专题4.4 对数函数重难点题型专训(2个知识点+17大基础题型+2大提高题型+自我检测)-2026-2027学年高一上学期数学重难点专训(人教A版必修第一册)
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内容正文:
专题4.4 对数函数重难点题型专训
(2个知识点+17大基础题型+2大提高题型+自我检测)
目录
第一部分・练基础题型
题型一、对数函数的概念判断与求值
题型二、求对数函数的解析式
题型三、求对数函数的定义域
题型四、求对数型复合函数的定义域
题型五、求对数函数在区间上的值域
题型六、求对数型复合函数的值域
题型七、根据对数函数的值域求参数值或范围
题型八、根据对数型函数图象判断参数的范围
题型九、对数型函数图象过定点问题
题型十、对数型复合函数的单调性
题型十一、求对数函数的最值
题型十二、根据对数函数的最值求参数或范围
题型十三、求反函数
题型十四、反函数的性质应用
题型十五、比较对数式的大小
题型十六、由对数函数的单调性解不等式
题型十七、指数、对数、幂函数模型的增长差异
第二部分·练提高题型
题型一、求相关对数函数的定义域与值域
题型二、反函数有关求解
第三部分・自我检测
知识点01 对数函数的概念
1.对数函数的定义
(1)对数函数的定义:一般地,函数 (a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,定义域是(0,+∞).
(2)判断一个函数是对数函数的依据:
①形如;②底数a满足a>0,且a≠1;③真数是x;④定义域为(0,+∞).
例如:是对数函数,而,都不是对数函数.
【即时训练】
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)给出下列函数:①;②;③;④,其中是对数函数的有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
【答案】A
【分析】根据对数函数的定义判断即可.
【详解】形如(且)的函数叫对数函数,其中底数为常数,真数只有自变量,
故只有④满足对数函数的定义,故对数函数有1个.
2.(24-25高一上·全国·课后作业)已知函数(,且)的图象过点,则函数的解析式为______.
【答案】
【分析】把已知点坐标代入解析式,可求出,即可求解.
【详解】由题可得,即,
因为,且,所以,
故函数解析式为.
故答案为:.
知识点02 对数函数的图象与性质
1.对数函数的图象与性质
对数函数 (a>0,且a≠1,x>0)的图象和性质如下表所示:
0<a<1
a>1
图象
性质
定义域
(0,+∞)
值域
R
过定点
(1,0)
单调性
在(0,+∞)上是减函数
在(0,+∞)上是增函数
函数值的变化范围
当0<x<1时,y>0
当0<x<1时,y<0
当x=1时,y=0
当x=1时,y=0
当x>1时,y<0
当x>1时,y>0
2.底数a对对数函数图象的影响
(1)底数a与1的大小关系决定了对数函数图象的“升降”.
当a>1时,对数函数的图象“上升”;
当0<a<1时,对数函数的图象“下降”.
(2)函数与 (a>0,且a≠1)的图象关于x轴对称.
(3)底数的大小决定了图象相对位置的高低:
无论是a>1还是0<a<1,在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大.
①上下比较:在直线x=1的右侧,a>1时,a越大,图象越靠近x轴;0<a<1时,a越小,图象越靠近x轴;
②左右比较:比较图象与直线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.
3.反函数
定义
一般地,指数函数(a>0且a≠1)与对数函数(a>0且a≠1)互为反函数,它们的定义域与值域正好互换
性质
函数y=f(x)的定义域、值域分别为它的反函数的值域、定义域
互为反函数的两个函数图象关于直线y=x对称
4.对数函数图象的识别及应用
(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.
5.对数(型)函数的值域和单调性问题的解题策略
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.
【即时训练】
1.(2026·江苏苏州·模拟预测)函数(,)的图象经过定点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据对数的运算性质进行求解即可.
【详解】因为,
所以该函数的图象经过定点.
2.(25-26高一上·北京海淀·阶段检测)函数的反函数为,则___________.
【答案】12
【分析】根据反函数的性质即可求解.
【详解】由可得,所以,
,
故答案为:12
【基础题型一 对数函数的概念判断与求值】
【例1】(26-27高一上·全国·课后作业)下列函数是对数函数的是( )
A.y=loga(2x) B.y=lg 5
C.y=log2(x2+x) D.y=ln x
【答案】D
【分析】由对数函数定义结合选项可得答案.
【详解】形如的函数为对数函数.
据此可得仅有D选项满足题意.
1.(2025高二下·福建·学业考试)对数函数经过点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】对于函数,令,则,
即函数经过点.
2.(26-27高一上·全国·课堂例题)(多选)下列给出的函数,其中是对数函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】根据对数函数的定义判断即可.
【详解】形如(且)的函数叫对数函数,其中底数为常数,真数只有自变量.
对于A,真数是,不符合定义.
对于B,底数为,,真数为,满足定义.
对于C,底数为变量,不是常数,不符合定义.
对于D,底数为常数,且大于0不等于1,真数是,满足定义.
3.(25-26高一上·广东河源·期末)已知函数,则________.
【答案】
【分析】利用对数的运算性质计算可得所求函数值.
【详解】因为,则,故.
故答案为:.
4.(24-25高一上·全国·周测)(1)若函数是对数函数,求实数的取值范围;
(2)如果对数式有意义,求实数的取值范围.
【答案】(1)且;(2)或或
【分析】(1)根据对数函数的定义列出关于的不等式组,即可求解;
(2)根据对数函数的定义及定义域列出关于的不等式组,即可求解.
【详解】(1)因为是对数函数,所以,解得且,
即实数的取值范围是且.
(2)要使对数式有意义,则,解得或或,
故实数的取值范围是或或.
【基础题型二 求对数函数的解析式】
【例2】(25-26高二下·北京东城·期末)若函数的图象过点,则( )
A.3 B.1 C.-1 D.-3
【答案】A
【分析】因为函数图象过一点,代入该点的坐标解方程即得解.
【详解】解:由已知得,所以,解得:,
故选:A.
1.(26-27高一上·全国·课后作业)若函数是对数函数,则a的值是( )
A.1或2 B.1
C.2 D.且
【答案】C
【分析】根据对数函数的定义即可得到方程,解出即可.
【详解】∵函数是对数函数,
∴,且,
解得或,∴,
故选:C.
2.(24-25高一上·河北保定·期末)下列函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据函数奇偶性的判定方法一一分析即可.
【详解】对于选项A,,,,所以函数不是奇函数;
对于选项B,,所以,且函数定义域为,所以函数为偶函数;
对于选项C,,,解得,则其定义域为,关于原点对称,
而,,所以函数是奇函数;
对于选项D,,
所以,且定义域为,关于原点对称,所以函数为偶函数;
故选:C
3.(24-25高一上·全国·课前预习)若某对数函数的图象过点,则该对数函数的解析式为________.
【答案】
【分析】设出函数解析式,再结合图象所过点求出参数即可.
【详解】设函数解析式为,且,
由函数的图象过点,得,即,解得,
所以该对数函数的解析式为为.
故答案为:
4.(26-27高一上·全国·课堂例题)已知函数(,且),且,求.
【答案】
【详解】已知 (,且),则,
所以,
因为 ,即,
由对数的定义可得,即,
将 代入 ,
可得.
【基础题型三 求对数函数的定义域】
【例3】(2026·湖南长沙·模拟预测)函数的定义域为( )
A.R B. C. D.
【答案】B
【分析】根据对数函数真数恒大于0的性质,列不等式求解即可得到函数定义域.
【详解】对于对数函数(且),其真数必须满足,
因此要使有意义,需满足真数大于0,即 ,解得,
故函数的定义域为
1.(24-25高一下·浙江杭州·期中)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由对数的真数大于0,即可得到正确答案.
【详解】根据对数的真数大于0,可知定义域为,
故选:A
2.(25-26高一上·湖北咸宁·期末)(多选)下列各组函数中表示同一个函数的是( )
A.,(且) B.
C., D.,
【答案】AB
【分析】对选项中两函数的定义域,值域,对应关系逐一进行判断,即可得出结论.
