第2章 第8节 对数与对数函数(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考数学一轮总复习(旗舰版)
2026-08-30
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教辅
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦“对数与对数函数”专题,依据高考评价体系梳理了对数概念运算、函数图象性质、反函数及综合应用等核心考点,通过真题分析明确对数式运算、性质应用等高频考点权重,归纳比较大小、解不等式等常考题型。
课件亮点在于“真题改编+方法建模+易错警示”,如以2025全国Ⅰ卷比较大小题为例,用构造函数法突破,培养学生数学思维(推理能力、运算能力)。特设思维建模和答题模板,帮助学生掌握技巧,教师可据此精准教学,提升备考效率。
内容正文:
第八节
对数与对数函数
明确目标
1.理解对数的概念与运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化为自然对数或常用对数.
2.了解对数函数的实际意义,会画对数函数的图象,并能应用图象解决一些简单问题.
3.理解对数函数的单调性、特殊点等性质,并能简单应用.
目录
课时作业评价
3
01
Ⅰ.|落|实|教|材|主|干|知|识|
1.对数的概念
定义 一般地,如果ax=N(a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作__________,其中____叫做对数的底数,____叫做真数
性质 loga1=____,logaa=___,logaax=___,其中a>0,且a≠1;负数和0没有对数
x=logaN
a
N
0
1
x
2.对数的运算
运算
性质 如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么loga(MN)=_______________;
loga=_____________;logaMn=________ (n∈R)
换底
公式 logab=(a>0,且a≠1;b>0;c>0,且c≠1)
logaM+logaN
logaM-logaN
nlogaM
3.对数函数的定义
一般地,函数______________________叫做对数函数,其中x是自变量,定义域是__________.
y=logax(a>0,且a≠1)
(0,+∞)
4.对数函数的图象与性质
0<a<1 a>1
图象
定义域 _________
值域 R
(0,+∞)
续表
0<a<1 a>1
性质 过定点______,即x=1时,y=0
当x>1时,____;
当0<x<1时,_____ 当x>1时,____;
当0<x<1时,_____
在(0,+∞)上是_______ 在(0,+∞)上是______
(1,0)
y<0
y>0
y>0
y<0
减函数
增函数
5.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,图象关于直线_______对称.
y=x
Ⅱ.|发|掘|教|材|辅|文|价|值|
1.(人A必修①P132“探究”归纳结论)不论a>1还是0<a<1,对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象都经过点,(1,0),(a,1),且图象都在y轴右侧,据此可以快速画出对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的大致图象.
2.(人A必修①P140T4可得结论)在同一平
面直角坐标系内,当a>1时,随a的增大,
对数函数的图象愈靠近x轴;当0<a<1时,
对数函数的图象随a的增大而远离x轴.
(如图)(对数函数在第一象限内从左到右底数逐渐增大)
3.函数的凹凸性(源于人A必修①P101T8归纳拓展)
(1)若f(x)=ax(a>0,且a≠1),则≥f,则f(x)为下凸函数.
(2)若g(x)=logax(a>0,且a≠1),则当a>1时,≤g,
即g(x)为上凸函数;当0<a<1时,≥g,
即g(x)为下凸函数.
Ⅲ.|练|悟|教|材|固|基|小|题|
1.(人A必修①P127T5改编)设lg 2=a,lg 3=b,则log1210=( )
A. B.
C.2a+b D.2b+a
√
解析:log1210===.
2.(人A必修①P127T6改编)若xlog34=1,则4x+4-x= ( )
A.1 B.2
C. D.
√
解析:∵xlog34=1,∴x=log43,∴4x=3,
∴4x+4-x=3+=.故选D.
3.(北师大必修①P114例7改编)已知a=log0.90.8,b=log0.80.9,c=1.41.9,则 ( )
A.b<a<c B.c<a<b
C.c<b<a D.b<c<a
√
解析:因为a=log0.90.8>log0.90.81=2,b=log0.80.9<log0.80.8=1,
所以a>2>1>b.因为c=1.41.9<1.42=1.96<2,
故1<c<2.故选D.
4.(人B必修②P27例2改编)已知log0.7(2m)<log0.7(m-1),则实数m的取值范围是____________.
解析:∵log0.7(2m)<log0.7(m-1),∴解得m>1.
