内容正文:
第11讲 对数与对数函数
1
【课标要求】
1.理解对数的概念和运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成
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,且与指数函数 互为反
函数.
2
1.对数
概念 如果________,且,那么数叫作以为底 的
对数,记作_______,其中叫作对数的______, 叫作
______
性质 底数的限制:,且
对数式与指数式的互化: __________
负数和零没有对数
1的对数是___: ___
底数
真数
0
0
◆ 知识聚焦 ◆
课 前 基 础 巩 固
3
性质 底数的对数是___: ___
对数恒等式: ___
运算
性质 _______________ ,且 ,
,
_______________
________
换底
公式 ,且;,且;
1
1
续表
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4
2.对数函数的概念、图象与性质
(1)对数函数的概念
函数,且叫作对数函数,其中 是自变量,定
义域是 .
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5
(2)对数函数,且 的图象与性质
底数
图象
性质 定义域:________
值域:
图象过定点______,即恒有
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性质 当时, ;
当时, 当时, ;
当时,
在 上是________ 在 上是________
注意 当对数函数的底数的大小不确定时,需分 和
两种情况进行讨论
增函数
减函数
续表
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7
3.反函数
指数函数,且 与对数函数____________________
_______________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.
,且
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常用结论
1.换底公式的两个重要结论
(1),且 ;,且 .
(2) ,且;;
,,且 .
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2.对数函数的图象与底数大小的比较
如图,作直线 ,则该直线与四个函数图象交点的横坐标为相应
的底数,故 .由此我们可得到以下规律:在第
一象限内,从左到右的图象所对应的对数函数的底数逐渐增大.
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3.互为反函数的两个函数的图象关于直线 对称.
4.常用结论:当时,有 .
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题组一 易错辨析
判断下列说法是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)
(1) .( )
×
[解析] ,故错误.
(2),且 是对数函数.( )
×
[解析] 函数 不是对数函数,故错误.
◆ 课前演练 ◆
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(3)对数函数的图象都过定点 .( )
×
[解析] 对数函数的图象都过定点 ,故错误.
(4)对数函数的图象都在 轴的右侧.( )
√
[解析] 对数函数的定义域为,故对数函数的图象都在 轴的
右侧,故正确.
(5)若函数是减函数,则 .( )
√
[解析] 若函数是减函数,则,即 ,
故正确.
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题组二 教材改编
1.若且 ,则( )
A. B.
C. D.
[解析] 因为且,所以 .故选A.
√
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14
2.函数 的定义域是( )
A. B. C. D.
[解析] 令,可得 ,故选C.
√
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15
3.已知,,,则,, 的大小关系为( )
A. B. C. D.
[解析] 因为, ,
,
所以 .故选A.
√
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4.设,则 ( )
A. B. C. D.
[解析] 由,可得,所以 ,
所以 .故选C.
√
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17
探究点一 对数式的运算
例1(1)已知,则 ( )
A. B. C. D.18
[解析] 因为,所以 ,
所以 ,故选B.
√
课 堂 考 点 探 究
18
(2)设,,则 ( )
A. B. C. D.
[解析] .故选D.
√
课 堂 考 点 探 究
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总结反思
解决对数运算问题的常用方法:
(1)将真数化为底数的指数幂的形式进行化简;
(2)将同底对数的和、差、倍合并;
(3)利用换底公式将不同底的对数式转化成同底的对数式,要注意
换底公式的正用、逆用及变形应用;
(4)利用常用对数中的 .
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【对点演练1】(1)若,, ,则
( )
A. B. C. D.
[解析] 因为,所以 ,
又,所以 .故选B.
√
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(2)[2026·浙江丽水质检]已知,且 ,
则 ( )
A.2或8 B. 或8 C.8 D.64
[解析] 因为 ,
,
令 ,则,解得或(舍去),
所以 ,解得 .故选C.
√
课 堂 考 点 探 究
22
探究点二 对数函数的图象及应用
例2(1)[2026·湖南长沙模拟]函数 的图象大致是( )
A. B. C. D.
√
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[解析] 由函数,可得函数 的定义域为
,
又 ,
所以函数为偶函数,其图象关于轴对称.
当时, ,
由对数函数的性质得在上单调递减,且 ,
所以选项D符合题意.故选D.
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(2)[2026·安徽亳州期末]函数 的图象大致为
( )
A. B. C. D.
√
课 堂 考 点 探 究
25
[解析] 由题可知,
由 可得 ,显然关于原点对称,
又,所以 是奇函数,故排除C,D;
又因为 ,所以排除B.故选A.
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总结反思
(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
用数形结合求解.
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A. B. C. D.
