内容正文:
第7讲 对数与对数函数
【强基础·知识梳理】
必备知识
1.(1)logaN;底数;真数
(2)① N
② logaM+logaN;logaM-logaN;nlogaM
③
2.(1)(0,+∞) (2)(0,+∞);(1,0);增函数;减函数
3.y=x
高考溯源
1.64 2.1 3.B 4.C 5.B
【精准练·题型剖析】
[例1]B 解析:由2a=3,3b=5,5c=4,
可得a=log23,b=log35,c=log54,
所以abc=log23×log35×log54
=××=2,
则log4(abc)=log42=.
[例2]1 解析:原式=
=
====1.
[例3]AB 解析:因为ax=,即ax=,
所以a=,
当a>1时,0<b<1,
指数函数y=bx在R上单调递减,且过点(0,1);
对数函数y=logax在(0,+∞)上单调递增,且过点(1,0),
将y=logax的图象关于y轴对称得到
y=loga(-x)的图象,
则y=loga(-x)在(-∞,0)上单调递减,且过点(-1,0),故A符合题意;
当0<a<1时,b>1,
同理可得,指数函数y=bx在R上单调递增,且过点(0,1),
y=loga(-x)在(-∞,0)上单调递增,且过点(-1,0),故B符合题意.
[例4]D 解析: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,所以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,+∞).
[对点训练3]A 解析:由函数图象可知,f(x)为增函数,故a>1.
函数图象与y轴的交点坐标为(0,logab),
由函数图象可知-1<logab<0,解得<b<1.
综上,0<<b<1.
[对点训练4]
解析:若方程4x=logax在上有解,则函数y=4x和函数y=logax的图象在上有交点,
由图象知解得0<a≤.
[例5]ACD
解析:∵12x=3,12y=4,
∴x=log123,y=log124.
∵y=log12x在(0,+∞)上单调递增,
∴y>x,故A正确;
∵x+y=log123+log124=log1212=1,∴B错误;
∵x>0,y>0,∴xy≤=,
当且仅当x=y时等号成立,而x<y,
∴xy<,∴C正确;
∵(+)2=x+y+2=1+2<2,
即+<,∴D正确.
[例6]
解析: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上有4f(x)=f(2x),且函数f(x)是R上的增函数,
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.
[例7]ACD
解析:由题可得,f(x)=lg≥lg 10=1,
当且仅当x=时,f(x)取得最小值1,A正确;
因为当且仅当x=时,f(x)取得最小值1,
所以f(1)>1,所以f(1)+f(x)>2,B错误;
因为0<log92=<=,
所以>.
=,
设g(x)=x2-x+=+10,
则g(x)的图象关于直线x=对称,
g(log92)>g>0,
又y=lg x在定义域上是增函数,
所以f(log92)>f,C正确;
因为90.1=30.2>30.18>1,
所以90.1->30.18->,
又f(x)在上单调递增,
所以f>f,D正确.
[对点训练5]C
解析:由=log2<log21.8=log2<log2=log43.6,可得c<a<b.
[对点训练6]A
解析:若函数f(x)=ln(e+x)-ln(e-x)有意义,则
解得-e<x<e,即函数f(x)的定义域为(-e,e).
因为f(-x)=ln(e-x)-ln(e+x)=-[ln(e+x)-ln(e-x)]=-f(x),
所以函数f(x)是奇函数.
函数f(x)=ln(e+x)-ln(e-x)
=ln=ln,
令u=-1+,-e<x<e,
因为函数u=-1+在(0,e)上单调递增,
函数y=ln u在定义域上是增函数,
所以函数f(x)在(0,e)上单调递增.
【提能力·模拟精练】
1.C 2.C 3.D 4.C 5.D
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第7讲 对数与对数函数
[课标要求]1.理解对数的概念及运算性质,会用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数.
2.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.
3.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.
1.对数
(1)对数的概念: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x= ,其中a叫做对数的 ,N叫做 .
(2)对数的性质、运算性质与换底公式
① 对数的性质
= ;logaab=b(a>0,且a≠1).
② 对数的运算性质:如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么loga(MN)= ;loga= ;logaMn= (n∈R).
③ 换底公式:logab= (a>0,且a≠1;b>0;c>0,且c≠1).
