内容正文:
第八讲 对数与对数函数—专题练习
【知识点梳理】
对数
知识点一、对数的概念
1.对数的定义
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x=logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
对数定义的理解:(1)a<0,N取某些值时,logaN不存在,如根据指数的运算性质可知,不存在实数x使=2成立,所以a不能小于0.
(2)a=0,N≠0时,不存在实数x使ax=N,无法定义logaN;N=0时,任意非零实数x,有ax=N成立,logaN不确定.
(3)a=1,N≠1时,logaN不存在;N=1,loga1有无数个值,不能确定.
2.常用对数与自然对数
名称
定义
符号
常用对数
以10为底的对数叫做常用对数
log10N记为lgN
自然对数
以e为底的对数叫做自然对数,e是无理数,e=2.71828
logeN记为lnN
知识点二、对数的性质
1.对数的性质
(1)对数与指数的关系:若a>0,且a≠1,则ax=N⇒logaN=x.
(2)对数恒等式
①alogaN=N;②logaax=x(a>0,且a≠1,N>0).
(3)1的对数等于0,loga1=0(a>0,且a≠1).
(4)底数的对数等于1,logaa=1(a>0,且a≠1).
(5)零和负数没有对数.
2.对数的运算性质
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:
①loga(M·N)=logaM+logaN.
②loga=logaM-logaN.
③logaMn=nlogaM(n∈R).
知识点三、换底公式
1.换底公式:logab=(a>0,且a≠1;c>0,且c≠1;b>0).
2.对数换底公式的重要推论:
推论1:logab=.(b>0,且b≠1;a>0,且a≠1).
推论2:(a>0,且a≠1,b>0).
推论3:logab·logbc=logac.
logab·logbc·logcd=logad(a>0,b>0,c>0,d>0,且a≠1,b≠1,c≠1).
对数函数
知识点一、对数函数的定义
一般地,函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞).
知识点二、对数函数的图像和性质
1.对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象和性质如下表
y=logax (a>0,且a≠1)
底数
a>1
0<a<1
图象
定义域
(0,+∞)
值域
R
单调性
在(0,+∞)上是增函数
在(0,+∞)上是减函数
共点性
图象过定点(1,0),即x=1时,y=0
函数值特点
x∈(0,1)时,y∈(-∞,0);
x∈[1,+∞)时,y∈[0,+∞).
x∈(0,1)时,y∈(0,+∞);
x∈[1,+∞)时,y∈(-∞,0].
对称性
函数y=logax与的图象关于x轴对称
2.底数对对数函数图像的影响
底数a决定函数y=logax(a>0,且a≠1)的图像相对位置的高低:
(1)上下比较:在直线x=1的右侧,当a>1时,a越大,图像越靠近x轴;当0<a<1时,a越小,图像越靠近x轴.
(2)左右比较:比较图像与直线y=1的交点,交点的横坐标越大,对应的对数函数的底数越大.
知识点三、反函数
1.指数函数与对数函数的比较
名称
指数函数
对数函数
一般形式
y=ax(a>0,且a≠1)
y=logax(a>0且a≠1)
图像
y=ax的图像与y=logax的图像关于直线y=x对称
定义域
(-∞,+∞)
(0,+∞)
值域
(0,+∞)
(-∞,+∞)
单调性
当a>1时,y=ax,y=logax为增函数
当0<a<1时,y=ax,y=logax为减函数
2.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.
3.反函数的性质
(1)互为反函数的两个函数的定义域与值域正好互换.
(2)互为反函数的两个函数的图像关于直线y=x对称.
(3)若函数y=f(x)的图像上有一点(a,b),则点(b,a)必在其反函数的图像上;反之也成立.
(4)单调函数都有反函数,且单调函数的反函数与原函数有相同的单调性.
知识点四、三种函数的增长差异
y=ax(a>1)
y=logax(a>1)
y=kx(k>0)
在(0,+∞)
上的增减性
单调递增
单调递增
单调递增
图象的变化
随x的增大逐渐变“陡”
随x的增大逐渐趋于稳定
随x的增大匀速上升
增长速度
y=ax的增长快于y=kx的增长,y=kx的增长快于y=logax的增长
增长后果
会存在一个x0,当x>x0时,有ax>kx>logax
【专题练习】
考点一:对数的概念和相关运算
1.指数式与对数式的互化
例1.将下列对数形式化成指数形式或将指数形式转化为对数形式:
(1)33=27;(2)=-3;(3)=16;(4)lg 1 000=3.
随堂练习:
1.2-3=化为对数式为( )
A.=-3 B.=2
C.log2=-3 D.log2(-3)=
2.下列指数式与对数式互化不正确的一组是( )
A.e0=1与ln1=0 B.2与log82
C.log39=2与3 D.log33=1与31=3
3.(多选)下列说法正确的有( )
A.只有正数有对数
B.任何一个指数式都可以化成对数式
C.以5为底25的对数等于2
D.=a成立
4.将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:
(1)3-2=; (2)=125; (3)=-3;
(4)=-6(x>0,且x≠1);(5); (6)lg0.1=-1.
2.利用函数的概念和性质求值
例1.求下列各式中x的值:
(1)log2(log5x)=0; (2)log3(lg x)=1; (3)x=.
例2.求下列各式中x的值.
(1)log8[log7(log2x)]=0;
(2)log2[log3(log2x)]=1.
(3)log4[log3(log2x)]=0.
随堂练习:
1.求下列各式的值.
(1)log981= .
(2)log0.41= .
(3)ln e2= .
2.(多选)下列等式正确的有( )
A.lg(lg 10)=0
B.lg(ln e)=0
C.若lg x=10,则x=10
D.若ln x=e,则x=e2
3.(1)log27x=,则x= ; (2)logx16=-4,则x= ;
(3)log28= ; (4)log9= ;
(5)ln e= ; (6)lg 1= .
4.解方程:
(1)log2[log3(3x﹣6)]=1.
(2).
