递增;
2. :函数在 上单调递减。
3. 函数值正负规律
:,
:,
知识点04 常见函数模型增长差异的比较
1. 三类增长模型()
1. 指数函数 :爆炸式增长,增速越来越快;
2. 一次函数 :匀速线性增长,增速恒定;
3. 对数函数 :慢速增长,增速持续放缓。
2. 终极增长结论
当 (自变量足够大)时,增长速度:
指数增长最快,线性增长居中,对数增长最慢。
注:该规律仅对足够大的成立,小范围自变量无固定大小关系。
知识点05本节高频易错总结
1. 对数函数真数必须大于0,解题优先判断定义域;
2. 只有标准式为对数函数,变形函数不满足定义;
3. 互为反函数图象对称、定义域值域互换,但函数解析式不同;
4. 对数比较大小:先看底数判单调性,再看真数比大小;
5. 三大函数增长快慢结论仅适用于自变量足够大的情况。
一、单选题
1.(24-25高一上·全国·课后作业)已知实数且,函数的大致图象如下,则,的取值范围可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用函数的单调性可得,由,可求得.
【详解】由图象可知函数是减函数,所以;
当时,,所以.
故选:C.
2.(25-26高一上·山西长治·期末)下列函数中,在上增长速度最慢的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】运用各个函数的增长规律特点判定.
【详解】根据指数函数、对数函数、幂函数、一次函数的增长差异,可知对数函数增长速度最慢.
故选:B.
3.(25-26高一上·江西吉安·期末)设,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为函数在上单调递增,所以,即,
又函数在上单调递减,所以,所以.
4.(25-26高一上·河南周口·期末)若函数是函数的反函数,则的值为( )
A.16 B.0 C.1 D.2
【答案】C
【分析】运用反函数概念求反函数解析式,结合对数函数性质计算即可.
【详解】函数是函数的反函数,
则,所以.
5.(25-26高一上·河南·阶段检测)函数的图象经过的定点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据对数函数恒过定点这一性质,令函数的真数为1,求出此时的值,并求出取此值时的函数值,即可得函数的图象经过的定点坐标.
【详解】因为对数函数恒过定点,
所以对于函数,令,解得,
当时,,
所以函数的图象经过的定点坐标为.
故选:C
6.(25-26高一上·辽宁·期末)已知函数的定义域为,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由的定义域可知不等式在上恒成立,令判别式小于解出的范围即可.
【详解】因为函数的定义域为,
所以不等式在上恒成立,
所以,解得,
故选:A
7.(24-25高一下·陕西汉中·阶段检测)已知是定义在R上的奇函数,且当时,,则不等式的解集是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数的奇偶性结合给定区间上的函数解析式,确定函数的单调性,借助于特殊值替代,利用单调性即可求解抽象不等式.
【详解】因为当时,,则,且函数在上单调递增,
则由可得,利用函数的单调性可得;
又是定义在R上的奇函数,故;
当时,,则,因,则,
函数在上单调递增且,
则由可得,利用单调性可得.
综上可得,不等式的解集是.
故选:A.
8.(24-25高一上·浙江温州·期末)已知函数有最小值,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据真数对应的函数有正的最小值可求实数的取值范围.
【详解】当时,,当且仅当时等号成立,
故,故有最小值,
当时,令,则,
故或,
故函数的定义域为,
在定义域的条件下,此时无最小值,故舍去;
综上,,
故选:D
二、多选题
9.(24-25高一上·甘肃天水·期末)关于的不等式的解集可能为( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】讨论,、,进而讨论参数,研究不等式的解集.
【详解】当时,,不等式不成立,
所以不是不等式的解;
当时,,此时,即,
当时,显然不成立;
当时,则,此时无解;
当时,则,又,则解集为;
当时,,此时,即,
当时,恒成立,则解集为;
当时,可得,又,则解集为;
当时,可得,此时无解.
综上,解集可能为、、.
故选:ABD
10.(24-25高一上·甘肃甘南·期末)设,,,当时,对这三个函数的增长速度进行比较,下列结论中,错误的是 ( )
A.的增长速度最快, 的增长速度最慢
B.的增长速度最快, 的增长速度最慢
C.的增长速度最快, 的增长速度最慢
D.的增长速度最快, 的增长速度最慢
【答案】ACD
【分析】做出三个函数,,的图象,结合图象,即可求解.
【详解】做出三个函数,,的图象,
如图所示:
通过图象可知三个函数,,中,
当时,增长速度最快,的增长速度最慢,
故B正确,ACD错误.