【详解】选项A,两函数定义域为,值域为,对应关系完全相同,是同一个函数;
选项B,两函数定义域为,值域为,对应关系完全相同,是同一个函数;
选项C,易知的定义域为,定义域为,所以两函数不同;
选项D,易知,与值域不一样,两函数不同;
故选:AB
3.(25-26高一上·上海·期中)要使表达式有意义,则的取值范围是___________.
【答案】且
【分析】根据对数的性质即可列不等式求解.
【详解】由题意可得或,解得:且,
故答案为:且
4.(25-26高一上·新疆·期末)已知(且)的图象过点.
(1)求的值;
(2)若,求的解析式及定义域.
【答案】(1);(2),定义域为.
【分析】(1)把点代入求得即可,
(2)根据对数函数的性质和运算法则,求得的解析式及定义域,
【详解】解:(1)∵(且)的图象过点
∴
∴
又且
解得
(2)
其中且
所以的定义域为.
【基础题型四 求对数型复合函数的定义域】
【例4】(25-26高二下·山东青岛·期末)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】要使函数有意义,需满足真数大于0,即,解得,
因此函数定义域为.
1.(2026高二下·浙江·学业考试)已知函数(且),则该函数的定义域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由对数函数的定义,真数,解得.
所以函数的定义域为.
2.(24-25高一上·江苏南京·阶段检测)(多选)设函数,下列说法正确的是( )
A.的定义域为
B.是奇函数
C.对于函数定义域内的任意两个不同的实数,总满足
D.对于任意的,都有
【答案】ABD
【分析】根据真数大于0求得定义域,可判断A;利用奇偶性定义判断奇偶性,可判断B;取特殊值计算可判断C;根据对数运算化简即可判断D.
【详解】对于A,由,解得,故函数的定义域为,故A正确;
对于B,由A可知定义域关于原点对称,又,
所以是奇函数,故B正确;
对于C;当时,,故C错误;
对于D,对于,,故D正确.
故选:ABD.
3.(2026·江苏淮安·一模)函数的定义域为___________.
【答案】
【详解】由,解得,所以的定义域为.
4.(25-26高一上·甘肃兰州·期末)求下列函数定义域:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用对数型函数定义域求解;
(2)利用对数型函数及根式型函数定义域求解.
【详解】(1)要使函数有意义,需满足,解得,
故函数定义域为;
(2)要使函数有意义,需满足,
即,解得,
故函数定义域为.
【基础题型五 求对数函数在区间上的值域】
【例5】(24-25高一上·全国·单元测试)函数,的值域是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】判断函数的单调性,求出端点处的函数值,即可求出函数的值域.
【详解】函数在定义域上单调递减,
当时,,即,且当时,
所以函数,的值域是.
故选:A
1.(24-25高一上·全国·课后作业)函数在上的值域为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】判断出在上单调递增即可求解.
【详解】,
在上单调递增,
在上单调递增,
当时,,
当时,,
在上的值域为,
故选:B.
2.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)(多选)已知函数的定义域是,则下列函数中与值域相同的函数是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】先求出函数在上的值域,再逐一求四个选项中函数的值域即可得正确选项.
【详解】函数在单调递增,
,,所以值域为,
对于选项A:值域为,故选项A不正确;
对于选项B:因为的定义域是,所以,可得,
,所以值域为,故选项B正确,
对于选项C:值域为,故选项C不正确;
对于选项D:的值域为,故选项D正确;
故选:BD.
3.(25-26高一上·全国·课后作业)已知函数的定义域为,则函数的值域是____________.
【答案】
【分析】由对数函数的单调性,根据定义域求出函数的值域.
【详解】∵,∴,即,
即,则函数的值域为.
故答案为:
4.(25-26高三上·江苏盐城·开学考试)已知函数.
(1)当时,求该函数的取值范围;
(2)若,则方程有解,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)令,利用换元的思想转化为求二次函数的值域问题即可;
(2)将问题转化为在上有解,进行参变分离,利用对勾函数的单调性进行求解.
【详解】(1),
令,
所以,
因为,所以
所以该函数的取值范围为
(2)由(1)知在上有解,
即在上有解,
所以.
由对勾函数的单调性可知,在上单调递增,
的值域是
所以的取值范围为.
【基础题型六 求对数型复合函数的值域】
【例6】(25-26高一下·河北邢台·开学考试)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】依题意可知函数定义域为,
所以函数,
即的值域为.
1.(26-27高一上·山东德州·阶段检测)函数,的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】令,,根据二次函数的性质求出的值域,再根据对数函数的性质计算可得.
【详解】解:令,,则在上单调递增,
又,,所以,
又在上单调递增,
所以,即.
故选:A
2.(26-27高一上·安徽淮北·阶段检测)(多选)已知函数,,若存在,使得,则的取值可以是( )
A.-4 B.-2 C.2 D.3
【答案】AB
【分析】根据条件求出两个函数的值域,结合若存在,使得,等价为两个集合有公共元素,然后根据集合的关系进行求解即可.
【详解】当时,,即,
则的值域为,
当时,,
则的值域为,
若存在,使得,
则,
若,
则或,
解得或.
所以当时,
的取值范围为.
故选:AB
3.(25-26高一上·河北石家庄·期末)函数的值域是_____.
【答案】
【分析】先分析真数的取值范围,再确定对数函数的值域即可;
【详解】因为函数,则,
所以,
即函数的值域是.
故答案为:.
4.(25-26高一下·辽宁抚顺·开学考试)求的定义域和值域.
【答案】定义域为R,.
【分析】利用对数的真数大于0,可求函数的定义域;利用函数的单调性,可求函数的值域.
【详解】设,则.
因为恒成立,所以函数的定义域为R.
因为对数的底数,所以是[3,+∞)上的增函数
所以函数的值域为.
【基础题型七 根据对数函数的值域求参数值或范围】
【例7】(2025高二下·陕西西安·学业考试)若函数的值域为,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.]
【答案】D
【分析】令,等价于的值域能取到内的任意实数即可,
【详解】令,等价于的值域能取到内的任意实数,
若,则,符合题意,
若,则需,解得,∴a的范围为,
故选:D.
1.(25-26高一上·内蒙古·阶段检测)已知,且.若,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】根据对数函数的性质可得的范围,根据范围计算各个选项,可得结果.
【详解】,
当时,,,
当时,,
观察各选项可知D选项满足条件.
故选:D.
2.(25-26高一上·湖北荆州·期末)(多选)已知函数,若对任意的,均存在使得,则的可能取值为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
【答案】ABD
【解析】由函数值域为求得的范围,然后进行判断.
【详解】依题意知:函数的值域为,
则或,解得:或,
故选:ABD.
3.(2025·江苏泰州·二模)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围为________.
【答案】
【分析】根据给定条件,利用对数函数值域确定真数取值集合,再利用二次函数求出范围.
【详解】由函数的值域为R,得函数的值域包含,
因此,解得或,
所以实数a的取值范围为.
故答案为:
4.(24-25高一上·上海·课堂例题)已知函数,.
(1)若函数过定点,求函数的定义域;
(2)若函数值域为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据函数过定点求出的值,再求其定义域即得;
(2)将题意转化成函数的值域为,就参数进行分类讨论,结合二次函数的图象分析即得.
【详解】(1)因为函数过定点,则当时,,则,即,则,
由,得,
故函数的定义域为.
(2)若函数的值域为,则可取到的所有值,
当时,,显然可以取到,故符合题意;
当时,只需,解得,则;
当时,不能取到的所有值,不合题意.
综上,的取值范围为.
【基础题型八 根据对数型函数图象判断参数的范围】
【例8】(24-25高一上·全国·课后作业)已知实数且,函数的大致图象如下,则,的取值范围可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用函数的单调性可得,由,可求得.
【详解】由图象可知函数是减函数,所以;
当时,,所以.
故选:C.