3.利用对数的运算性质化简与求值
例1.计算下列各式的值:
(1)(lg 5)2+2lg 2-(lg 2)2;
(2);
(3)log535-2log5+log57-log51.8.
随堂练习:
1.求值:2log510+log50.25等于( )
A.0 B.1 C.2 D.4
2. .
3.log242+log243+log244等于( )
A.1 B.2 C.24 D.
4.--lg 0.01+ln e3等于( )
A.14 B.0 C.1 D.6
5.化简求值 .
6.计算:
(1)log29×log34+2log510+log0.24.
(2)e2ln3﹣log49•log278+lg4+lg25.
(3)log25×log34×log527+log2(log216).
(4).
7.计算下列各式的值:
(1)lg-lg+lg;
(2)lg 25+lg 8+lg 5×lg 20+(lg 2)2.
(3).
4.换底公式的应用
例1.计算:(1)(log43+log83)(log32+log92);
(2).
例2.(1)已知a=lg5,则lg20可以用a表示为 .
(2)已知a=lg2,b=lg3,则用a、b表示对数log415= .
(3)已知2a=3,b=log25,则log815= (用a,b表示).
随堂练习:
1.已知2a=5b=10,则= .
2.已知lg 2=a,lg 3=b,则log36等于( )
A. B.
C. D.
3.设log83=p,log35=q,则lg 5等于( )
A.p2+q2 B.(3p+2q)
C. D.pq
4.若logab·logbc·logc3=2,则a的值为 .
5.已知log189=a,18b=5.
(1)用a,b表示log3645.
(2)用a,b表示log915.
6.计算:
(1)(log43+log83)(log32+log92)+log3;
(2).
5.对数运算性质的综合应用
例1.(1)设3a=4b=36,求的值;
(2)已知2x=3y=5z,且,求x,y,z.
随堂练习:
1.已知a,b,c是不等于1的正数,且ax=by=cz,=0,则abc的值为 .
2.已知3a=5b=c,且=2,求c的值.
3.若3a=12,b=log412,求的值.
4.已知xlog34+log312=3,求4x+4﹣x.
5.已知2m=9n=6,求的值.
6.若,试确定x,y,z的大小关系.
考点二:对数函数综合应用
1.对数函数的概念
例1.下列函数中是对数函数的为( )
A. B. C. D.
例2.若函数f(x)=(a2+a-5)logax是对数函数,则a= .
随堂练习:
1.下列函数是对数函数的是( )
A.y=ln(x+1) B.y=log2x
C.y=logxe D.y=logxx
2.对数函数的图象过点M(125,3),则此对数函数的解析式为( )
A.y=log5x B.y=
C.y= D.y=log3x
3.已知对数函数f(x)的图象过点P(8,3),则= .
4.给出下列函数:
①y=;②y=log3(x-1);③y=log(x+1)x;④y=logex.
其中是对数函数的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
5.下列函数是对数函数有 .
①y=3log2x;②y=log6x;③y=logx5;④y=log2x+1.
6.函数f(x)=logax+a2-2a-3为对数函数,则a= .
2.求与对数函数有关的函数定义域
例1.求下列函数的定义域:
(1)y=loga(3-x)+loga(3+x);
(2)y=log2(16-4x)+;
(3)y=log(1-x)5.
例2.若函数y=ln(x2﹣kx+k)的定义域为R,则实数k的取值范围为 .
随堂练习:
1.求下列函数的定义域:
(1)f(x)=lg(x-2)+.
(2)f(x)=log(x+1)(16-4x).
(3).
(4).
2.求下列函数的定义域:
(1)y=log5(1-x);
(2)y=log(3x-1)5;
(3)y=.
3.已知函数f(x)=ln(mx2﹣4mx+m+3)的定义域为R,则实数m的取值范围是 .
4.函数f(x)=的定义域为R,则实数k的取值范围是 .
5.已知函数f(x)=lg[(a2﹣1)x2+(a+1)x+1],若f(x)的定义域为R,求实数a的取值范围.
3.对数函数图像及应用
例1.函数y=loga(2x﹣3)+2(a>0且a≠1)的图象所过定点的坐标为 .
例2.(1)已知f(x)=loga|x|(a>0,且a≠1)满足f(-5)=1,试画出函数f(x)的图象.
(2)若(1)条件不变,试画出函数g(x)=loga|x-1|的图象.
(3)若(1)条件不变,试画出函数h(x)=|logax|的图象.
随堂练习:
1.如图,若C1,C2分别为函数y=logax和y=logbx的图象,则( )
A.0<a<b<1
B.0<b<a<1
C.a>b>1
D.b>a>1
2.若函数y=loga(x+b)+c(a>0,且a≠1)的图象恒过定点(3,2),则实数b= ,c= .
3.函数y=loga(x-1)(0<a<1)的图象大致是( )
A B C D
4.函数f(x)=loga|x|+1(a>1)的图象大致为( )
5.函数f(x)=lg(|x|-1)的大致图象是( )
6.已知函数f(x)=ln x,g(x)=lg x,h(x)=log3x,直线y=a(a<0)与这三个函数的交点的横坐标分别为x1,x2,x3,则x1,x2,x3的大小关系是( )
A.x2<x3<x1
B.x1<x3<x2
C.x1<x2<x3
D.x3<x2<x1
7.函数y=loga(x-4)+2(a>0且a≠1)恒过定点 .
8.画出函数y=|log2(x+1)|的图象,并写出函数的值域及单调区间.
4.比较大小
例1.比较下列各组中两个值的大小:
①log31.9,log32;
②log23,log0.32;
③logaπ,loga3.14(a>0,a≠1);
④log50.4,log60.4.
随堂练习:
1.若a=log23,b=log32,c=log46,则下列结论正确的是( )
A.b<a<c B.a<b<c
C.c<b<a D.b<c<a
2.设a=log23,b=log35,c=log58,则( )
A.a>b>c B.b>a>c C.b>c>a D.c>a>b
3.若a=20.2,b=log43.2,c=log20.5,则( )
A.b>c>a B.b>a>c
C.c>a>b D.a>b>c
4.已知a=,b=log2,c=,则( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>b>a D.c>a>b
5.比较下列各组中两个值的大小:
(1)ln 0.3,ln 2;
(2)loga3.1,loga5.2(a>0,且a≠1);
(3)log30.2,log40.2;
(4)log3π,logπ3.