(易错提醒:忽略对数函数的定义域)
(1,+∞)
5.(人A必修①P140T1改编)函数y=的定义域为__________.
解析:要使函数有意义,则需满足解得<x≤1.
02
题点一 对数式的运算(自主练通)
√
1.已知x+log23=0,则2x+2-x= ( )
A. B.
C.2 D.3
解析:由x+log23=0得x=-log23,所以2x==,2-x==3,因此,2x+2-x=+3=.
√
2.已知ab≠1,logam=,logbm=,则logabm=( )
A.5 B. C.6 D.
解析:法一 由logam=可得logma=2,由logbm=可得logmb=3,
所以logabm====.
法二 由logam=,logbm=,得m==.a=m2,b=m3,ab=m5,logabm=lom=.
3.若a=log36,6b=18,则ab-log32= ( )
A.1 B.-1
C.2 D.-2
√
解析:由6b=18,得b=log618,又a=log36,
所以ab-log32=log36·log618-log32=log36·(log66+log63)-log32
=log36-log32+1=log33+1=2.
4.溶液酸碱度是通过pH计量的.pH的计算公式为pH=-lg[H+],其中[H+]表示溶液中氢离子的浓度(单位:mol/L).某强酸溶液加水稀释后pH值增加2,则稀释后溶液中氢离子的浓度与稀释前溶液中氢离子的浓度比值为 ( )
A.2 B. C.100 D.
解析:设稀释前溶液的pH值为m,氢离子的浓度为n1,加水稀释后pH值为m+2,氢离子的浓度为n2,则m=-lg n1,m+2=-lg n2,两式相减,可得-lg n2+lg n1=2,化简得lg=-2,解得=.
√
5.(2026·咸阳一模)已知3m=2n=k,且+=1,则k=___________.
解析:因为3m=2n=k,所以m=log3k,n=log2k,所以=logk3,=logk2,
所以+=logk2+3logk3=logk(2×33)=logk54=1,解得k=54.
54
思维建模
1.对数式化简求值的常用方法
(1)拆:首先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后再用对数的运算性质化简合并.
(2)合:将对数式化为同底对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算.
2.指对互化的转化技巧
对于将指数恒等式ax=by=cz作为已知条件,求函数f(x,y,z)的值的问题,通常设ax=by=cz=k(k>0),则x=logak,y=logbk,z=logck,将x,y,z的值代入函数f(x,y,z)求解.
题点二 对数函数的图象及应用
√
[例1]
(1)已知函数f(x)=|log3x|,若b>a>0,且a,b是f(x)的图象与直线y=m(m>0)的两个交点对应的横坐标,则4a+b的最小值为( )
A.2 B.4
C.6 D.8
解析:根据题意画出f(x)=|log3x|的图象如图所示,易知|log3a|=|log3b|=m,又b>a>0,可知b>1>a>0,所以-log3a=log3b,即log3a+log3b=0,所以ab=1,所以4a+b=+b≥2=4,
当且仅当b=2时,等号成立,即4a+b的最小值为4.
总结规律:函数f(x)=|logax|(a>0且a≠1)的图象
若f(m)=f(n)(m<n),则①0<m<1<n;②mn=1.
√
(2)[多选]已知函数f(x)=ln x,g(x)=lg x,若f(m)=g(n),则下列结论可能成立的为 ( )
A.m=n B.n<m<1
C.m<1<n D.1<m<n
√
√
解析:根据题意,在同一平面直角坐标系中画出f(x)=ln x与g(x)=lg x的图象,如图所示,当x=1时,此时f(x)=g(x),即f(m)=g(n),故m=n=1,故A正确;当0<x<1时,若f(m)=g(n),则n<m<1,故B正确;当x>1时,若f(m)=g(n),则1<m<n,故D正确.
思维建模
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)对于较复杂的对数不等式有解或恒成立问题,可借助函数图象解决,具体步骤如下:
①对不等式变形,使不等号两边对应两函数f(x),g(x);
②在同一平面直角坐标系内作出函数y=f(x)及函数y=g(x)的图象;
③观察当x在某一范围内取值时图象的位置关系及交点的个数,由此确定参数的取值或不等式的解的情况.