1.(24-25高一上·江苏南通·阶段检测)图中曲线是对数函数的图象,已知a取,,,四个值,则相应于,,,的a值依次为( )
A.,,, B.,,,
C.,,, D.,,,
【答案】B
【分析】利用,在图象上画出直线,与各个曲线交点的横坐标即为对应的对数底数.
【详解】由已知图中曲线是对数函数的图象,画出直线,
与各个曲线交点的横坐标即为对应的对数底数,
可得,,,的a值从小到大依次为:,,,,
由a取,,,四个值,
故,,,的a值依次为,,,,
故选:B.
2.(25-26高一上·湖南邵阳·阶段检测)(多选)已知函数(为常数,其中)的图象如图,则下列结论成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】根据对数函数的图象判断.
【详解】由图象知,可以看作是向左移动个单位得到的,因此,
故选:BD.
3.(24-25高一上·黑龙江牡丹江·期中)若函数的图象经过第一、二、三象限,则实数a的取值范围为___________.
【答案】
【分析】根据底数大于1的对数函数的性质,得出满足条件的图象只需满足即可得解.
【详解】根据对数函数的性质可知,函数在定义域上单调递增,
要使函数的图象经过第一、二、三象限,
则,即,所以,
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
4.(26-27高一上·全国·课堂例题)如图所示的四条曲线分别是对数函数,,,的图象,求a,b,c,d与1的大小关系.
【答案】
【详解】由题图知: ,,,.
作平行于x轴的直线l:,则直线与四条曲线交点的横坐标从左向右依次为c,d,a,b,由图可知.
【基础题型九 对数型函数图象过定点问题】
【例9】(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末)若函数(且),则函数的图象恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知,
令,得,代入得,
故函数的图象恒过定点.
1.(25-26高一上·广西柳州·期末)函数(,且)的图象恒过点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】对数型函数过定点,只要令真数部分值为1,解出的值,再将的值代入解析式求得的值.
【详解】令,解得,再将代入解析式得.
所以过定点,即.
故选:D
2.(24-25高一上·新疆巴州·期末)(多选)已知且,则下列函数的图象过定点的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】利用和可以得到结论.
【详解】由,所以过顶点 ,故A正确;
同理:过定点,故B错误;
因为,所以过定点,故C错误;
由,所以过定点,故D正确.
故选:AD
3.(25-26高二下·山东日照·期末)函数过定点________.
【答案】
【分析】利用对数函数(且)的恒成立性质,即可求解.
【详解】令,解得,得,
因此函数恒过定点.
4.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·阶段检测)已知函数的图象恒过定点,若点也在函数的图象上,求的值.
【答案】
【分析】令可求得函数的图象所经过的定点的坐标,再将点的坐标代入函数的解析式,可求得实数的值.
【详解】函数的图象恒过定点,
令,可得,则,,
点也在函数的图象上,则,可得:.
【基础题型十 对数型复合函数的单调性】
【例10】(2026·湖南·二模)已知函数(且),若,则的递增区间是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由得,所以,又且,所以,
而 的定义域为,处无定义,
当时,,因为,所以对数函数在上单调递增;
当时,,
根据复合函数性质得,内层在单调递减,
外层单调递增,因此在上单调递减.
则的递增区间是.
1.(25-26高一上·江苏连云港·期末)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用对数型复合函数单调性直接求解即可.
【详解】由题意得,即或,
则对于函数,其对称轴为,
当时,函数单调递减,
当时,函数单调递增;
又函数在时单调递增,
所以当时,函数单调递减,当时,函数单调递增.
可得函数的单调递减区间为.
故选:C
2.(25-26高三上·安徽阜阳·阶段检测)(多选)已知函数 ,则( )
A.在 上单调递增
B.在 上单调递减
C.的最小值为
D.的图象关于直线对称
【答案】CD
【分析】令,结合对数函数、二次函数和复合函数的性质即可得结果.
【详解】令,所以 .
由于在 上单调递减,在上单调递增,且是增函数,
所以在 上单调递减,在 上单调递增,最小值为 .
又关于对称,所以的图象关于直线对称
故选:CD.
3.(25-26高一上·广东惠州·期中)函数的单调减区间为______.
【答案】
【分析】先求出的定义域,然后结合二次函数的单调性,利用复合函数的同增异减法则求解单调区间即可.
【详解】由,可得或,
所以的定义域为,
对于,或,开口向上且对称轴为,
所以在上单调递减,在上单调递增,而单调递增,
所以的单调递减区间为.
故答案为:
4.(24-25高三上·宁夏石嘴山·阶段检测)已知函数满足
(1)求的解析式;
(2)若,求的单调性.
【答案】(1)
(2)函数在上单调递增,在上单调递减
【分析】(1)对于求的解析式,我们可以通过换元法,将换为来求解.(2)对于求函数单调性,当时,先求出的表达式,再根据对数函数的性质以及复合函数单调性的判断方法(同增异减)来求解.
【详解】(1)设,则.
已知,将代入可得:
所以.
(2)当时,.
先求函数的定义域,令,即,解得或.
对于二次函数,其对称轴为.
当时,二次函数单调递减,因为对数函数在上单调递减,根据复合函数“同增异减”的原则,此时单调递增.
当时,二次函数单调递增,对数函数在上单调递减,根据复合函数“同增异减”的原则,此时单调递减.
故函数在上单调递增,在上单调递减.
【基础题型十一 求对数函数的最值】
【例11】(24-25高一上·陕西西安·阶段检测)函数在上的最小值为( )
A. B. C. D.e
【答案】A
【分析】先分析函数的单调性,结合单调性求最值即可.
【详解】因为均在上单调递减,
所以函数在上单调递减,
所以函数在上的最小值为.
故选:A.
1.(24-25高一上·上海·期中)已知实数满足,则函数在上的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用函数在上的单调性可求其最大值.
【详解】因为,则函数在上为减函数,则.
故选:A.
2.(24-25高一上·新疆·期末)(多选)设函数,则( )
A.在上单调递减 B.在上单调递增
C.有最大值 D.有最小值
【答案】BD
【分析】根据给定条件,利用二次函数、对数函数的单调性求出单调区间及最值.
【详解】函数中,,解得,
令,函数在上单调递减,
而函数在上单调递减,因此函数在上单调递增,A错误,B正确;
当时,取得最大值9,所以有最小值,C错误,D正确.
故选:BD
3.(24-25高三·全国·一轮复习)函数在上的值域为______.
【答案】
【分析】分和两种情况,结合对数函数值域分析求解.
【详解】因为函数在定义域上单调递增.
当时,,可得;
当时,,可得;
综上所述:所以的值域为.
故答案为:.
4.(26-27高一上·吉林延边·期末)设函数,且.
(1)求实数的值及函数的定义域;
(2)求函数在区间上的最小值.
【答案】(1),定义域为
(2)0
【分析】(1)根据题中条件,即可对数运算,得到的值;再根据真数大于零,列出不等式组求解,即可求出定义域;
(2)由(1)将函数解析式整理得到,判断其在给定区间的单调性,即可得出最小值.
【详解】(1)因为,
由,得,则,解得;
又,解得,
所以的定义域为;
(2)由(1)得,
因为,令,
令,则函数单调递增,
故,即时,取最小值,
故的最小值为0.
【基础题型十二 根据对数函数的最值求参数或范围】
【例12】(25-26高一上·安徽合肥·期中)函数在上的最大值与最小值的和为1,则( )
A. B.2 C.3 D.
【答案】C
【分析】分和,结合函数的单调性得到方程,求出答案.
【详解】若,则在上单调递增,
故,解得,满足要求;
若,则在上单调递减,
故,解得,不符合要求;
综上,.
故选:C
1.(24-25高一上·四川成都·期中)已知函数,且)在区间上的最大值为,则的值为( )
A. B. C. D.或
【答案】D
【分析】根据对数函数的单调性分类讨论得最大值,从而求得参数值.
【详解】当时,在上单调递增,,
即,解得;
当时,在上里调递减,即
解得;综上:或,
故选:D.