6.比较下列各组数中两个数的大小:
(1)log23.4,log23.8.
(2)log0.51.8,log0.52.1.
(3)0.60.6,0.61.5.
(4)loga5.1,loga5.9(a>0,且a≠1).
5.解对数不等式
例1.解下列关于x的不等式:
(1) ;
(2)loga(2x-5)>loga(x-1);
(3)logx>1.
随堂练习:
1.不等式的解集为( )
A.(-∞,3) B. C. D.
2.已知函数f(x)=ln(x+1).
(1)求函数f(x)的定义域、值域;
(2)求不等式f(x)<2的解集;
(3)如果f(3m)<f(m+2),求m的取值范围.
3.(1)求满足不等式log3x<1的x的取值集合;
(2)已知log0.7(2x)<log0.7(x-1),求x的取值范围.
(3)解不等式:2loga(x-4)>loga(x-2)(a>0,且a≠1).
6.对数型函数的单调性问题及综合应用
例1.函数y=的单调区间.
例2.已知函数在[2,+∞)上为减函数,则实数a的取值范围是
( )
A.(﹣∞,2] B.[2,+∞) C.(﹣4,2] D.[﹣1,2]
随堂练习:
1.函数的值域是________.
2.已知y=loga(2-ax)在[0,1]上单调递减,则a的取值范围为( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(0,2) D.[2,+∞)
3.已知函数f(x)=loga[x(a﹣x)](a>0,且a≠1)在(1,2)上单调递增,则a
的取值范围为( )
A.(1,2] B.(1,4] C.[2,+∞) D.[4,+∞)
4.函数y=的单调递增区间是( )
A.(-∞,2) B.(2,+∞) C.(1,2) D.(2,3)
5.函数y=log2(x2﹣4x﹣5)的值域是 .
6.函数f(x)=log3(x2+2x+4)的值域为 .
7.函数y=log0.3(x2+4x+5)的值域是 .
8.已知f(x)=在区间[2,+∞)上单调递减,则实数a的取值范围是 .
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第八讲 对数与对数函数—专题练习
【知识点梳理】
对数
知识点一、对数的概念
1.对数的定义
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x=logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
对数定义的理解:(1)a<0,N取某些值时,logaN不存在,如根据指数的运算性质可知,不存在实数x使=2成立,所以a不能小于0.
(2)a=0,N≠0时,不存在实数x使ax=N,无法定义logaN;N=0时,任意非零实数x,有ax=N成立,logaN不确定.
(3)a=1,N≠1时,logaN不存在;N=1,loga1有无数个值,不能确定.
2.常用对数与自然对数
名称
定义
符号
常用对数
以10为底的对数叫做常用对数
log10N记为lgN
自然对数
以e为底的对数叫做自然对数,e是无理数,e=2.71828
logeN记为lnN
知识点二、对数的性质
1.对数的性质
(1)对数与指数的关系:若a>0,且a≠1,则ax=N⇒logaN=x.
(2)对数恒等式
①alogaN=N;②logaax=x(a>0,且a≠1,N>0).
(3)1的对数等于0,loga1=0(a>0,且a≠1).
(4)底数的对数等于1,logaa=1(a>0,且a≠1).
(5)零和负数没有对数.
2.对数的运算性质
如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么:
①loga(M·N)=logaM+logaN.
②loga=logaM-logaN.
③logaMn=nlogaM(n∈R).
知识点三、换底公式
1.换底公式:logab=(a>0,且a≠1;c>0,且c≠1;b>0).
2.对数换底公式的重要推论:
推论1:logab=.(b>0,且b≠1;a>0,且a≠1).
推论2:(a>0,且a≠1,b>0).
推论3:logab·logbc=logac.
logab·logbc·logcd=logad(a>0,b>0,c>0,d>0,且a≠1,b≠1,c≠1).
对数函数
知识点一、对数函数的定义
一般地,函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞).
知识点二、对数函数的图像和性质
1.对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象和性质如下表
y=logax (a>0,且a≠1)
底数
a>1
0<a<1
图象
定义域
(0,+∞)
值域
R
单调性
在(0,+∞)上是增函数
在(0,+∞)上是减函数
共点性
图象过定点(1,0),即x=1时,y=0
函数值特点
x∈(0,1)时,y∈(-∞,0);
x∈[1,+∞)时,y∈[0,+∞).
x∈(0,1)时,y∈(0,+∞);
x∈[1,+∞)时,y∈(-∞,0].
对称性
函数y=logax与的图象关于x轴对称
2.底数对对数函数图像的影响
底数a决定函数y=logax(a>0,且a≠1)的图像相对位置的高低:
(1)上下比较:在直线x=1的右侧,当a>1时,a越大,图像越靠近x轴;当0<a<1时,a越小,图像越靠近x轴.
(2)左右比较:比较图像与直线y=1的交点,交点的横坐标越大,对应的对数函数的底数越大.
知识点三、反函数
1.指数函数与对数函数的比较
名称
指数函数
对数函数
一般形式
y=ax(a>0,且a≠1)
y=logax(a>0且a≠1)
图像
y=ax的图像与y=logax的图像关于直线y=x对称
定义域
(-∞,+∞)
(0,+∞)
值域
(0,+∞)
(-∞,+∞)
单调性
当a>1时,y=ax,y=logax为增函数
当0<a<1时,y=ax,y=logax为减函数
2.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.
3.反函数的性质
(1)互为反函数的两个函数的定义域与值域正好互换.
(2)互为反函数的两个函数的图像关于直线y=x对称.
(3)若函数y=f(x)的图像上有一点(a,b),则点(b,a)必在其反函数的图像上;反之也成立.