即时训练
√
1.已知函数f(x)=loga(2x+b-1)(a>0,a≠1)的图象如图所示,
则a,b满足的关系是( )
A.0<a-1<b<1
B.0<b<a-1<1
C.0<b-1<a<1
D.0<a-1<b-1<1
解析:由题图易得a>1,∴0<a-1<1;取特殊点x=0⇒-1<y=logab<0⇒ -1=loga<logab<loga1=0,∴0<a-1<b<1.故选A.
2.[多选]下列选项正确的是 ( )
A.若函数f(x)=loga-1x+a2-5a+6是对数函数,则a=3
B.函数f(x)=的定义域为(1,4]
C.函数f(x)=loga(4x-3)(a>0,且a≠1)的图象过定点(1,0)
D.函数f(x)=log2(x2-2x)的单调递增区间是(2,+∞)
√
√
√
解析:对于A,解得a=3,A正确;对于B,依题意有解得1<x<2或2<x≤4,B错误;对于C,令4x-3=1,解得x=1,则f(1)=loga1=0,C正确;对于D,x2-2x>0⇒x∈(-∞,0)∪(2,+∞),可知当x>2时,y=x2-2x单调递增,当x<0时,y=x2-2x单调递减,结合复合函数的单调性可知f(x)的单调递增区间为(2,+∞),故D正确.
习得知能:对数函数图象过定点问题
由于对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象过定点(1,0),则求函数y=m+logaf(x)(a>0,且a≠1)的图象所过的定点时,只需令f(x)=1,求出方程的根x0,即得定点为(x0,m).(本质:loga1=0)
3.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: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.
√
题点三 对数函数的性质及应用
考法(一) 比较大小
[例2] 设a=log25,b=log316,c=log524,则( )
A.c<a<b B.c<b<a
C.a<b<c D.a<c<b
解析:a=log25>log24=2,b=log316>log39=2,c=log524<log525=2,则c<a,c<b.因为lg 3>0,lg 5>0,所以lg 3+lg 5>2,所以= =<=<1,所以log25<log316,所以a<b,所以c<a<b.
思维建模
比较对数函数值大小的方法
(1)单调性法:在同底的情况下直接得到大小关系,若不同底,先化为同底.
(2)中间量过渡法:寻找中间数联系要比较的两个数,一般是用“0”“1”或其他特殊值进行“比较传递”.
(3)图象法:根据图象观察得出大小关系.
√
考法(二) 解不等式
[例3]
(1)已知函数f(x)=log2x-x+1,则不等式f(x)<0的解集是( )
A.(0,1) B.(0,2)
C.(1,2) D.(0,1)∪(2,+∞)
解析: f(x)=log2x-x+1的定义域为(0,+∞),
f(1)=log21-1+1=0,f(2)=log22-2+1=0,由f(x)<0可得log2x<x-1,
即y=x-1的图象在y=log2x图象的上方,画出y=log2x,y=x-1(x>0)的图象,如图,由图可知,不等式f(x)<0的解集是(0,1)∪(2,+∞).
(2)已知a>0,且a≠1,则关于x的不等式|loga(1-x)|>|loga(1+x)|的解集为___________.
解析:易知-1<x<1,且x≠0,原不等式可化为>,即|lg(1-x)|>|lg(1+x)|,两边同时平方得[lg(1-x)]2>[lg(1+x)]2,即[lg(1-x) +lg(1+x)]·[lg(1-x)-lg(1+x)]>0,所以lg(1-x2)·lg>0.又-1<x<1,且x≠0,故0<1-x2<1,所以lg(1-x2)<0,从而lg<0,解得x∈(0,1).
(0,1)
解题关键:此题中对数的底数是参数a,常规做法是分a>1与0<a<1进行讨论,但是如果用换底公式,便可以消去参数,避免讨论.
思维建模
解对数不等式的类型及方法
(1)形如logax>logab的不等式,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)形如logax>b的不等式,需先将b化为以a为底的对数式的形式再进行求解.
考法(三) 对数函数性质的综合应用
[例4] 已知函数f(x)=log4(ax2+2x+3).
(1)若f(1)=1,求f(x)的单调区间;
解:因为f(1)=1,所以log4(a+5)=1,因此a+5=4,解得a=-1.
所以f(x)=log4(-x2+2x+3).由-x2+2x+3>0,得-1<x<3,即函数f(x)的定义域为(-1,3).令g(x)=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,x∈(-1,3),
则g(x)在(-1,1]上单调递增,在[1,3)上单调递减.