2.(25-26高一上·四川绵阳·期末)(多选)已知函数(a>0,且)的定义域为,值域为.若的最小值为,则实数a的值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】根据给定条件,分析判断函数取得最小值0,最大值1的区间在1及左侧可使区间长度最小,再求出a的取值范围作答.
【详解】函数在上单调递减,在上单调递增,,
因为函数在的值域为,则,即,
由,得,则有或,
当时,,有,
当时,,有,
令方程的两个根为,如图,
因此在上函数取得最小值0,最大值1,且最小时,,
于是,解得或,而的最小值为,
则有或,解得或,
所以实数a的值可以是或,即BC满足,AD不满足.
故选:BC
3.(25-26高一上·上海·阶段检测)若函数在区间上的最大值比最小值大1,则实数______
【答案】或
【分析】分类讨论和时的对数函数的单调性,结合已知列出方程,求解即可得出答案.
【详解】由已知可得,当时,对数函数在区间上单调递增.
又因为对数函数在区间上的最大值比最小值大1,
所以,解得.
当时,函数在区间上为减函数,
所以,,所以,,
故答案为:或.
4.(25-26高一上·四川·阶段检测)已知函数(且).
(1)若,求a;
(2)若在区间上的最大值与最小值之差为1,求a.
【答案】(1)4
(2)或.
【分析】(1)代入解析式,由对数的运算解得的值;
(2)对数函数单调,由题意建立方程,解得的值;
【详解】(1),
∵,
∴,
即,∴,∴,∴.
(2)∵函数在区间上单调,
∴,即,
∴或,
∴或.
【基础题型十三 求反函数】
【例13】(25-26高三上·广东江门·阶段检测)函数的反函数是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由反函数的定义求解即可.
【详解】由题意令,解得.
故选:C.
1.(2025·辽宁鞍山·一模)函数的反函数是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求得原函数的值域,再用表示,写出反函数即可.
【详解】因为,所以函数的值域为,
由,所以,得,
所以,
所以函数的反函数为.
故选:B.
2.(25-26高一上·广东·阶段检测)(多选)与函数的图象关于直线对称的函数为( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【分析】根据指数函数与对数函数的性质,可得函数与的图象关于直线对称,然后根据对数的运算逐个选项判断即可.
【详解】因为函数与的图象关于直线对称,
故只需判断哪个函数与表示同一个函数,
因为函数的定义域为,
选项A的定义域为,故排除A;
选项BCD的定义域均为,
根据对数的运算法则,,
且.
故选:BCD
3.(25-26高一上·上海·期中)对数函数 的反函数是_______.
【答案】
【分析】用x表示y,再把互换即得反函数.
【详解】由得,
故的反函数为,
故答案为:.
4.(24-25高一上·全国·课堂例题)写出下列指数函数的反函数:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)(2)(3)根据反函数的概念运算求解;
【详解】(1)因为指数函数的底数是4,所以它的反函数是对数函数;
(2)因为指数函数的底数是1.4,所以它的反函数是对数函数;
(3)因为指数函数的底数是,所以它的反函数是对数函数.
【基础题型十四 反函数的性质应用】
【例14】(2025·浙江绍兴·三模)已知函数的图象与函数的图象关于直线对称,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】抓住关于直线对称的点为即可求解.
【详解】因为关于直线对称的点为,则的对称点为,
又在函数的图象上,故,解得,
故选:.
1.(24-25高一上·辽宁大连·期末)函数的图象与函数的图象( )
A.关于直线对称 B.关于y轴对称
C.关于x轴对称 D.关于原点对称
【答案】A
【分析】证得与互为反函数,由反函数的图象关于直线对称可直接得答案.
【详解】的反函数满足,化简可得,
所以,因为反函数的图象关于直线对称,
即与关于直线对称,
故选:A.
2.(25-26高一上·河北承德·期末)(多选)已知函数和,以下结论正确的有( )
A.它们互为反函数 B.它们的定义域与值域正好互换
C.它们的单调性相反 D.它们的图像关于直线对称
【答案】ABD
【分析】利用相同底数的指数函数和对数函数互为反函数,及互为反函数的两函数的性质分析选项即可.
【详解】A选项,注意到,则其与函数互为反函数,故A正确;
B选项,函数定义域为,值域为R.函数定义域为R,值域为.故B正确;
C选项,当时,两函数均在定义域内单调递减.当时,两函数均在定义域内单调递增.故C错误;
D选项,两函数互为反函数,则函数图像关于直线对称,故D正确.
故选:ABD.
3.(25-26高三上·四川绵阳·阶段检测)已知函数(且)的反函数图像经过点,则________.
【答案】1
【分析】由反函数的定义可得,然后代入计算,即可得到结果.
【详解】由函数(且)的反函数图像经过点,
可得原函数的图像经过点,
代入可得,且,即,
则.
故答案为:
4.(24-25高一上·上海·课堂例题)函数的图象关于对称,求的值.
【答案】1
【分析】求出原函数的反函数,根据函数图象本身关于直线对称知,原函数与它的反函数相同,从而比较系数求得值.
【详解】由得,
∴,
由函数的图象关于对称知,
即,
∴.
【基础题型十五 比较对数式的大小】
【例15】(26-27高三上·湖南·阶段检测)已知 ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为,,,
所以.
1.(26-27高三上·新疆喀什·阶段检测)已知,若,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由对数运算性质结合对数函数单调性可判断大小关系.
【详解】注意到,从而,
,又在上单调递增,
,则.
2.(2025·河南鹤壁·二模)(多选)设,则( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】利用对数的运算法则计算可判断各选项的正误.
【详解】因为,所以,所以,
因为,,所以,所以选项B、D错误,A、C正确.
故选:AC.
3.(25-26高一上·天津河西·阶段检测)已知,则的大小关系是_______.
【答案】
【分析】利用对数函数的单调性使其与比较.
【详解】,,
,即,
故.
故答案为:
4.(26-27高一上·全国·课堂例题)比较下列各组数的大小:
(1)与;
(2)与;
(3)与.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)∵函数在上是增函数,,
∴.
(2)∵函数在上是增函数,,
所以,
又∵函数在上是减函数,,
,
∴.
(3)函数和的图象如图所示.
当时,的图象在图象上方.
由可得.
【基础题型十六 由对数函数的单调性解不等式】
【例16】(25-26高一下·广东广州·期末)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】不等式等价于,函数在上单调递减,
得,所以不等式的解集为.
1.(25-26高一上·湖北·期末)若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】讨论和两种情况,利用对数函数单调性解不等式得到答案.
【详解】由,
当时,函数在定义域内为减函数,
则,即;
当时,函数在定义域内为增函数,
则,与矛盾.
综上所述,实数的取值范围是.
故选:C
2.(24-25高一下·内蒙古鄂尔多斯·期中)(多选)已知,且,若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】分和两种情况,分别判断出与的大小关系,对四个选项一一验证即可得到答案.
【详解】∵且,
∴当,即时,不等式可化为,即,
∴,,.
∴当,即时,不等式可化为,即,
∴,,.
故AD正确,BC错误.
故选:AD.
3.(25-26高三下·上海·阶段检测)不等式的解集是______.
【答案】
【详解】由.
所以不等式的解集是.
4.(25-26高一上·江西宜春·期末)已知函数的图象过原点,且.
(1)求实数、的值;
(2)求不等式的解集;
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据题意可得出关于、的方程组,即可解出这两个未知数的值;
(2)所求不等式等价于,可得出关于的不等式,解之即可.
【详解】(1)函数的图象过原点,①,
又②,联立①②解得.
(2)由(1)可知,,
所以不等式为,即,
,解得,故原不等式的解集为.
【基础题型十七 指数、对数、幂函数模型的增长差异】
【例17】(25-26高二·全国·暑假作业)下列函数中当足够大时,增长率最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分析题意可知,指数函数模型增长速度最快.
【详解】当充分大时,指数函数增长最快.