故选:ACD.
11.(2025高一上·江苏镇江·专题练习)给出以下四个结论,其中正确的是( )
A.函数的图象过定点
B.若,则的取值范围是
C.当时,幂函数的图象是一条直线
D.若函数在区间上单调递减,则的取值范围是
【答案】BD
【分析】根据对数函数和幂函数的图像,以及复合函数“同增异减”的原理,分别对选项进行验证即可.
【详解】对A:当时,,则函数的图象过定点,故A错误.
对B:原不等式等价于,则有或(无解),解得,故B正确.
对C:当时,幂函数,此时函数的图象是两条射线,故C错误.
对D:由复合函数内、外层“同增异减”可知,实数应满足,解得,故D正确.
故选:BD.
三、填空题
12.(25-26高一下·云南昭通·期末)已知函数,则的定义域是_________.
【答案】
【详解】由题意可知,即,
则的定义域是.
13.(25-26高一上·江西赣州·期末)当且时,函数的图象经过定点__________.
【答案】
【分析】令对数的真数等于,求出的值,再代入函数解析式,可得出定点坐标.
【详解】当且时,对于函数,
令可得,所以,
故函数的图象经过的定点坐标为.
故答案为:.
14.(24-25高一上·贵州贵阳·阶段检测)已知,,,则三者大小关系为__________(按从小到大顺序).
【答案】.
【分析】根据指数函数和对数函数的性质确定出的范围,即可求解.
【详解】因为,,
,且,故,
故答案为:.
四、解答题
15.(24-25高一上·全国·周测)(1)若函数是对数函数,求实数的取值范围;
(2)如果对数式有意义,求实数的取值范围.
【答案】(1)且;(2)或或
【分析】(1)根据对数函数的定义列出关于的不等式组,即可求解;
(2)根据对数函数的定义及定义域列出关于的不等式组,即可求解.
【详解】(1)因为是对数函数,所以,解得且,
即实数的取值范围是且.
(2)要使对数式有意义,则,解得或或,
故实数的取值范围是或或.
16.(25-26高一上·云南昆明·期末)已知函数.
(1)求函数的定义域、值域;
(2)如果,求m的取值范围.
【答案】(1)定义域为,值域为R.
(2).
【分析】(1)由真数大于求定义域,结合复合函数求值域;
(2)根据单调性以及定义域列不等式求解.
【详解】(1)由,得,
所以的定义域为,
因为,所以的值域为R.
(2)因为的定义域为,且是增函数.
所以,解得,
所以的取值范围是.
17.(24-25高一上·河北邯郸·阶段检测)已知函数满足.
(1)求的解析式;
(2)当时,,求函数的反函数.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用换元法求函数解析式;
(2)由,可得,可得反函数.
【详解】(1)根据题意,,
设,则,则,
所以;
(2)当时,单调递增,则,
且由,
因为,所以解得,
所以.
18.(24-25高一上·云南昭通·期末)已知函数.
(1)若的定义域为,求的取值范围;
(2)若的值域为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由可得答案;
(2)即函数值域包含所有的正数,据此可得答案.
【详解】(1)因的定义域为,则,
则或;
(2)因的值域为,则的值域包含所有正数.
则.
19.(24-25高一下·贵州遵义·阶段检测)已知函数.
(1)当时,讨论的单调性;
(2)若的值域为,求a的取值范围;
(3)是否存在实数使得函数在区间上单调递减?若存在,写出一个符合题意的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)单调增区间是,单调减区间时;
(2)
(3)不存在,理由见解析;
【分析】(1)由得到或,再结合二次函数及对数函数的单调性即可求解;
(2)由,两类情况讨论即可;
(3)由在上单调递减, 在恒成立,分别求解的范围,即可判断.
【详解】(1)当时,,
由,可得:或,
易知,在单调递增,在单调递减,
又单调递增,
所以的单调增区间是,单调减区间时;
(2)当时,,显然满足值域为,
当时,要使得的值域为,需满足:,
解得:,
综上可知:若的值域为,a的取值范围是;
(3)不存在,理由如下:
若函数在区间上单调递减,
需满足:在上单调递减,且在恒成立,
若在上单调递减,
满足,
当时,需满足,即,
当时,需满足,恒成立,
综上可得:在上单调递减a的取值范围是,
若在恒成立,
即,
令,易知在对称轴处取到最大值,
所以,
显然在上单调递减与在恒成立,不能同时成立,
所以不存在实数使得函数在区间上单调递减.
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