第4章 重点突破5 指数、对数函数的综合问题-【金版新学案】2026-2027学年高中数学必修第一册同步课堂高效讲义配套课件(人教A版)
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教辅
摘要:
该高中数学课件聚焦对数函数综合问题,从指数函数图像变换入手,通过平移、对称等典例搭建学习支架,衔接对数函数图像变换、性质应用及参数范围求解,形成从基础到综合的知识脉络。
其亮点在于以“典例-规律-对点练”模式,通过图像变换培养直观想象,参数求解强化逻辑推理,综合问题提升数学运算,落实核心素养。规律方法总结清晰,学生能高效掌握解题思路,教师可直接用于课堂突破重点,提升教学效果。
内容正文:
重点突破5 指数、对数函数的综合问题
第四章 指数函数与对数函数 单元学习十 对数与对数函数
类型一 指数(对数)型函数图象的变换
1
类型二 利用函数的性质求参数的范围(值)
2
类型三 指数(对数)型函数的综合问题
3
内容索引
随堂评价
4
学习目标
1.掌握指数(对数)型函数的图象变换,培养逻辑推理及直观想
象的核心素养.
2.掌握指数(对数)型函数的性质,能利用函数性质求解一些综
合性问题,发展逻辑推理及数学运算的核心素养.
类型一 指数(对数)型函数图象的变换
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利用函数y=f(x)=2x的图象,作出下列各函数的图象:
(1)f(x-1);(2)f(|x|);(3)f(x)-1;(4)-f(x);(5)|f(x)-1|.
解:利用指数函数y=2x的图象及图象变换原则作出所要作的函数图象.如图所示.
典例
1
利用图象变换法作函数的图象
1.平移变换
规律方法
2.对称变换
(1)y=f(x y=-f(x);
(2)y=f(x) y=f(-x);
(3)y=f(x)y=-f(-x);
(4)y=ax(a>0,且a≠1) y=logax(a>0,且a≠1).
规律方法
3.翻折变换
(1)y=f(x)y=|f(x)|;
(2)y=f(x) y=f(|x|).
规律方法
对点练1.(一题多解)下列函数中,其图象与函数y=ln x的图象关于直线x=1对称的是
A.y=ln(1-x) B.y=ln(2-x)
C.y=ln(1+x) D.y=ln(2+x)
√
返回
法一:设所求函数图象上任一点的坐标为(x,y),则其关于直线x=1的对称点的坐标为(2-x,y),由对称性知点(2-x,y)在函数y=ln x的图象上,所以y=ln(2-x).故选B.
法二:由题意知,对称轴上的点(1,0)既在函数y=ln x的图象上也在所求函数的图象上,代入选项中的函数表达式逐一检验,排除A、C、D,故选B.
类型二 利用函数的性质求参数的范围(值)
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已知函数f(x)=logm(mx2-2x+8)(m>0,且m≠1)在上单调递增,求实数m的取值范围.
解:设函数g(x)=mx2-2x+8,
当m>1时,函数y=logmx在(0,+∞)上单调递增,则g(x)在上为增函数.
由解得m≥2.
典例
2
当0<m<1时,函数y=logmx在(0,+∞)上单调递减,则g(x)在上为减函数.
由<m≤.
综上,实数m的取值范围是(,]∪[2,+∞).
1.利用性质求参数的范围(值),关键是利用基本初等函数的性质用参数表示最值、单调区间等,得到关于参数的方程(不等式)
求解.
2.指数(对数)型函数若底数含有字母参数,要注意进行分类讨论.
规律方法
对点练2.设函数f(x)=ln(ax2+2x+1),如果函数f(x)的值域为R,求实数a的取值范围.
解:因为f(x)的值域为R,
所以{y|y=ax2+2x+1}⊇(0,+∞),
(也可以说y=ax2+2x+1取遍一切正数)
①当a=0时,y=2x+1可以取遍一切正数,符合题意.
②当a≠0时,需即0<a≤1.
综上,实数a的取值范围是[0,1].
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类型三 指数(对数)型函数的综合问题
返回
已知函数f(x)=log3(9x+1)+kx是偶函数.