2.对数函数
(1)概念
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 .
(2)图象及性质
底数
a>1
0<a<1
图象
性质
定义域:
值域:R
图象过定点 ,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
在(0,+∞)上是
⦾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.
3.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.函数y=ax(a>0,且a≠1)与y=logax(a>0,且a≠1)的图象关于直线 对称.
1.换底公式的三个重要结论
(1)logab=;
(2)bn=logab;
(3)logab·logbc·logcd=logad.
2.对数函数图象的特点
(1)
函数y=logax与y=x(a>0,且a≠1)的图象关于x轴对称;
(2)如图,在同一平面直角坐标系内,当a>1时,随a的增大,对数函数的图象越靠近x轴;当0<a<1时,随a的增大,对数函数的图象越远离x轴.
1.(2024·全国甲卷)已知a>1且-=-,则a= .
2.(2023·北京)已知函数f(x)=4x+log2x,则f= .
3.(2022·天津)化简·的值为 ( )
A.1 B.2
C.4 D.6
4.(2022·浙江)已知2a=5,log83=b,则4a-3b= ( )
A.25 B.5
C. D.
5.(2024·北京)已知,是函数y=2x的图象上两个不同的点,则 ( )
A.log2<
B.log2>
C.log2<x1+x2
D.log2>x1+x2
对数的运算
【例1】(2025·辽宁丹东模拟)若2a=3,3b=5,5c=4,则log4(abc)= ( )
A.-2 B.
C. D.1
【例2】计算:=.
1.在对数运算中,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,然后用对数运算法则化简合并.
2.先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数形式,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
3.ab=N⇔b=logaN(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
对数函数的图象及应用
【例3】(多选)(2025·山东青岛调研)已知ax=,函数y=loga(-x)与y=bx的图象可能是 ( )
A B
C D
【例4】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.[2,+∞) B.(2,+∞)
C.[5,+∞) D.(5,+∞)
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.
【对点训练3】已知函数f(x)=loga(2x+b-1)(a>0,且a≠1)的图象如图所示,则a,b满足的关系是 ( )
A.0<<b<1 B.0<b<<1
C.0<<a<1 D.0<<<1
【对点训练4】若方程4x=logax在上有解,则实数a的取值范围为 .
对数函数的性质及应用
角度1 比较大小
【例5】(多选)(2025·江苏南京、盐城模拟)已知x,y∈R,且12x=3,12y=4,则 ( )
A.y>x B.x+y>1
C.xy< D.+<
角度2 解对数方程或不等式
【例6】已知函数f(x)=则不等式f[(log2x)2-3]<4f(log2x)的解集为 .
角度3 对数函数性质的综合应用
【例7】(多选)(2025·福建泉州模拟)已知函数f(x)=lg,则 ( )
A.f(x)的最小值为1
B.∃x∈R,f(1)+f(x)=2
C.f(log92)>f
D.f>f
利用对数函数的性质,解决与对数函数有关的函数值域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、转化与化归思想的应用.
【对点训练5】(2025·湖南衡阳质检)已知a=log21.8,b=log43.6,c=,则 ( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.b>a>c D.b>c>a
【对点训练6】(2025·宁夏银川调研)已知函数f(x)=ln(e+x)-ln(e-x),则f(x)是 ( )
A.奇函数,且在(0,e)上单调递增
B.奇函数,且在(0,e)上单调递减
C.偶函数,且在(0,e)上单调递增
D.偶函数,且在(0,e)上单调递减
1.若lo0.8<lo0.8<0,则x1与x2的关系正确的是 ( )
A.0<x2<x1<1
B.0<x1<x2<1
C.1<x1<x2
D.1<x2<x1
2.在同一平面直角坐标系中,函数y=loga(-x),y=(a>0,且a≠1)的图象可能是 ( )
A B
C D
3.(2025·吉林通化模拟)设a=log0.14,b=log504,则 ( )
A.2ab<2(a+b)<ab
B.2ab<a+b<4ab
C.ab<a+b<2ab
D.2ab<a+b<ab
4.(2025·江苏常州质测)设函数f(x)=lo在区间[1,+∞)上单调递减,则a的取值范围是 ( )
A.(-∞,1]
B.[0,1]
C.(-1,1]
D.[1,+∞)
5.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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