一次函数是线性增长,增长率为固定常数,增长速度稳定;
对数函数是对数增长,增长速度越来越慢,当x足够大时增长率趋近于0;
幂函数是多项式增长,增长速度快于线性增长、对数增长,但远慢于指数增长;
指数函数是指数增长,当x足够大时,增长速度会远超幂函数、一次函数、对数函数,因此本题增长率最大的是指数函数.
故选:D
1.(24-25高一上·全国·课后作业)已知函数,则下列关于这三个函数的描述中,正确的是( )
A.当时,函数均为增函数
B.当时,的增长速度一直快于
C.当时,的增长速度一直快于
D.当时,的增长速度一直快于
【答案】A
【分析】根据指对幂函数的图象分析三个函数的增长情况,即可得答案.
【详解】在同一坐标系中画出的图象,如图所示,
结合图象,当时,函数均为增函数,A正确;
当时,的增长速度不是一直快于,B错误;
当时,的增长速度不是一直快于,C错误;
当时,的增长速度不是一直快于,D错误.
故选:A
2.(24-25高一上·甘肃甘南·期末)(多选)设,,,当时,对这三个函数的增长速度进行比较,下列结论中,错误的是 ( )
A.的增长速度最快, 的增长速度最慢
B.的增长速度最快, 的增长速度最慢
C.的增长速度最快, 的增长速度最慢
D.的增长速度最快, 的增长速度最慢
【答案】ACD
【分析】做出三个函数,,的图象,结合图象,即可求解.
【详解】做出三个函数,,的图象,
如图所示:
通过图象可知三个函数,,中,
当时,增长速度最快,的增长速度最慢,
故B正确,ACD错误.
故选:ACD.
3.(24-25高一上·全国·课后作业)四个因变量随自变量变化的数据如表:
x
1
5
10
15
20
25
30
2
26
101
226
401
626
901
2
32
1024
32768
2
10
20
30
40
50
60
2
4.322
5.322
5.907
6.322
6.644
9.907
则关于呈指数型函数变化的变量是___________.
【答案】
【分析】由指数函数的性质即可得出答案.
【详解】以爆炸式增长的变量呈指数函数变化.
从表格中可以看出,四个变量均是从2开始变化,且都是越来越大,
但是增长速度不同,其中变量的增长速度最快,
可知变量关于呈指数型函数变化.
故答案为:.
4.(26-27高一上·全国·课后作业)某学校为了实现100万元的生源利润目标,准备制定一个激励招生人员的奖励方案:在生源利润达到5万元时,按生源利润进行奖励,且奖金y随生源利润x的增加而增加,但奖金总数不超过3万元,同时奖金不超过利润的20%.现有三个奖励模型:,其中哪个模型符合该校的要求?
【答案】模型
【详解】借助工具作出函数的图象.
观察图象可知,在区间上,的图象都有一部分在直线的上方,
只有的图象始终在和的下方,
这说明只有按模型进行奖励才符合学校的要求.
【提高题型一 求相关对数函数的定义域与值域】
【例1】(25-26高一上·湖北荆门·期末)已知函数,则函数的定义域为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】解不等式,得,再由,解出的取值范围,即得函数的定义域.
【详解】对于函数,,即,解得.
对于函数,有,解得.
因此,函数的定义域为.
故选:D.
1.(2025·广西·模拟预测)若函数的最小值为m,则函数的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由,可得,再根据函数的最小值为m,即可得解.
【详解】若,则,
因为,
所以,
因为函数的最小值为m,所以函数的最小值也为m,
所以.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:解决本题的关键在于说明.
2.(25-26高一上·浙江杭州·期末)(多选)设函数的定义域为,,,使得成立,则称为“美丽函数”.下列所给出的函数,其中是“美丽函数”的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】根据题意可得函数的值域需满足关于原点对称,再利用函数单调性求得其值域,对选项逐一判断可得结论.
【详解】因为函数的定义域为,,,使得成立,
所以函数的值域关于原点对称;
对于A,函数的值域为,不关于原点对称,不合题意;
对于B,函数的值域为,关于原点对称,符合题意;
对于C,函数的值域为,不关于原点对称,不合题意;
对于D,当时,由二次函数性质可得当时,取得最小值1,即值域为;
当时,函数,此时其值域为;
则可得的值域关于原点对称,符合题意.
故选:BD
3.(2026高二下·浙江温州·学业考试)已知函数,若存在,使得成立,则实数的取值范围为________.
【答案】
【分析】法一:将问题转化为与的值域有交集,并考虑其反面即可得解.
法二:利用的单调性得到,从而得解.
【详解】法一:
因为存在,使得成立,
所以与的值域有交集,
因为,
当时,,则,即的值域为,
当时,为使有意义,
则能成立,即能成立,即,
因为,所以,
此时,故的值域为,
当与的值域没有交集时,有或,
则或,即或.
所以当与的值域有交集时,.
法二:
因为在上是单调递增函数,
所以若存在,使得成立,则有,故,
因为,则,所以,故,
同时,在上能成立,即能成立,即,
因为,所以,
综上:.
故答案为:.
4.(25-26高一上·安徽阜阳·期末)已知函数 .
(1)求函数的定义域;
(2)若关于的方程在区间上有解,求实数的取值范围;
(3)若对任意的,总存在,使得成立,
求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据对数型函数定义域的性质进行求解即可;
(2)根据对数的运算,结合对数的最值性质进行求解即可;
(3)根据函数的最值,结合任意性和存在性的定义进行求解即可.
【详解】(1)根据函数的解析式可知:,
所以该函数的定义域为;
(2),
因为函数在上单调递增,
所以有,
所以,
所以关于的方程在区间上有解,只需,
因此实数的取值范围为;
(3)对任意的,总存在,使得成立,
即函数在上的值域是函数在上的值域的子集,
由在上单调递增,则,
由在上单调递减,
则,
要想,只需,即,解得,
故实数的取值为.
【提高题型二 反函数有关求解】
【例2】(2025·大纲版·高考真题)函数的图象与函数的图象关于直线对称,则的反函数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设为的反函数图象上的任意一点,则在的图象上,通过题意可得到在图象上,从而得解.
【详解】设为的反函数图象上的任意一点,
则关于的对称点一定在的图象上,
又因为的图象与函数的图象关于直线对称,
所以关于直线的对称点在图象上,
所以必有,即,
所以的反函数为.
故选:D
1.(2026高三·全国·专题练习)函数的图象与函数(其中且)的图象关于( )
A.直线对称 B.直线对称
C.直线对称 D.直线对称
【答案】C
【详解】∵函数与的图象关于直线对称,
而函数与的图象分别为函数与的图象向左平移1个单位可得,
∴函数的图象与函数的图象关于直线对称.
2.(26-27高一·全国·课后作业)(多选)函数是(,且)的反函数,则对于任意正数x,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】由底数相同的指数函数与对数函数互为反函数,得到解析式,再根据对数运算法则,对选项逐一判断即可.
【详解】由题意,.
选项A,故A正确.
选项B,故B正确.
选项C,.故C正确
选项D,由B选项知,,所以当时,.故D错误.
故选: ABC.
3.(24-25高一上·福建莆田·阶段检测)若满足满足则等于________.
【答案】
【分析】将所给式化简可得,,进而和是直线和曲线、曲线交点的横坐标.再根据反函数的性质求解即可
【详解】由题意,故有
故和是直线和曲线、曲线交点的横坐标.
根据函数和函数互为反函数,它们的图象关于直线对称,
故曲线和曲线的图象交点关于直线对称.
即点和点构成的线段的中点在直线上,
即,解得,
故答案为:.
4.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知函数是严格增函数,其反函数是.
(1)若,求,并写出定义域;
(2)对于(1)的和,设任意,,,求证:.
【答案】(1),;
(2)证明:由(1)可知,,
要证,
即证,
也就是证
,
因为,
所以,
则,
同理可得,
故成立,
则原不等式成立,即证.
【分析】(1)求出原函数值域,即为反函数的定义域,再根据反函数的求解过程,即可求得;
(2)根据(1)中所求,用分析法将不等式进行不断转换,即可证明.