(1)求实数k的值;
解:由题意知,函数f(x)是定义域是R的偶函数,所以f(-1)=f(1),
即log3-k=log310+k,解得k=-1,
此时f(x)=log3(9x+1)-x=log3(3x+),
f(-x)=log3(3-x+)=log3(+3x)=f(x)成立,
所以k=-1.
典例
3
(2)若x∈[0,1]时,不等式f(x)+x-log3(m·3x-1)≥0恒成立,求实数m的取值范围.
解:由题意知,不等式log3(9x+1)-log3(m·3x-1)≥0,所以9x+1≥m·3x-1>0,
即x∈[0,1]时,3x+≥m>恒成立.
则设t=3x∈[1,3],
所以(t+)min≥m>()max.
因为t+≥2(当且仅当t=,即t=∈[1,3]时取等号),≤≤1,
所以1<m≤2.
故实数m的取值范围是(1,2].
1.利用性质求解综合问题,树立定义域优先意识,无论求单调区间、奇偶性还是求解不等式,符合定义域是满足性质的前提.
2.本题涉及不等式恒成立,转化是关键,转化的工具就是指数函数与对数函数的单调性.
规律方法
对点练3.已知函数f(x)=lg(2+x)+lg(2-x).
(1)判断函数y=f(x)的奇偶性;
解:要使函数f(x)有意义,则解得-2<x<2.
所以函数y=f(x)的定义域是{x|-2<x<2},显然定义域关于原点对称.
因为f(-x)=lg(2-x)+lg(2+x)=f(x),
所以函数y=f(x)为偶函数.
(2)若f(m-2)<f(m),求实数m的取值范围.
解:因为函数f(x)=lg(2+x)+lg(2-x)=lg(4-x2),
由复合函数的单调性可知,当0≤x<2时,函数y=f(x)单调递减,
当-2<x<0时,函数y=f(x)单调递增,
所以不等式f(m-2)<f(m)等价于|m|<|m-2|,
又-2<m-2<2,-2<m<2,解得0<m<1.
综上所述,实数m的取值范围是(0,1).
随堂评价
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1.已知函数f(x)=(x-a)(x-b)(其中a>b)的图象如图所示,则函数g(x)=b+logax的图象大致是
√
由函数f(x)=(x-a)(x-b)(其中a>b)的图象可知0<a<1,b<-1,所以函数g(x)=b+logax是减函数.因为b<-1,所以函数g(x)=b+logax的图象与x轴的交点位于(0,0)与(1,0)之间.故选D.
2.函数f(x)=lg(-x)的奇偶性为________.
f(x)的定义域是R.又f(-x)+f(x)=lg(+x)+lg(-x)=lg[(+x)(-x)]=lg 1=0,所以f(-x)=-f(x),则y=f(x)为奇函数.
奇函数
3.设函数f(x)=ln x+2x,若f(1-a)-f(a)>0,则实数a的取值范围是
___________.
易知函数f(x)在(0,+∞)上是增函数,因为f(1-a)-f(a)>0,即f(1-a)>f(a),所以1-a>a>0,解得0<a<.
(0,)
4.已知函数f(x)=log4(2x+1)+kx(k∈R)为偶函数.
(1)求k的值;
解:由函数f(x)是偶函数可得f(-x)=f(x),
所以log4(2x+1)+kx=log4(2-x+1)-kx,
则log4=-2kx,即对于x∈R,
恒有x=-2kx,解得k=-.
(2)若函数g(x)=+m·4x-1,x∈[0,log25],是否存在实数m,使得g(x)的最小值为0?若存在,求出m的值;若不存在,请说明理由.
解:由(1)知,g(x)=2x+m·4x.
令t=2x∈[1,5],则h(t)=mt2+t,
①当m=0时,h(t)=t在[1,5]上单调递增,
所以h(t)min=h(1)=1,不符合题意;
②当m>0时,h(t)图象的对称轴t=-<0,
则h(t)在[1,5]上单调递增,
所以h(t)min=h(1)=m+1=0,所以m=-1(舍);
③当m<0时,h(t)图象的对称轴t=-,
(ⅰ)当-<3,即m<-时,h(t)min=h(5)=0,
所以25m+5=0,所以m=-;
(ⅱ)当-≥3,即-≤m<0时,h(t)min=h(1)=0,所以m+1=0,所以m=-1(舍),
综上,存在m=-使得g(x)的最小值为0.
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第四章
指数函数与对数函数
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