【对点演练2】 [2025·福建福州质检]若函数
, 的图象如图所示,则函数
的图象大致为( )
√
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[解析] 由幂函数图象可得 ,
函数
的定义域为 ,
而,则 恒成立,排除B,C,D.故选A.
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探究点三 对数函数的性质及应用
题型1 比较指数式、对数式的大小
例3(1)已知,, ,则( )
A. B. C. D.
[解析] 因为, ,
,
所以 .故选A.
√
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30
(2)[2024·天津卷]若,,,则 ,
, 的大小关系为( )
A. B. C. D.
√
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[解析] 因为在上单调递增,且 ,
所以,即 ,即
.
因为在上单调递增,且 ,
所以,即.
综上可得, ,故选B.
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题型2 解对数方程或不等式
例4(1)[2025·湖南长沙联考]已知,则“”是“ ”的
( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
[解析] 当时,,故充分性成立;
当 时,,推不出,故必要性不成立.
所以“”是“ ”的充分不必要条件.故选A.
√
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(2)[2026·浙江嘉兴调研]关于的不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
[解析] 在上为增函数,由可得 ,
又在上为增函数,
所以由 ,得,
即不等式的解集为 .故选D.
√
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(3)已知是定义在上的奇函数,当时, ,
则 ( )
A. B. C.1 D.2
[解析] 由题意得, ,
所以 .故选A.
√
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题型3 对数函数性质的应用
例5(1)已知函数在 上单调递增,则
的取值范围是( )
A. B. C. D.
√
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[解析] 由函数在 上单调递增,可得
在上单调递增,且在 上
恒成立,
故需满足解得 .故选B.
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(2)(多选题)[2026· 陕西汉中期末]已知函数
,则( )
A.的图象是轴对称图形 B.在 上单调递增
C.的值域为 D. 恰有两个零点
√
√
√
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[解析] 由得函数的定义域为 .
对于A,因为
,所以的图象关于直线 对称,A正确;
对于B,,
因为在 上单调递增,且在其定义域内
单调递增,所以在 上单调递增,B正确;
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39
对于C,当时, ,
故的值域为,C错误;
对于D,令 ,则,解得,
则 有两个解,且这两个解均在内,故D正确.故选 .
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总结反思
1.比较指数式和对数式的大小时,可以利用函数的单调性,引入中间
量进行比较,有时也可用数形结合的思想进行比较.
2.对数不等式的类型及解法
类型 求解方法
借助的单调性求解,如果 的取值不确
定,需分与 两种情况讨论
需先将化为以 为底的对数式的形式,再借助
的单调性求解
课 堂 考 点 探 究
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3.解对数方程时,一般将方程化为 或
的形式,再将对数符号去掉,转化为 或
.
4.利用对数函数的性质,求与对数函数有关的函数值域和复合函数的单
调性问题,必须弄清三个方面的问题: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,注意口诀“同增异减”在解题中的应用.
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【对点演练3】(1)[2025·河北沧州质检]函数
且 的图象恒过的点为( )
A. B. C. D.
[解析] 在函数中,当时,恒有 ,
即函数的图象恒过的点为 .故选C.
√
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(2)[2025·江苏淮安质检]已知函数 ,则函数
的定义域为( )
A. B.
C. D.
[解析] 要使函数有意义,则,解得或 ,
所以函数的定义域为 .故选A.
√
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(3)若函数在 上的最大值为3,
则 的最大值为( )
A.3 B. C. D.
√
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[解析] 设,当时, ,
则问题转化为函数在上的最大值为3.
易知函数 的图象的对称轴为直线,在上单调递
减,在 上单调递增.
当时,在上的最大值为 ,不合题意;
当时,在 上的最大值为
,符合题意.
综上,的最大值为 . 故选B.
课 堂 考 点 探 究
(4)(多选题)关于函数 ,以下说法正
确的是( )
A.当时,的单调递增区间为
B.当时,的值域为
C.若的值域为,则
D.函数的图象关于直线 对称
√
√
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[解析] 由题可知 为复合函数,外层函数为对数函数,内层函数
为一元二次函数,其中对数函数的底数为,
对数函数为减函数,令.
对于A,当 时,,
令,得 的定义域为,
又在上单调递减,在 上单调递增,
由复合函数的单调性可知, 的单调递增区间为,
故A正确.
课 堂 考 点 探 究
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对于B,当 时,,此时的定义
域为 ,, ,
,的值域为 ,故B错误.
对于C,的值域为, 的函数值能取到所
有的正实数,即判别式,解得 ,
故C错误.
课 堂 考 点 探 究
对于D,易知函数的图象关于直线 对称,
而函数的图象是由 的图象经过对数
变换得到的,
函数的图象也关于直线 对称(也可验证
成立),故D正确.故选 .
课 堂 考 点 探 究
$