又y=log4x在(0,+∞)上单调递增,
所以f(x)的单调递增区间是(-1,1],单调递减区间是[1,3).
(2)若f(x)的最小值为0,求a的值.
解:若f(x)的最小值为0,则y=ax2+2x+3有最小值,
且最小值为1,因此有
解得a=.故a的值为.
思维建模
解对数函数综合问题的策略
利用对数函数的性质,求与对数函数有关的函数值域、最值和复合函数的单调性问题,必须弄清三方面的问题: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.另外,解题时要注意数形结合、分类讨论、转化与化归思想的使用.
即时训练
√
4.已知a=log52,b=log5(log52),c=,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<c<b B.b<a<c
C.c<b<a D.b<c<a
解析:因为0=log51<log52<log55=1,
所以0<a<1,log5(log52)<log51=0,所以b<0.
又c=a2,0<a<1,故c-a=a2-a=a(a-1)<0,所以0<c<a.综上,b<c<a.
√
5.[多选]已知函数f(x)=lo(x2-2ax+2),则以下说法正确的是( )
A.∃a∈R,使得f(x)为偶函数
B.若f(x)的定义域为R,则a∈(-)
C.若f(x)在区间(-∞,1)上单调递增,则a的取值范围是[1,+∞)
D.若f(x)的值域是(-∞,2],则a∈
√
√
解析:在f(x)=lo(x2-2ax+2)中,取a=0,则f(x)=lo(x2+2),此时函数的定义域为R,且f(-x)=lo(x2+2)=f(x),即f(x)=lo(x2+2)为偶函数,故A正确;因为f(x)的定义域为R,所以x2-2ax+2>0恒成立,即Δ=(-2a)2-8<0,解得-<a<,故B正确;令g(x)=x2-2ax+2,因为y=lox在定义域上单调递减,故要使函数f(x)在区间(-∞,1)上单调递增,则需使g(x)=x2-2ax +2在(-∞,1)上单调递减且恒大于0,故有解得1≤a≤,故C错误;
因为f(x)的值域是(-∞,2],即f(x)max=2,由复合函数的单调性可知,g(x)min==,由g(x)=x2-2ax+2=(x-a)2+2-a2,知g(x)min=g(a)=2-a2=,解得a=±,即a∈,故D正确.
习得知能:对数函数本身不具有奇偶性,但有些函数与对数函数复合后,得到的对数型复合函数就具有奇偶性了.如:y=lo(x2+2),y=log2|x|都是偶函数.
6.已知对数函数y=logax(a>0,且a≠1),且loga<loga,则关于x的不等式loga(2x-3)>0的解集为_____________.
解析:因为a>0,且a≠1,所以<.又因为loga<loga,
所以a>1,则对数函数y=logax在(0,+∞)上单调递增,
又关于x的不等式loga(2x-3)>0,所以2x-3>1,解得x>2.
所以关于x的不等式loga(2x-3)>0的解集为(2,+∞).
(2,+∞)
03
培优点:幂、指、对比较大小的方法
函数比较大小是高考比较常考的题型,难度不定,解题方法多样,往往将幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等混在一起排序,常用的方法有中间值法、特值法及利用指数、对数及幂的性质化简后再比较等.
方法(一) 直接法比较大小
1.已知a=30.2,b=20.3,c=log0.23,则a,b,c的大小关系为( )
A.c<b<a B.b<a<c
C.c<a<b D.a<b<c
解析:∵a=90.1,b=80.1,∴90.1>80.1>0,
又∵c=log0.23<log0.21=0,故a>b>c.
√
习得知能:因为幂、指、对函数的特殊性,往往比较大小,可以借助于临界值0与1(或者-1)比较大小.
2.已知a=0.,b=log8,c=,则( )
A.b<a<c B.a<c<b
C.b<c<a D.a<b<c
√
解析:由于y=0.7x是R上的减函数,则0<0.<0.70=1,所以0<a<1;由于y=log8x是(0,+∞)上的增函数,则log8<log81=0,所以b<0;由于y=4x是R上的增函数,则>40=1,所以c>1,所以b<a<c.