(4)单调函数都有反函数,且单调函数的反函数与原函数有相同的单调性.
知识点四、三种函数的增长差异
y=ax(a>1)
y=logax(a>1)
y=kx(k>0)
在(0,+∞)
上的增减性
单调递增
单调递增
单调递增
图象的变化
随x的增大逐渐变“陡”
随x的增大逐渐趋于稳定
随x的增大匀速上升
增长速度
y=ax的增长快于y=kx的增长,y=kx的增长快于y=logax的增长
增长后果
会存在一个x0,当x>x0时,有ax>kx>logax
【专题练习】
考点一:对数的概念和相关运算
1.指数式与对数式的互化
例1.将下列对数形式化成指数形式或将指数形式转化为对数形式:
(1)33=27;(2)=-3;(3)=16;(4)lg 1 000=3.
解:(1)∵33=27,∴log327=3.
(2)∵=-3,∴=8.
(3)∵=16,∴=-2.
(4)∵lg 1 000=3,∴103=1 000.
随堂练习:
1.2-3=化为对数式为( )
A.=-3 B.=2
C.log2=-3 D.log2(-3)=
解:根据对数的定义知选C选正确.故选:C.
2.下列指数式与对数式互化不正确的一组是( )
A.e0=1与ln1=0 B.2与log82
C.log39=2与3 D.log33=1与31=3
解:A.e0=1与ln1=0,正确;B.2与log82,正确;
C.log39=2应该化为32=9,不正确;D.log33=1与31=3,正确.故选:C.
3.(多选)下列说法正确的有( )
A.只有正数有对数
B.任何一个指数式都可以化成对数式
C.以5为底25的对数等于2
D.=a成立
解:B错误,如(-2)2=4就不能化成对数式,D错误,对数式的真数a应注明大于0.
故选:AC.
4.将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:
(1)3-2=; (2)=125; (3)=-3;
(4)=-6(x>0,且x≠1);(5); (6)lg0.1=-1.
解:(1)log3=-2. (2) =-3.
(3)=27; (4)()-6=64;
(5)ln10≈2.303; (6)10-1=0.1.
2.利用函数的概念和性质求值
例1.求下列各式中x的值:
(1)log2(log5x)=0; (2)log3(lg x)=1; (3)x=.
解:(1)∵log2(log5x)=0,∴log5x=20=1,∴x=51=5.
(2)∵log3(lg x)=1,∴lg x=31=3,∴x=103=1 000.
(3)x==7÷=7÷5=.
例2.求下列各式中x的值.
(1)log8[log7(log2x)]=0;
(2)log2[log3(log2x)]=1.
(3)log4[log3(log2x)]=0.
解:(1)由log8[log7(log2x)]=0,得log7(log2x)=1,即log2x=7,∴x=27.
(2)由log2[log3(log2x)]=1,得log3(log2x)=2,∴log2x=9,∴x=29.
(3)由log4[log3(log2x)]=0,得log3(log2x)=1,则log2x=3,∴x=23.
随堂练习:
1.求下列各式的值.
(1)log981= .
(2)log0.41= .
(3)ln e2= .
解:(1)设log981=x,所以9x=81=92,故x=2,即log981=2.
(2)设log0.41=x,所以0.4x=1=0.40,故x=0,即log0.41=0.
(3)设ln e2=x,所以ex=e2,故x=2,即ln e2=2.
2.(多选)下列等式正确的有( )
A.lg(lg 10)=0
B.lg(ln e)=0
C.若lg x=10,则x=10
D.若ln x=e,则x=e2
解:A项,lg(lg 10)=lg 1=0;
B项,lg(ln e)=lg 1=0;
C项,若lg x=10,则x=1010;
D项,若ln x=e,则x=ee.故选:AB.
3.(1)log27x=,则x= ; (2)logx16=-4,则x= ;
(3)log28= ; (4)log9= ;
(5)ln e= ; (6)lg 1= .
解:(1)由log27x=得,x==3-2=.故答案为:.
(2)由logx16=-4,得x-4=16,即x4=,又x>0,且x≠1,∴x=.
故答案为:
(3)设log28=x,则2x=8=23.∴x=3.∴log28=3.故答案为:3.
(4)设log9=x,则9x==9-1,∴x=-1.∴log9=-1.故答案为:-1.
(5)ln e=1.故答案为:1
(6)lg 1=0.故答案为:0.
4.解方程:
(1)log2[log3(3x﹣6)]=1.
(2).
解:(1)由指数与对数的互化得log3(3x﹣6)=2⇒3x﹣6=32=9,
解得x=5,经检验,符合题意.
(2)方程可变形为,所以,解得x=4.
3.利用对数的运算性质化简与求值
例1.计算下列各式的值:
(1)(lg 5)2+2lg 2-(lg 2)2;
(2);
(3)log535-2log5+log57-log51.8.
解:(1)原式=(lg 5)2+(2-lg 2)lg 2
=(lg 5)2+(1+lg 5)lg 2
=(lg 5)2+lg 2·lg 5+lg 2
=(lg 5+lg 2)·lg 5+lg 2
=lg 5+lg 2=1.
(2)原式=.
(3)原式=log5(5×7)-2(log57-log53)+log57-log5
=log55+log57-2log57+2log53+log57-2log53+log55
=2log55=2.
随堂练习:
1.求值:2log510+log50.25等于( )
A.0 B.1 C.2 D.4
解:2log510+log50.25=log5100+log50.25=log525=2.故选:C.
2. .
解:原式
.故答案为:1.
3.log242+log243+log244等于( )
A.1 B.2 C.24 D.
解:log242+log243+log244=log24(2×3×4)=log2424=1.故选:A.
4.--lg 0.01+ln e3等于( )
A.14 B.0 C.1 D.6
解:--lg 0.01+ln e3=4--lg+3=4-32-(-2)+3=0.故选:B.
5.化简求值 .
解:原式lg25+lg4+2.
故答案为:.
6.计算:
(1)log29×log34+2log510+log0.24.
(2)e2ln3﹣log49•log278+lg4+lg25.