【详解】(1)因为在单调递增,
所以,
即的值域为,
由,可得,
又因为,
所以,
即,其定义域为,
故,定义域;
(2)略.
1.(2025高二上·河南许昌·学业考试)已知函数的图象过点(8,3),则的值为( )
A.-1 B.1 C. D.
【答案】B
【分析】将点代入函数解析式计算求得,即,即,再代入,即可得到答案.
【详解】因为函数的图象过点,所以,即,
则,解得,所以,则,
故选:B.
2.(24-25高一上·全国·课后作业)下列与函数定义域相同的函数是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据具体函数定义域满足的条件,结合对数运算规则逐个计算判断即可
【详解】函数的定义域为的定义域为,A错误;
的定义域为,B正确;
的定义域为,C错误;
的定义域为,D错误.
故选:B.
3.(2026·山西运城·二模)函数的值域为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,得函数的定义域为,
所以,
所以为增函数,因此,
所以函数的值域为,故C正确.
4.(25-26高三上·江苏宿迁·期末)已知函数的图象如图所示,则下列关系不可能成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】结合对数函数的图象及函数图象的变换检验各选项即可求解.
【详解】由图可得,,,
则,故A正确;
则,故B正确;
因为,,所以,故C错误;
当时,,满足,故D可能成立;
故选:C.
5.(2026·河南开封·模拟预测)已知函数,函数,若与的图象关于直线对称,与的图象关于直线对称,则下列关系不可能成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求出函数、的解析式,数形结合可得出、的大小关系.
【详解】在上任意取点,点关于直线的对称点为,
因为点在上,故,得,
即,同理得,
在同一坐标系内画出与的图象如下:
得或或成立,
而不成立.
6.(26-27高二上·云南文山·阶段检测)(多选)函数的值可以是( )
A.4 B.2 C.-2 D.-4
【答案】ABC
【详解】首先对数真数需满足,解得定义域为.
令真数,对称轴为,代入得最大值,因此真数范围为.
函数的底数,在上单调递减:当时,取最小值;
当时,,故函数值域为.
选项A:,符合要求;
选项B:,符合要求;
选项C:,符合要求;
选项D:,不符合要求.
7.(24-25高一上·山西·阶段检测)(多选)若,函数,则下列说法正确的是( )
A.
B.函数在区间上单调递减
C.函数在区间上的最小值为0
D.若,则
【答案】ACD
【分析】计算对数式判断A;根据已知范围化简函数再结合函数的单调性判断B,根据函数的单调性得出函数的最小值判断C;应用对数函数的正负去绝对值得出对数式运算即可得出选项D.
【详解】因为,又,所以,故A正确;
当时,,又,所以,所以函数在区间上单调递增,故B错误;
当时,,所以,故C正确;
当时,,又,所以,
所以函数在区间上单调递减,又函数在区间上单调递增,若,则,
所以,即,所以,所以,故D正确.
故选:ACD.
8.(25-26高一上·湖北黄冈·阶段检测)(多选)若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【分析】利用特殊值法、指数函数和对数函数的性质逐个判断即可.
【详解】对于A,令,,,得,即,故A错误;
对于B,令,是减函数,又,所以,故B正确;
对于C,令,是减函数,又,所以,故C正确;
对于D,由C可知,则,即,故D正确.
故选:BCD.
9.(25-26高三上·四川·阶段检测)(多选)已知,则( )
A.
B.当时,
C.当时,
D.当时,
【答案】ACD
【分析】根据指数、对数运算、对数函数的单调性对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】当时,,A正确.
当时,,B错误.
当时,,C正确.
设,易知该函数在上单调递增,且,
所以由,得,所以,D正确.
故选:ACD
10.(25-26高一上·江西·阶段检测)(多选)对于函数 ,下列说法正确的是( )
A.对任意的 B.对任意的
C.一定存在 ,当 时,总有 D. 与 的图象有两个交点
【答案】ABC
【分析】作出函数 的图象,数形结合,结合函数的增长趋势,一一判断各选项,即得答案.
【详解】作出函数 的图象,如图所示:
由图象知,对任意的 ,,A,B选项正确,
由于函数呈爆炸式增长,当x增大到一定程度后的函数值将会超过的函数值,并一直持续,
即一定存在 ,当时,总有 ,C正确;
对于选项,当时, 与 的图象有一个交点,
当时 与 的图象有2个交点,一共有3个交点,D错误,
故选:ABC
11.(26-27高一上·全国·课后作业)已知函数,则______,=______.
【答案】 /
【详解】;
.
12.(2025·湖北恩施·模拟预测)若函数定义域为,则a的取值范围是________.
【答案】
【分析】应用一元二次不等式恒为正分两种情况计算求解.
【详解】对一切实数均成立,
所以当时,显然成立;
当时,,
解得;
故的取值范围为.
故答案为:
13.(25-26高一上·上海·期末)函数,的最小值为_________.
【答案】
【分析】利用换元法结合对数运算、对数函数性质、二次函数性质求值即可.
【详解】设,则.
.
函数是开口向上的二次函数,对称轴为.
所以.
故答案为:.
14.(25-26高一上·上海·期中)已知函数为指数函数,则函数的图像过一定点,该定点的坐标是________.
【答案】
【分析】先根据指数函数的定义,确定的值,再依据对数函数的性质,令中真数为1求出定点横坐标,进而得出定点坐标.
【详解】因为为指数函数,所以,
且底数,,求解可得:,
,根据对数函数恒有,
所以令,求解得,
所以,
因此的图像经过定点.
15.(2026高三·全国·专题练习)函数的递增区间为_______________.
【答案】和
【分析】使用对数型复合函数的单调性求解.
【详解】令,解得,
函数的定义域为,
令,当和时,是减函数,
当和时,是增函数,
因为是减函数,
所以的递增区间为和.
16.(24-25高二下·重庆长寿·期末)已知函数.
(1)求不等式的解集;
(2)若函数的图象经过原点,求在的值域.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出的解析式,再解对数不等式即可;
(2)根据图象经过原点可求得的值,结合单调性即可求值域.
【详解】(1)由,得,
由,得,即,
所以不等式的解集为.
(2)由题意得,
由,得,
即,
因为在上是增函数,
所以,即在上的值域为.
17.(25-26高一上·广东江门·阶段检测)已知函数且.
(1)求函数的定义域及其函数图象过的定点;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1)定义域为,定点坐标为
(2)当时,原不等式的解集为;当时,原不等式的解集为.
【分析】(1)利用对数的真数大于零可得出关于的不等式组,即可解得函数的定义域,化简函数解析式为,令真数为,可得出的值,即可得出该函数图象所过定点的坐标;
(2)对实数的取值范围进行分类讨论,可得出关于的不等式组,由此可解得所求不等式的解集.
【详解】(1)要使函数有意义,则,解得,
故函数的定义域为,
因为,
由,得,即,所以的图象过的定点是
(2)由题意可得,
当时,函数在定义域上单调递减,
则有,解得;
同理,当时,函数在定义域上单调递增,
则有,解得或;
综上,当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
18.(25-26高一上·河南·阶段检测)已知函数,.
(1)求使的成立的的取值范围;
(2)若时,求函数的值域;
(3)若对恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)应用对数函数单调性解对数不等式即可;
(2)应用换元结合对数函数值域,结合二次函数单调性得出值域;
(3)先换元,再把恒成立问题转化为最值计算求解.
【详解】(1)因为,由,可得,解得,
即不等式的解集为;
(2)时,,
设,,可得,
设,开口向上,对称轴,
函数在上单调递减,在上单调递增,
且,所以,,
所以函数的值域为;
(3)因为对恒成立,因为,
可得恒成立,
设,,可得,
设,则在上单调递增,
且,,
可得,所以.
即的范围为.
19.(25-26高一上·宁夏银川·期末)我们知道,指数函数且与对数函数且互为反函数,已知函数,其反函数为.