3.(2025·全国Ⅰ卷)若实数x,y,z满足2+log2x=3+log3y=5+log5z,则x,y,z的大小关系不可能是 ( )
A.x>y>z B.x>z>y
C.y>x>z D.y>z>x
√
解析:特殊值法:令2+log2x=3+log3y=5+log5z=0,得x=,y=,z=,此时x>y>z;令2+log2x=3+log3y=5+log5z=5,得x=8,y=9,z=1,此时y>x>z;令2+log2x=3+log3y=5+log5z=8,得x=26=64,y=35=243,z=53=125,此时y>z>x.故选B.
4.已知a=,b=log32,c=sin,则( )
A.b<c<a B.a<c<b
C.c<a<b D.c<b<a
√
解析:由=3.375>e,可知>,所以<.由=log3=log3,8<9,得2<,所以log32<log3=.由=log3=log3,4>3,得2>,所以log32>log3=.由=sin≈0.52>,函数y=sin x在上单调递增,可知sin<sin=.综上可得,>>log32>>sin,所以a>b>c.故选D.
习得知能:一般情况下,作差法可处理底数不一样的对数比较大小问题.作差的难点在于后续变形处理,注意恒等变形的方向和变形的技巧,变形的目的是为了判断正负,所以可以因式分解,或计算化简,或放缩为具体值,准确计算找对变形方向.
在指数、对数中通常可优先选择“-1,0,,1”对所比较的数进行划分,然后再进行比较,有时可以简化比较的步骤,也有一些题目需要选择特殊的常数对所比较的数的值进行估计,例如log23,可知1=log22<log23<log24=2,进而可估计log23是一个1~2之间的数,从而便于比较.
方法点拨
方法(二) 利用运算性质化简比较大小
5.已知a=log63,b=log84,c=lg 5,则( )
A.b<a<c B.c<b<a
C.a<c<b D.a<b<c
√
解析:由题意得,a=log63=log6=1-log62=1-,b=log84=log8= 1-log82=1-,c=lg 5=lg=1-lg 2=1-,因为函数y=log2x在(0,+∞)上单调递增,所以0<log26<log28<log210,则>>,故1-<1-<1-,所以a<b<c.故选D.
6.已知a=,b=,c=,则( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.a>c>b D.c>a>b
√
解析:因为log23.4>log22=1=log44>log43.6,log30.3-1=log3>log33=1,且log23.4>log22==log3=log33>log3=-log30.3,所以log23.4>-log30.3>log43.6,所以>=>,即a>c>b.
如果两个指数或对数的底数相同,则可通过指数或真数的大小与指数、对数函数的单调性判断出指数或对数的大小关系,要熟练运用指数、对数公式及性质,尽量将比较的对象转化为某一部分相同的情况.
方法点拨
方法(三) 构造函数法比较大小
7.已知a=e,b=3log3e,c=,则a,b,c的大小关系为( )
A.c<a<b B.a<c<b
C.b<c<a D.a<b<c
解析:设f(x)=,x≥e,则f'(x)=≥0恒成立,所以函数f(x)在
[e,+∞)上单调递增,又a=f(e),b=3log3e==f(3),c==f(5),
因为e<3<5,所以f(e)<f(3)<f(5),所以a<b<c.故选D.
√
8.设=log2a,2b=lob,=5,则a,b,c的大小关系是( )
A.b<a<c B.c<b<a
C.a<b<c D.b<c<a
√
解析:构造函数f(x)=log2x-,因为函数y=log2x,y=-在(0,+∞)上均单调递增,所以函数f(x)为(0,+∞)上的增函数,且f(1)=-<0,f(2)=>0,因为f(a)=0,由函数零点存在定理可知1<a<2,构造函数g(x)=2x-lox,因为函数y=2x,y=-lox在(0,+∞)上均单调递增,所以函数g(x)为(0,+∞)上的增函数,且g=-2<0,g=-1>0,因为g(b)=0,由函数零点存在定理可知<b<.因为=5,则c=lo5<lo1=0,因此c<b<a.故选B.
某些数或式子的大小关系问题,看似与函数的单调性无关,但要细心挖掘问题的内在联系,抓住其本质,将各个值中的共同的量用变量替换,构造函数,利用导数研究相应函数的单调性,进而比较大小.
方法点拨
课时作业评价
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一、单选题
1.已知函数f(x)=1+loga(2x-3)(a>0,且a≠1)恒过定点(m,n),则m+n=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:令2x-3=1,解得x=2,此时f(2)=1+loga1=1,所以f(x)恒过定点(2,1),则m=2,n=1,所以m+n=3.
