内容正文:
对数函数的概念
4.4.1 对数函数的概念 · 新授课
人教A版 必修第一册 · 第四章 指数函数与对数函数
从 y = 的反问题——已知个数求次数,引出对数函数。
封面:从反函数角度引入对数函数。
学习目标
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1. 理解对数函数的概念,能说明底数和真数的限制;
2. 会求简单对数函数的定义域;
3. 知道对数函数与指数函数互为反函数;
4. 能用对数函数模型解决简单实际问题。
学习目标四条。
情境引入
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情境
细胞分裂时,个数 y 与次数 x 满足 y = 。
反过来,知道细胞个数 y,要求分裂次数 x,怎么表示?
由 y = 得 x = y。
即 x 是 y 的函数,记作 x = y。
反问题引出对数函数。
对数函数的定义
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一般地,函数 y = x(a>0,且 a≠1)叫做对数函数,
其中 x 是自变量,定义域是 (0, +∞)。
底数 a 是常数,真数 x 必须大于 0。
定义强调定义域。
定义域要点
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为什么定义域是 (0, +∞)?
因为 x 相当于 a 的多少次方等于 x,
而 > 0 恒成立,所以 x 必须大于 0。
注意:x ≤ 0 时对数式无意义。
定义域为什么是正实数。
例 1 · 求定义域
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例 1
求下列函数的定义域:
① y = x;
② y = (x − 1);
③ y = (1 − x)。
例1:求定义域。
例 1 · 解析
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① 真数 x > 0,定义域为 (0, +∞);
② 真数 x − 1 > 0,即 x > 1,定义域为 (1, +∞);
③ 真数 1 − x > 0,即 x < 1,定义域为 (−∞, 1)。
方法:令真数 > 0 解不等式。
解析:真数大于0。
例 2 · 判断对数函数
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例 2
下列函数中,哪些是对数函数?
① y = x;
② y = 3;
③ y = 2 x;
④ y = x + 1。
例2:识别对数函数。
例 2 · 解析
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① 是:底数 3 是常数,真数是 x,系数为 1;
② 不是:底数是变量 x,真数是常数;
③ 不是:系数为 2,不是 1;
④ 不是:多了常数项 1。
解析:严格对照定义。
例 3 · 求解析式
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例 3
已知对数函数 y = x 的图象过点 (4, 2),求 a。
分析:将点代入解析式求底数。
把 x=4, y=2 代入:2 = 4,即 =4,a=2(舍去−2)。
例3:待定系数法。
与指数函数的关系
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指数函数 y = 与对数函数 y = x,
x 与 y 互换,互为反函数。
它们的定义域、值域正好互换:
指数函数定义域 R,值域 (0,+∞);
对数函数定义域 (0,+∞),值域 R。
互为反函数,定义域值域互换。
例 4 · 实际应用
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例 4
某细胞分裂,个数 y 与次数 x 满足 y = 。
① 分裂 5 次后细胞个数是多少?
② 若细胞个数为 32,分裂了几次?
例4:指数对数互用。
例 4 · 解析
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① y = = 32,即 32 个细胞;
② 由 32 = ,得 x = 32 = 5。
即分裂了 5 次。
解析:正反两问。
练习 1
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练习 1
函数 y = x 的定义域是?
答案:真数 x>0,定义域为 (0, +∞)。
练习1。
练习 2
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练习 2
求 y = (2x − 1) 的定义域。
答案:2x − 1 > 0,x > ,定义域为 (, +∞)。
练习2。
练习 3
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练习 3
对数函数 y = x 过点 (9, 2),求 a。
答案:2 = 9,=9,a=3。
练习3。
练习 4
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练习 4
下列函数是对数函数的是:y = lg x、y = ln x 吗?
答案:都是。lg x 即 x,ln x 即 x。
练习4。
思考 1
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思考
y = x 的定义域是 (0,+∞),值域是什么?
分析:由反函数关系,指数函数 y= 的值域是 (0,+∞)。
故对数函数 y=x 的定义域是 (0,+∞),值域是 R。
思考1:值域为R。
思考 2
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思考
y = x 中,a 能等于 1 吗?为什么?
分析:若 a=1,=1 恒成立,对数无意义。
故规定 a>0 且 a≠1。
思考2:底数限制。
拓展 1
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拓展
若 y = x 是对数函数,求 a 的取值范围。
分析:底数 2a−1 > 0 且 2a−1 ≠ 1。
解得 a > 且 a ≠ 1。
拓展1:底数条件。
拓展 2
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拓展
已知 f(x) = x,若 f(2) = 1,求 f()。
分析:f(2)=1 即 2=1,得 a=2。
f() = = −3。
拓展2:先求底数再求值。
拓展 3
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拓展
求函数 y = (x − 1) + 的定义域。
分析:对数真数 x − 1 > 0,且根号内 2 − x ≥ 0。
即 x > 1 且 x ≤ 2,取交集得 1 < x ≤ 2。
拓展3:对数与根号综合定义域。
拓展 4
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拓展
已知 (3a − 1) > 0,求 a 的取值范围。
分析:先定底数范围 3a−1>0 且 ≠1,再分类讨论。
① a>1 时递增,3a−1>1,得 a>,取 a>1;
② 0<a<1 时递减,0<3a−1<1,得 <a<。
拓展4:对数不等式分类讨论。
方法总结
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1. 定义:y = x(a>0,a≠1),定义域 (0,+∞)。
2. 求定义域:令真数 > 0 解不等式。
3. 识别对数函数:底数为常数,真数为 x,系数为 1。
4. 与指数函数互为反函数,定义域值域互换。
方法总结四条。
课堂小结
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今天学了什么?
对数函数的概念、定义域、与指数函数的关系。
关键:会求定义域、会求解析式、懂底数限制。
小结。
课后作业
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教材 P130 练习:第 1、2、3 题;
习题 4.4 第 1、2 题;
思考:对数函数的图象会是什么样?
作业。
谢谢聆听
4.4.1 对数函数的概念
结束页。
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