(1)求反函数的解析式;
(2)已知函数,求函数的单调递增区间.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,即可得到函数的反函数为;
(2)由,求得其定义域为,令,利用二次函数与对数函数的单调性,结合复合函数单调性的判定方法,即可求解.
【详解】(1)解:由指数函数与对数函数且互为反函数,
所以函数的反函数为.
(2)解:由函数,
令,即,解得,
所以函数的定义域为,
设,此时;
又在上为增函数,且在上为增函数,
根据复合函数的单调性的判定方法,可得函数在上为增函数,
所以函数的增区间为.
20.(24-25高一上·海南省直辖县级单位·阶段检测)已知函数,,其中.
(1)当时,求函数的定义域与值域;
(2)设集合,证明:.
【答案】(1)定义域为,值域为
(2)
,,
,
又因为,所以可得,
要证明:,即证明在上有解,
即证明存在,使得成立,
即证明在上有解,
设,
又,对称轴,开口向上,
在上有解.
.
【分析】(1)由可得函数的定义域,根据对数运算性质得,结合函数的定义域可得函数的值域.
(2)利用对数函数的单调性转化集合中的不等式,进而证明.
【详解】(1)由题意可得,,得,
∴定义域为.
当时,,
由,,∴
∴,
∴值域为.
(2)略
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专题4.4 对数函数重难点题型专训
(2个知识点+17大基础题型+2大提高题型+自我检测)
目录
第一部分・练基础题型
题型一、对数函数的概念判断与求值
题型二、求对数函数的解析式
题型三、求对数函数的定义域
题型四、求对数型复合函数的定义域
题型五、求对数函数在区间上的值域
题型六、求对数型复合函数的值域
题型七、根据对数函数的值域求参数值或范围
题型八、根据对数型函数图象判断参数的范围
题型九、对数型函数图象过定点问题
题型十、对数型复合函数的单调性
题型十一、求对数函数的最值
题型十二、根据对数函数的最值求参数或范围
题型十三、求反函数
题型十四、反函数的性质应用
题型十五、比较对数式的大小
题型十六、由对数函数的单调性解不等式
题型十七、指数、对数、幂函数模型的增长差异
第二部分·练提高题型
题型一、求相关对数函数的定义域与值域
题型二、反函数有关求解
第三部分・自我检测
知识点01 对数函数的概念
1.对数函数的定义
(1)对数函数的定义:一般地,函数 (a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,定义域是(0,+∞).
(2)判断一个函数是对数函数的依据:
①形如;②底数a满足a>0,且a≠1;③真数是x;④定义域为(0,+∞).
例如:是对数函数,而,都不是对数函数.
【即时训练】
1.(26-27高一上·全国·课堂例题)给出下列函数:①;②;③;④,其中是对数函数的有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
2.(24-25高一上·全国·课后作业)已知函数(,且)的图象过点,则函数的解析式为______.
知识点02 对数函数的图象与性质
1.对数函数的图象与性质
对数函数 (a>0,且a≠1,x>0)的图象和性质如下表所示:
0<a<1
a>1
图象
性质
定义域
(0,+∞)
值域
R
过定点
(1,0)
单调性
在(0,+∞)上是减函数
在(0,+∞)上是增函数
函数值的变化范围
当0<x<1时,y>0
当0<x<1时,y<0
当x=1时,y=0
当x=1时,y=0
当x>1时,y<0
当x>1时,y>0
2.底数a对对数函数图象的影响
(1)底数a与1的大小关系决定了对数函数图象的“升降”.
当a>1时,对数函数的图象“上升”;
当0<a<1时,对数函数的图象“下降”.
(2)函数与 (a>0,且a≠1)的图象关于x轴对称.
(3)底数的大小决定了图象相对位置的高低:
无论是a>1还是0<a<1,在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大.
①上下比较:在直线x=1的右侧,a>1时,a越大,图象越靠近x轴;0<a<1时,a越小,图象越靠近x轴;
②左右比较:比较图象与直线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.
3.反函数
定义
一般地,指数函数(a>0且a≠1)与对数函数(a>0且a≠1)互为反函数,它们的定义域与值域正好互换
性质
函数y=f(x)的定义域、值域分别为它的反函数的值域、定义域
互为反函数的两个函数图象关于直线y=x对称
4.对数函数图象的识别及应用
(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.
5.对数(型)函数的值域和单调性问题的解题策略
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.
【即时训练】
1.(2026·江苏苏州·模拟预测)函数(,)的图象经过定点( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·北京海淀·阶段检测)函数的反函数为,则___________.
【基础题型一 对数函数的概念判断与求值】
【例1】(26-27高一上·全国·课后作业)下列函数是对数函数的是( )
A.y=loga(2x) B.y=lg 5
C.y=log2(x2+x) D.y=ln x
1.(2025高二下·福建·学业考试)对数函数经过点( )
A. B. C. D.
2.(26-27高一上·全国·课堂例题)(多选)下列给出的函数,其中是对数函数的是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·广东河源·期末)已知函数,则________.
4.(24-25高一上·全国·周测)(1)若函数是对数函数,求实数的取值范围;
(2)如果对数式有意义,求实数的取值范围.
【基础题型二 求对数函数的解析式】
【例2】(25-26高二下·北京东城·期末)若函数的图象过点,则( )
A.3 B.1 C.-1 D.-3
1.(26-27高一上·全国·课后作业)若函数是对数函数,则a的值是( )
A.1或2 B.1
C.2 D.且
2.(24-25高一上·河北保定·期末)下列函数为奇函数的是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一上·全国·课前预习)若某对数函数的图象过点,则该对数函数的解析式为________.
4.(26-27高一上·全国·课堂例题)已知函数(,且),且,求.
【基础题型三 求对数函数的定义域】
【例3】(2026·湖南长沙·模拟预测)函数的定义域为( )
A.R B. C. D.
1.(24-25高一下·浙江杭州·期中)函数的定义域是( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·湖北咸宁·期末)(多选)下列各组函数中表示同一个函数的是( )
A.,(且) B.
C., D.,
3.(25-26高一上·上海·期中)要使表达式有意义,则的取值范围是___________.
4.(25-26高一上·新疆·期末)已知(且)的图象过点.
(1)求的值;
(2)若,求的解析式及定义域.
【基础题型四 求对数型复合函数的定义域】
【例4】(25-26高二下·山东青岛·期末)函数的定义域为( )
A. B. C. D.
1.(2026高二下·浙江·学业考试)已知函数(且),则该函数的定义域为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·江苏南京·阶段检测)(多选)设函数,下列说法正确的是( )
A.的定义域为
B.是奇函数
C.对于函数定义域内的任意两个不同的实数,总满足
D.对于任意的,都有
3.(2026·江苏淮安·一模)函数的定义域为___________.
4.(25-26高一上·甘肃兰州·期末)求下列函数定义域:
(1);
(2).
【基础题型五 求对数函数在区间上的值域】
【例5】(24-25高一上·全国·单元测试)函数,的值域是( )
A. B.
C. D.
1.(24-25高一上·全国·课后作业)函数在上的值域为( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高一上·新疆乌鲁木齐·阶段检测)(多选)已知函数的定义域是,则下列函数中与值域相同的函数是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·全国·课后作业)已知函数的定义域为,则函数的值域是____________.
4.(25-26高三上·江苏盐城·开学考试)已知函数.
(1)当时,求该函数的取值范围;
(2)若,则方程有解,求实数的取值范围.
【基础题型六 求对数型复合函数的值域】
【例6】(25-26高一下·河北邢台·开学考试)函数的值域为( )
A. B. C. D.
1.(26-27高一上·山东德州·阶段检测)函数,的值域为( )
A. B. C. D.
2.(26-27高一上·安徽淮北·阶段检测)(多选)已知函数,,若存在,使得,则的取值可以是( )
A.-4 B.-2 C.2 D.3
3.(25-26高一上·河北石家庄·期末)函数的值域是_____.
4.(25-26高一下·辽宁抚顺·开学考试)求的定义域和值域.