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2.设a=log30.4,b=log43,c=30.4,则 ( )
A.a<b<c B.b<c<a
C.a<c<b D.b<a<c
解析:由a=log30.4<log31=0,log41<b=log43<log44,即0<b<1,c=30.4>30=1,故a<b<c.
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3.已知a>0,且a≠1,则函数y=loga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
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解析:当x=0时,y=loga=-1,则当0<a<1时,函数图象过第二、三、四象限,如图①;
当a>1时,函数图象过第一、三、四象限,如图②.
所以函数y=loga的图象一定经过第三、四象限.
细节提醒:底数为参数的对数函数,需对底数分0<a<1,a>1讨论.
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4.若2x=6,y=log4,则x+2y的值是( )
A.3 B.log23
C.-3 D.4
解析:由2x=6,得x=log26,由y=log4=lo=log2,得2y=log2,
所以x+2y=log26+log2=log2=log224=4.
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5.若函数f(x)=(a>0且a≠1)的值域是[4,+∞),则实数a的取值范围是( )
A.(1,+∞) B.(2,+∞)
C.(1,2] D.(,2]
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解析:由题意,得当x≤2时,0<2x≤4,4≤8-2x<8,所以f(x)∈[4,8)①.
当x>2时,分以下两种情况讨论:若0<a<1②,则f(x)=3+logax单调递减,
所以f(x)∈(-∞,3+loga2),不满足f(x)的值域是[4,+∞).
若a>1②,则f(x)=3+logax单调递增,所以f(x)∈(3+loga2,+∞).要使f(x)的值域是[4,+∞),则有4≤3+loga2<8,解得<a≤2.综上,实数a的取值范围为(,2].故选D.
解题关键:①处,注意区间端点值的取舍;
②处,要对底数a实施分类讨论,注意挖掘隐含条件,a>0,且a≠1;注意最后的结果“<a≤2”是在“a>1”的前提下得出的,将两个取值范围取交集.
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6.若函数f(x)=|ln x-a|+a(a∈R)在[1,e3]上的最大值为3,则a的最大值为 ( )
A.3 B.
C. D.e
快审准解:令t=ln x∈[0,3],问题转化为函数g(t)=|t-a|+a(a∈R)在[0,3]上的最大值为3,结合函数的对称性,讨论求最大值得解.
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解析:设t=ln x∈[0,3],则问题转化为函数g(t)=|t-a|+a(a∈R)在[0,3]上的最大值为3,因为函数g(t)的对称轴为t=a,当a>时,g(t)max=g(0)=2a>3,不合题意;当a≤时,
g(t)max=g(3)=|3-a|+a=3-a+a=3,符合题意,综上,a的最大值为.
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二、多选题
7.(2025·孝感三模)已知函数f(x)=loga|x-1|在区间(-∞,1)上单调递增,则( )
A.0<a<1
B.a>1
C.f(a+2 026)>f(2 027)
D.f(a+2 026)<f(2 027)
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解析:f(x)=loga|x-1|的定义域为(-∞,1)∪(1,+∞).设z=|x-1|,
可得函数z=|x-1|在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
根据复合函数的单调性可得0<a<1,故A正确,B错误;由0<a<1,
可得2 026<a+2 026<2 027,又f(x)在(1,+∞)上单调递减,
则f(a+2 026)>f(2 027),故C正确,D错误.
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8.已知函数f(x)=lg,则( )
A.f(x)在定义域上单调递减
B.曲线y=f(x)关于点对称
C.当x∈N*时,f(x)<
D.f(2)>2f(4)
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解析:对于A,由>0⇔x(x+1)>0,可得x<-1或x>0,所以函数定义域为(-∞,-1)∪(0,+∞),而f(-2)=lg<f(1)=lg 2,错误;对于B,f(-1-x) +f(x)=lg+lg=lg+lg=0,所以曲线y=f(x)关于点对称,正确;对于C,由f(x)=lg在区间(0,+∞)上单调递减,当x∈N*时,f(x)≤f(1)=lg 2<lg=,正确;对于D,2f(4)=2lg=lg>lg=lg=f(2),错误.故选BC.
方法习悟:先求出函数定义域,再由特殊函数值大小比较判断A;通过f(-1-x)+f(x)=0是否成立判断B;由对数复合函数的单调性计算判断C;根据解析式及对数运算性质求函数值判断D.