(3)log25×log34×log527+log2(log216).
(4).
解:(1)原式=log29×log34+2log510+log0.24=4×log23×log32+log5100﹣log54=4+log525=4+2=6.
(2)原式=e2ln3﹣log49•log278+lg4+lg25=e2ln3lg(4×25)
=eln9﹣log23•log32+lg100=9﹣1+2=10.
(3)原式
=log25×2log32×3log53+log24 =6+2=8.
(4)原式.
7.计算下列各式的值:
(1)lg-lg+lg;
(2)lg 25+lg 8+lg 5×lg 20+(lg 2)2.
(3).
解:(1)方法一:原式=(5lg 2-2lg 7)-×lg 2+(2lg 7+lg 5)
=lg 2-lg 7-2lg 2+lg 7+lg 5=lg 2+lg 5=(lg 2+lg 5)=lg 10=.
方法二:原式=lg-lg 4+lg =lg=lg(·)=lg=.
(2)原式=2lg 5+2lg 2+lg 5×(2lg 2+lg 5)+(lg 2)2
=2lg 10+(lg 5+lg 2)2=2+(lg 10)2=2+1=3.
(3)原式==+1+9×-0=+1+=.
4.换底公式的应用
例1.计算:(1)(log43+log83)(log32+log92);
(2).
解:(1)原式====.
(2)原式==·log32·3log23=.
例2.(1)已知a=lg5,则lg20可以用a表示为 .
解:a=lg5,所以.故答案为:2﹣a.
(2)已知a=lg2,b=lg3,则用a、b表示对数log415= .
解:∵a=lg2,b=lg3,∴.故答案为:.
(3)已知2a=3,b=log25,则log815= (用a,b表示).
解:由2a=3得a=log23,且b=log25,所以.故答案为:.
随堂练习:
1.已知2a=5b=10,则= .
解:因为2a=5b=10,所以a=log210,b=log510.根据换底公式得a=,b=,
所以=lg 2+lg 5=1.故答案为:1.
2.已知lg 2=a,lg 3=b,则log36等于( )
A. B.
C. D.
解:log36=.故选:B.
3.设log83=p,log35=q,则lg 5等于( )
A.p2+q2 B.(3p+2q)
C. D.pq
解:∵log83=,∴lg 3=3plg 2.
∵log35==q,∴lg 5=qlg 3=3pqlg 2=3pq(1-lg 5),∴lg 5=.故选:C.
4.若logab·logbc·logc3=2,则a的值为 .
解:由已知可得,即=2,∴lg 3=2lg a,∴a2=3,a=.故答案为:.
5.已知log189=a,18b=5.
(1)用a,b表示log3645.
(2)用a,b表示log915.
解:(1)∵log189=a,18b=5,∴log185=b.
于是log3645=.
(2)因为18b=5,所以log185=b.
所以log915=.
6.计算:
(1)(log43+log83)(log32+log92)+log3;
(2).
解:(1)原式
;
(2)原式=﹣2(lg2+lg5)=﹣26=4.
5.对数运算性质的综合应用
例1.(1)设3a=4b=36,求的值;
(2)已知2x=3y=5z,且,求x,y,z.
解:(1)方法一:由3a=4b=36,得a=log336,b=log436,
由换底公式得=log363,=log364,
∴=2log363+log364=log3636=1.
方法二:由3a=4b=36,两边取以6为底数的对数,得alog63=blog64=log636=2,
∴=log63,=log64=log62,∴=log63+log62=log66=1.
(2)令2x=3y=5z=k(k>0),
∴x=log2k,y=log3k,z=log5k,
∴=logk2,=logk3,=logk5,
由=1,
得logk2+logk3+logk5=logk30=1,∴k=30,
∴x=log230=1+log215,
y=log330=1+log310,z=log530=1+log56.
随堂练习:
1.已知a,b,c是不等于1的正数,且ax=by=cz,=0,则abc的值为 .
解:设ax=by=cz=t(t>0),则x=logat,y=logbt,z=logct,
∴=logta+logtb+logtc=logt(abc)=0,
∴abc=t0=1,即abc=1.∴lg a+lg b+lg c=lg(abc)=0,∴abc=1.故答案为:1.
2.已知3a=5b=c,且=2,求c的值.
解:∵3a=5b=c,∴a=log3c,b=log5c,
∴=logc3,=logc5,∴=logc15.
由logc15=2得c2=15,即c=.
3.若3a=12,b=log412,求的值.
解:3a=12⇒a=log312,又b=log412,
所以.
4.已知xlog34+log312=3,求4x+4﹣x.
解:∵xlog34+log312=3,
∴,解得4x,
∴4x+4﹣x.
5.已知2m=9n=6,求的值.
解:由2m=9n=6,可得m=log26,n=log96,
所以.
6.若,试确定x,y,z的大小关系.
解:由,可得:,则,所以x=.
由,可得:,则,所以y=.
由,可得:,则,所以z=.
∵310>215>56,∴y>x>z.
考点二:对数函数综合应用
1.对数函数的概念
例1.下列函数中是对数函数的为( )
A. B. C. D.
解:由对数函数的定义可知,D选项正确.故选:D.
例2.若函数f(x)=(a2+a-5)logax是对数函数,则a= .
解:由a2+a-5=1得a=-3或a=2.又a>0且a≠1,所以a=2.
故答案为:2.
随堂练习:
1.下列函数是对数函数的是( )
A.y=ln(x+1) B.y=log2x
C.y=logxe D.y=logxx
解:由对数函数定义可知B选项为对数函数.故选:B.
2.对数函数的图象过点M(125,3),则此对数函数的解析式为( )
A.y=log5x B.y=
C.y= D.y=log3x
解:设函数解析式为y=logax(a>0,且a≠1).由于对数函数的图象过点M(125,3),
所以3=loga125,得a=5.所以对数函数的解析式为y=log5x.故选:A.
3.已知对数函数f(x)的图象过点P(8,3),则= .
解:设对数函数f(x)=logax(a>0,且a≠1),
∵f(x)的图象过点P(8,3),∴3=loga8,∴a3=8,a=2.∴f(x)=log2x,
=log2=log22-5=-5.故答案为:-5.
4.给出下列函数:
①y=;②y=log3(x-1);③y=log(x+1)x;④y=logex.
其中是对数函数的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解:①②不是对数函数,因为对数的真数不是仅有自变量x;③不是对数函数,因为对数的底数不是常数;④是对数函数.故选:A.
5.下列函数是对数函数有 .
①y=3log2x;②y=log6x;③y=logx5;④y=log2x+1.
解:①log2x的系数是3,不是1,不是对数函数.
②符合对数函数的结构形式,是对数函数.
③自变量在底数位置上,不是对数函数.
④对数式log2x后又加上1,不是对数函数.故答案为:②.
6.函数f(x)=logax+a2-2a-3为对数函数,则a= .
解:依题意有,解得a=3.故答案为:3.
2.求与对数函数有关的函数定义域
例1.求下列函数的定义域:
(1)y=loga(3-x)+loga(3+x);
(2)y=log2(16-4x)+;
(3)y=log(1-x)5.
解:(1)由,解得-3<x<3,∴函数的定义域是(-3,3).
(2)由, 解得1<x<2,∴函数y=log2(16-4x)+的定义域为(1,2).
(3)由,解得x<1且x≠0,∴定义域为(-∞,0)∪(0,1).
例2.若函数y=ln(x2﹣kx+k)的定义域为R,则实数k的取值范围为 .
解:由函数y=ln(x2﹣kx+k)的定义域为R,可得x2﹣kx+k>0恒成立,
即Δ=k2﹣4k<0,解得0<k<4,所以实数k的取值范围为(0,4).
故答案为:(0,4).
随堂练习:
1.求下列函数的定义域:
(1)f(x)=lg(x-2)+.
(2)f(x)=log(x+1)(16-4x).
(3).
(4).
解:(1)要使函数有意义,需满足,解得x>2且x≠3,
所以函数的定义域为(2,3)∪(3,+∞).
(2)要使函数有意义,需满足,解得-1<x<0或0<x<4,
所以函数的定义域为(-1,0)∪(0,4).
(3)由题意可得,﹣2x2+x+3>0,即2x2﹣x﹣3<0,解得﹣1<x.
所以函数的定义域为.
(4)由题知,可得,
故f(x)的定义域为{x|}.
2.求下列函数的定义域:
(1)y=log5(1-x);
(2)y=log(3x-1)5;
(3)y=.
解:(1)要使函数式有意义,需1-x>0,解得x<1,
所以函数y=log5(1-x)的定义域是{x|x<1}.
(2)要使函数式有意义,需, 解得x>,且x≠,
所以函数y=log(3x-1)5的定义域是.
(3)要使函数式有意义,需,解得x<4,且x≠3,
所以函数y=的定义域是{x|x<4,且x≠3}.
3.已知函数f(x)=ln(mx2﹣4mx+m+3)的定义域为R,则实数m的取值范围是 .
解:∵函数f(x)=ln(mx2﹣4mx+m+3)的定义域为R
∴mx2﹣4mx+m+3>0在R上恒成立
①当m=0时,符合题意
②解得:0<m<1
∴综上所述0≤m<1.故答案为:0≤m<1
4.函数f(x)=的定义域为R,则实数k的取值范围是 .
解:依题意,2kx2-kx+>0的解集为R,即不等式2kx2-kx+>0恒成立,
当k=0时,>0恒成立,∴k=0满足条件.
当k≠0时,则,解得0<k<3.综上,k的取值范围是[0,3).
故答案为:[0,3).
5.已知函数f(x)=lg[(a2﹣1)x2+(a+1)x+1],若f(x)的定义域为R,求实数a的取值范围.
解:f(x)的定义域为R∴(a2﹣1)x2+(a+1)x+1>0恒成立,
当a2﹣1=0时,得a=﹣1,a=1不成立,
当a2﹣1≠0时,,解得或a<﹣1,,
综上得或a≤﹣1.
3.对数函数图像及应用
例1.函数y=loga(2x﹣3)+2(a>0且a≠1)的图象所过定点的坐标为 .
解:函数y=loga(2x﹣3)+2中,令2x﹣3=1,得x=2,此时y=0+2=2,
所以定点坐标为(2,2).故答案为:(2,2).
例2.(1)已知f(x)=loga|x|(a>0,且a≠1)满足f(-5)=1,试画出函数f(x)的图象.
(2)若(1)条件不变,试画出函数g(x)=loga|x-1|的图象.
(3)若(1)条件不变,试画出函数h(x)=|logax|的图象.
解:(1)因为f(-5)=1,所以loga5=1,即a=5,
故f(x)=log5|x|=,所以函数y=log5|x|的图象如图所示.
(2)因为f(x)=log5|x|,所以g(x)=log5|x-1|,
如图,g(x)的图象是由f(x)的图象向右平移1个单位长度得到的.
(3)因为a=5,所以h(x)=|log5x|.h(x)的图象如图所示.
随堂练习:
1.如图,若C1,C2分别为函数y=logax和y=logbx的图象,则( )
A.0<a<b<1
B.0<b<a<1
C.a>b>1
D.b>a>1
解:作直线y=1,则直线与C1,C2的交点的横坐标分别为a,b,易知0<b<a<1.故选:B.
2.若函数y=loga(x+b)+c(a>0,且a≠1)的图象恒过定点(3,2),则实数b= ,c= .
解:∵函数的图象恒过定点(3,2),∴将(3,2)代入y=loga(x+b)+c,得2=loga(3+b)+c.
又当a>0,且a≠1时,loga1=0恒成立,∴c=2,3+b=1,∴b=-2,c=2.
故答案为:-2,2.
3.函数y=loga(x-1)(0<a<1)的图象大致是( )
A B C D
解:∵0<a<1,∴y=logax在(0,+∞)上单调递减,故排除C,D;又函数y=loga(x-1)的图象是由y=logax的图象向右平移一个单位长度得到的,故A正确.故选:A.