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9.已知102a=5,10b=2,则 ( )
A.a<b B.2a+b=1
C.log2a+log2b<-3 D.+>9
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解析:由102a=5得a=lg 5,由10b=2得b=lg 2.对于A,a-b=lg 5-lg 2=lg>lg 1=0,所以a>b,故A错误;对于B,2a+b=2×lg 5+lg 2=1,故B正确;对于C,由a=lg 5>0,b=lg 2>0,则1=2a+b≥2,当且仅当2a=b时等号成立,因为2a=lg 5≠lg 2=b,故等号不成立,即ab<,则log2a+log2b=log2ab<log2=-3,故C正确;
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对于D,法一 易知,+=(2a+b)=5++≥5+2=9,当且仅当=时等号成立,因为a≠b,故等号不成立,所以+>9.法二 若用权方和不等式,则有+=+≥=9,当且仅当a=b时等号成立,因为a≠b,故等号不成立,所以+>9,故D正确.
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三、填空题
10.已知a,b>0,log2a=1.7,log2=-0.15,则=__________.
解析:因为log2=log2b=-0.15,则log2b=-0.3,又log2a=1.7,所以log2=log2a-log2b=1.7-(-0.3)=2,所以=4.
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11.不等式lo(x2-x-2)>lo(x-1)-1的解集为_________.
解析:由对数函数的性质可得
解得x>2.∵lo(x2-x-2)>lo(x-1)-1=lo[2(x-1)],且y=lox为减函数,
∴
解得2<x<3,综上所述,不等式的解集为(2,3).
(2,3)
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四、解答题
12.(10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;(4分)
解:∵f(x)是定义在R上的奇函数,∴f(0)=0.
∵当x>0时,f(x)=log2x,∴当x<0时,f(x)=-f(-x)=-log2(-x),
∴f(x)=
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(2)若g(x)=f(x)·f,x∈[1,8],求函数g(x)的值域.(6分)
解:由题意得g(x)=(log2x)·=(log2x)·(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,
∵函数h(t)=t2-2t图象开口向上,对称轴为直线t=1,
∴h(t)在[0,1]上单调递减,在[1,3]上单调递增,∵h(1)=1-2=-1,h(0)=0,h(3)=9-6=3,∴h(t)min=-1,h(t)max=3,
∴函数g(x)的值域为[-1,3].
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13.(15分)(2026·天津南开中学月考)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;(7分)
解:当t=1时,不等式2f(x)≤g(x)可化为2loga(x-1)≤loga(2x+1),
若0<a<1,则解得x≥4,
所以不等式2f(x)≤g(x)的解集为[4,+∞).
(易错提醒: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)
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若a>1,则解得1<x≤4,
所以不等式2f(x)≤g(x)的解集为(1,4].
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].
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(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.(8分)
解:由题意可知h(x)=+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],
所以t≠0,所以=-,
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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|能力进阶|备选题|
14.函数f(x)=x1-ln x,x∈(1,e)的最大值为( )
A.e2 B.e C. D.
解析:设y=f(x)=x1-ln x,x∈(1,e),故ln y=(1-ln x)ln x,x∈(1,e),令t=ln x,x∈(1,e),所以t∈(0,1),则ln y=-t2+t=-+,t∈(0,1),
当t=时,ln y=-+取到最大值,
故y的最大值为,即函数f(x)=x1-ln x,x∈(1,e)的最大值为.
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15.(2026·重庆模拟)[多选]若b>c>1,0<a<1,则下列结论正确的是 ( )
A.ba<ca B.logba>logca
C.cba<bca D.blogca>clogba
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解析:∵0<a<1,幂函数y=xa在(0,+∞)上单调递增,且b>c>1,∴ba>ca,故A错误;∵0<a<1,∴函数y=logax在(0,+∞)上单调递减,又∵b>c>1,∴logab<logac<loga1=0,∴0>>,即0>logba>logca,故B正确;∵0<a<1,则a-1<0,∵幂函数y=xa-1在(0,+∞)上单调递减,且b>c>1,∴ba-1<ca-1,∴cba<bca,故C正确;由B可知,0>logba>logca,∴0<-logba<-logca,∵b>c>1,∴c(-logba)<b(-logca),∴blogca<clogba,故D错误.
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