4.函数f(x)=loga|x|+1(a>1)的图象大致为( )
解:∵函数f(x)=loga|x|+1(a>1)是偶函数,∴f(x)的图象关于y轴对称,
当x>0时,f(x)=logax+1是增函数;
当x<0时,f(x)=loga(-x)+1是减函数,
又∵图象过(1,1),(-1,1)两点,结合选项可知C正确.故选:C.
5.函数f(x)=lg(|x|-1)的大致图象是( )
解:由f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞),且f(-x)=lg(|-x|-1)=lg(|x|-1)=f(x),得f(x)是偶函数,由此知C,D错误.又当x>1时,f(x)=lg(x-1)在(1,+∞)上单调递增,所以B正确.故选:B.
6.已知函数f(x)=ln x,g(x)=lg x,h(x)=log3x,直线y=a(a<0)与这三个函数的交点的横坐标分别为x1,x2,x3,则x1,x2,x3的大小关系是( )
A.x2<x3<x1 B.x1<x3<x2
C.x1<x2<x3 D.x3<x2<x1
解:分别作出三个函数的大致图象,如图所示.
由图可知,x2<x3<x1.故选:A.
7.函数y=loga(x-4)+2(a>0且a≠1)恒过定点 .
解:令x-4=1得x=5,此时y=loga1+2=2,所以函数y=loga(x-4)+2恒过定点(5,2).
故答案为:(5,2).
8.画出函数y=|log2(x+1)|的图象,并写出函数的值域及单调区间.
解:函数y=|log2(x+1)|的图象如图所示.
由图象知,其值域为[0,+∞),单调减区间是(-1,0],单调增区间是(0,+∞).
4.比较大小
例1.比较下列各组中两个值的大小:
①log31.9,log32;
②log23,log0.32;
③logaπ,loga3.14(a>0,a≠1);
④log50.4,log60.4.
解:①因为y=log3x在(0,+∞)上是增函数,所以log31.9<log32.
②因为log23>log21=0,log0.32<log0.31=0,所以log23>log0.32.
③当a>1时,函数y=logax在(0,+∞)上是增函数,则有logaπ>loga3.14;
当0<a<1时,函数y=logax在(0,+∞)上是减函数,则有logaπ<loga3.14.
综上所得,当a>1时,logaπ>loga3.14;当0<a<1时,logaπ<loga3.14.
④在同一直角坐标系中,作出y=log5x,y=log6x的图象,再作出直线x=0.4(图略),观察图象可得log50.4<log60.4.
随堂练习:
1.若a=log23,b=log32,c=log46,则下列结论正确的是( )
A.b<a<c B.a<b<c
C.c<b<a D.b<c<a
解:因为函数y=log4x在(0,+∞)上是增函数,a=log23=log49>log46>1,log32<1,所以b<c<a.
故选:D.
2.设a=log23,b=log35,c=log58,则( )
A.a>b>c B.b>a>c C.b>c>a D.c>a>b
解:因为32>23,所以log232>log223,即2log23>3,所以2log23,即a;
因为52<33,所以log352<log333,即2log35<3,即log35,即b;
因为82<53,所以log582<log553,即2log58<3,即log58,即c;
又因为b﹣c=log35﹣log58log58,
且2log53+log58=log524<log525=2,所以log53•log58<1,所以b>c.
综上所述,a>b>c.故选:A.
3.若a=20.2,b=log43.2,c=log20.5,则( )
A.b>c>a B.b>a>c
C.c>a>b D.a>b>c
解:∵a=20.2>1>b=log43.2>0>c=-1,∴a>b>c.故选:D.
4.已知a=,b=log2,c=,则( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>b>a D.c>a>b
解:∵0<a=<20=1,b=log2<log21=0,c=>=1,∴c>a>b.故选:D.
5.比较下列各组中两个值的大小:
(1)ln 0.3,ln 2;
(2)loga3.1,loga5.2(a>0,且a≠1);
(3)log30.2,log40.2;
(4)log3π,logπ3.
解:(1)因为函数y=ln x在(0,+∞)上是增函数,且0.3<2,所以ln 0.3<ln 2.
(2)当a>1时,函数y=logax在(0,+∞)上是增函数,又3.1<5.2,所以loga3.1<loga5.2;
当0<a<1时,函数y=logax在(0,+∞)上是减函数,又3.1<5.2,所以loga3.1>loga5.2.
综上所述,当a>1时,loga3.1<loga5.2;
当0<a<1时,loga3.1>loga5.2.
(3)因为0>log0.23>log0.24,所以,即log30.2<log40.2.
(4)因为函数y=log3x是增函数,且π>3,所以log3π>log33=1.
同理,1=logππ>logπ3,所以log3π>logπ3.
6.比较下列各组数中两个数的大小:
(1)log23.4,log23.8.
(2)log0.51.8,log0.52.1.
(3)0.60.6,0.61.5.
(4)loga5.1,loga5.9(a>0,且a≠1).
解:(1)因为函数y=log2x在(0,+∞)上是增函数,3.4<3.8,所以log23.4<log23.8;
(2)因为函数y=log0.5x在(0,+∞)上是减函数,1.8<2.1,所以log0.51.8>log0.52.1;
(3)因为函数y=0.6x在R上是减函数,0.6<1.5,所以0.60.6>0.61.5.
(4)当a>1时,y=logax在(0,+∞)上是增函数,又5.1<5.9,所以loga5.1<loga5.9;
当0<a<1时,y=logax在(0,+∞)上是减函数,又5.1<5.9,所以loga5.1>loga5.9.
综上,当a>1时,loga5.1<loga5.9;当0<a<1时,loga5.1>loga5.9.
5.解对数不等式
例1.解下列关于x的不等式:
(1) ;
(2)loga(2x-5)>loga(x-1);
(3)logx>1.
解:(1)由题意可得,解得0<x<2.所以原不等式的解集为{x|0<x<2}.
(2)当a>1时,原不等式等价于,解得x>4.
当0<a<1时,原不等式等价于,解得<x<4.
综上所述,当a>1时,原不等式的解集为{x|x>4};当0<a<1时,原不等式的解集为.
(3)当x>1时,logx>logxx,所以x<,无解;
当0<x<1时,logx>logxx,所以<x<1.综上,原不等式的解集为.
随堂练习:
1.不等式的解集为( )
A.(-∞,3) B. C. D.
解:由题意可得,解得<x<3.故选:D.
2.已知函数f(x)=ln(x+1).
(1)求函数f(x)的定义域、值域;
(2)求不等式f(x)<2的解集;
(3)如果f(3m)<f(m+2),求m的取值范围.
解:(1)由x+1>0,得x>﹣1,所以f(x)的定义域为(﹣1,+∞),f(x)的值域为R.
(2)因为ln(x+1)<2=lne2,
因为f(x)是增函数,所以0<x+1<e2,即﹣1<x<e2﹣1,
所以不等式的解集为(﹣1,e2﹣1).
(3)因为y=ln(x+1)的定义域为(﹣1,+∞),且是增函数,
所以,解得,
所以m的取值范围是.
3.(1)求满足不等式log3x<1的x的取值集合;
(2)已知log0.7(2x)<log0.7(x-1),求x的取值范围.
(3)解不等式:2loga(x-4)>loga(x-2)(a>0,且a≠1).
解:(1)∵log3x<1=log33,∴x满足的条件为,即0<x<3.
∴x的取值集合为{x|0<x<3}.
(2)∵函数y=log0.7x在(0,+∞)上为减函数,∴由log0.7(2x)<log0.7(x-1),得,解得x>1.∴x的取值范围是(1,+∞).
(3)原不等式可化为loga(x-4)2>loga(x-2),
当a>1时,有,解得:x>6,
当0<a<1时,有,解得:4<x<6.
所以当a>1时,原不等式的解集为{x|x>6};
当0<a<1时,原不等式的解集为{x|4<x<6}.
6.对数型函数的单调性问题及综合应用
例1.函数y=的单调区间.
解:由于x2-3x+5的判别式Δ=(-3)2-4×5=-11<0,
∴x2-3x+5>0恒成立,即函数的定义域为R.
令u(x)=x2-3x+5,当x∈时,u(x)单调递减,当x∈时,u(x)单调递增.
又y=为减函数,
∴y=在上单调递增,在上单调递减.
综上,函数y=的增区间为,减区间为.
例2.已知函数在[2,+∞)上为减函数,则实数a的取值范围是
( )
A.(﹣∞,2] B.[2,+∞) C.(﹣4,2] D.[﹣1,2]
解:令f(x)=x2﹣2ax+5a,对称轴为x=a,因为函数是正实数集上的减函数,
所以要想函数在[2,+∞)上为减函数,
只需函数f(x)=x2﹣2ax+5a在[2,+∞)上为增函数,且f(x)>0在[2,+∞)上恒成立,
所以a≤2,且f(2)=4+a>0,解得﹣4<a≤2.故选:C.
随堂练习:
1.函数的值域是________.
解:=,
因为(x+1)2+2≥2,所以≤=-1,
所以函数f(x)的值域是(-∞,-1].故答案为:(-∞,-1].
2.已知y=loga(2-ax)在[0,1]上单调递减,则a的取值范围为( )
A.(0,1) B.(1,2)
C.(0,2) D.[2,+∞)
解:∵f(x)=loga(2-ax)在[0,1]上单调递减,
且y=2-ax在[0,1]上单调递减,∴ ,∴1<a<2.故答案选:B.
3.已知函数f(x)=loga[x(a﹣x)](a>0,且a≠1)在(1,2)上单调递增,则a
的取值范围为( )
A.(1,2] B.(1,4] C.[2,+∞) D.[4,+∞)
解:若0<a<1,则x(a﹣x)<0在(1,2)上恒成立,不符合条件.
若a>1,则f(x)在(1,2)上单调递增,
得解得a≥4,
则a的取值范围为[4,+∞).故选:D.
4.函数y=的单调递增区间是( )
A.(-∞,2) B.(2,+∞) C.(1,2) D.(2,3)
解:由-3+4x-x2>0,得x2-4x+3<0,得1<x<3.
设t=-3+4x-x2,其图象的对称轴为x=2.
∵函数y=为减函数,∴要求函数y=的单调递增区间,
即求函数t=-3+4x-x2,1<x<3的单调递减区间,
∵函数t=-3+4x-x2,1<x<3的单调递减区间是(2,3),
∴函数y=的单调递增区间为(2,3).故选:D.
5.函数y=log2(x2﹣4x﹣5)的值域是 .
解:令t=x2﹣4x﹣5,则函数t=x2﹣4x﹣5=(x﹣2)2﹣9≥﹣9,故可取到一切正数,
∴函数y=log2(x2﹣4x﹣5)的值域是R,故答案为:R.
6.函数f(x)=log3(x2+2x+4)的值域为 .
解:令u=x2+2x+4,则u=(x+1)2+3≥3,∴log3(x2+2x+4)≥log33=1,
即函数f(x)=log3(x2+2x+4)的值域为[1,+∞).故答案为:[1,+∞).
7.函数y=log0.3(x2+4x+5)的值域是 .
解:要使函数有意义,则x2+4x+5>0,解得x∈R,
故函数的定义域为R.
设t=x2+4x+5=(x+2)2+1,则t≥1,
∵函数y=log0.3x在定义域上时减函数,∴y≤log0.31=0,故所求的值域是(﹣∞,0].
故答案为:(﹣∞,0].
8.已知f(x)=在区间[2,+∞)上单调递减,则实数a的取值范围是 .
解:二次函数y=x2-ax+3a的对称轴为x=,由已知,应有≤2,
且满足当x≥2时x2-ax+3a>0,即,解得-4<a≤4.故答案为:(-4,4].
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