【基础题型七 根据对数函数的值域求参数值或范围】
【例7】(2025高二下·陕西西安·学业考试)若函数的值域为,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.]
1.(25-26高一上·内蒙古·阶段检测)已知,且.若,则( )
A.
B.
C.
D.
2.(25-26高一上·湖北荆州·期末)(多选)已知函数,若对任意的,均存在使得,则的可能取值为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
3.(2025·江苏泰州·二模)已知函数的值域为R,则实数a的取值范围为________.
4.(24-25高一上·上海·课堂例题)已知函数,.
(1)若函数过定点,求函数的定义域;
(2)若函数值域为,求的取值范围.
【基础题型八 根据对数型函数图象判断参数的范围】
【例8】(24-25高一上·全国·课后作业)已知实数且,函数的大致图象如下,则,的取值范围可能为( )
A. B.
C. D.
1.(24-25高一上·江苏南通·阶段检测)图中曲线是对数函数的图象,已知a取,,,四个值,则相应于,,,的a值依次为( )
A.,,, B.,,,
C.,,, D.,,,
2.(25-26高一上·湖南邵阳·阶段检测)(多选)已知函数(为常数,其中)的图象如图,则下列结论成立的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·黑龙江牡丹江·期中)若函数的图象经过第一、二、三象限,则实数a的取值范围为___________.
4.(26-27高一上·全国·课堂例题)如图所示的四条曲线分别是对数函数,,,的图象,求a,b,c,d与1的大小关系.
【基础题型九 对数型函数图象过定点问题】
【例9】(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·期末)若函数(且),则函数的图象恒过定点( )
A. B. C. D.
1.(25-26高一上·广西柳州·期末)函数(,且)的图象恒过点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·新疆巴州·期末)(多选)已知且,则下列函数的图象过定点的有( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高二下·山东日照·期末)函数过定点________.
4.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·阶段检测)已知函数的图象恒过定点,若点也在函数的图象上,求的值.
【基础题型十 对数型复合函数的单调性】
【例10】(2026·湖南·二模)已知函数(且),若,则的递增区间是( )
A. B. C. D.
1.(25-26高一上·江苏连云港·期末)函数的单调递减区间为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高三上·安徽阜阳·阶段检测)(多选)已知函数 ,则( )
A.在 上单调递增
B.在 上单调递减
C.的最小值为
D.的图象关于直线对称
3.(25-26高一上·广东惠州·期中)函数的单调减区间为______.
4.(24-25高三上·宁夏石嘴山·阶段检测)已知函数满足
(1)求的解析式;
(2)若,求的单调性.
【基础题型十一 求对数函数的最值】
【例11】(24-25高一上·陕西西安·阶段检测)函数在上的最小值为( )
A. B. C. D.e
1.(24-25高一上·上海·期中)已知实数满足,则函数在上的最大值是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一上·新疆·期末)(多选)设函数,则( )
A.在上单调递减 B.在上单调递增
C.有最大值 D.有最小值
3.(24-25高三·全国·一轮复习)函数在上的值域为______.
4.(26-27高一上·吉林延边·期末)设函数,且.
(1)求实数的值及函数的定义域;
(2)求函数在区间上的最小值.
【基础题型十二 根据对数函数的最值求参数或范围】
【例12】(25-26高一上·安徽合肥·期中)函数在上的最大值与最小值的和为1,则( )
A. B.2 C.3 D.
1.(24-25高一上·四川成都·期中)已知函数,且)在区间上的最大值为,则的值为( )
A. B. C. D.或
2.(25-26高一上·四川绵阳·期末)(多选)已知函数(a>0,且)的定义域为,值域为.若的最小值为,则实数a的值可以是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·上海·阶段检测)若函数在区间上的最大值比最小值大1,则实数______
4.(25-26高一上·四川·阶段检测)已知函数(且).
(1)若,求a;
(2)若在区间上的最大值与最小值之差为1,求a.
【基础题型十三 求反函数】
【例13】(25-26高三上·广东江门·阶段检测)函数的反函数是( )
A. B.
C. D.
1.(2025·辽宁鞍山·一模)函数的反函数是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高一上·广东·阶段检测)(多选)与函数的图象关于直线对称的函数为( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高一上·上海·期中)对数函数 的反函数是_______.
4.(24-25高一上·全国·课堂例题)写出下列指数函数的反函数:
(1);
(2);
(3).
【基础题型十四 反函数的性质应用】
【例14】(2025·浙江绍兴·三模)已知函数的图象与函数的图象关于直线对称,则( )
A. B. C. D.
1.(24-25高一上·辽宁大连·期末)函数的图象与函数的图象( )
A.关于直线对称 B.关于y轴对称
C.关于x轴对称 D.关于原点对称
2.(25-26高一上·河北承德·期末)(多选)已知函数和,以下结论正确的有( )
A.它们互为反函数 B.它们的定义域与值域正好互换
C.它们的单调性相反 D.它们的图像关于直线对称
3.(25-26高三上·四川绵阳·阶段检测)已知函数(且)的反函数图像经过点,则________.
4.(24-25高一上·上海·课堂例题)函数的图象关于对称,求的值.
【基础题型十五 比较对数式的大小】
【例15】(26-27高三上·湖南·阶段检测)已知 ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B.
C. D.
1.(26-27高三上·新疆喀什·阶段检测)已知,若,,,则,,的大小关系为( )
A. B.
C. D.
2.(2025·河南鹤壁·二模)(多选)设,则( )
A. B. C. D.
3.(25-26高一上·天津河西·阶段检测)已知,则的大小关系是_______.
4.(26-27高一上·全国·课堂例题)比较下列各组数的大小:
(1)与;
(2)与;
(3)与.
【基础题型十六 由对数函数的单调性解不等式】
【例16】(25-26高一下·广东广州·期末)不等式的解集为( )
A. B. C. D.
1.(25-26高一上·湖北·期末)若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·内蒙古鄂尔多斯·期中)(多选)已知,且,若,则( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高三下·上海·阶段检测)不等式的解集是______.
4.(25-26高一上·江西宜春·期末)已知函数的图象过原点,且.
(1)求实数、的值;
(2)求不等式的解集;
【基础题型十七 指数、对数、幂函数模型的增长差异】
【例17】(25-26高二·全国·暑假作业)下列函数中当足够大时,增长率最大的是( )
A. B. C. D.
1.(24-25高一上·全国·课后作业)已知函数,则下列关于这三个函数的描述中,正确的是( )
A.当时,函数均为增函数
B.当时,的增长速度一直快于
C.当时,的增长速度一直快于
D.当时,的增长速度一直快于
2.(24-25高一上·甘肃甘南·期末)(多选)设,,,当时,对这三个函数的增长速度进行比较,下列结论中,错误的是 ( )
A.的增长速度最快, 的增长速度最慢
B.的增长速度最快, 的增长速度最慢
C.的增长速度最快, 的增长速度最慢
D.的增长速度最快, 的增长速度最慢
3.(24-25高一上·全国·课后作业)四个因变量随自变量变化的数据如表:
x
1
5
10
15
20
25
30
2
26
101
226
401
626
901
2
32
1024
32768
2
10
20
30
40
50
60
2
4.322
5.322
5.907
6.322
6.644
9.907
则关于呈指数型函数变化的变量是___________.
4.(26-27高一上·全国·课后作业)某学校为了实现100万元的生源利润目标,准备制定一个激励招生人员的奖励方案:在生源利润达到5万元时,按生源利润进行奖励,且奖金y随生源利润x的增加而增加,但奖金总数不超过3万元,同时奖金不超过利润的20%.现有三个奖励模型:,其中哪个模型符合该校的要求?
【提高题型一 求相关对数函数的定义域与值域】
【例1】(25-26高一上·湖北荆门·期末)已知函数,则函数的定义域为
A. B. C. D.
1.(2025·广西·模拟预测)若函数的最小值为m,则函数的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高一上·浙江杭州·期末)(多选)设函数的定义域为,,,使得成立,则称为“美丽函数”.下列所给出的函数,其中是“美丽函数”的是( )
A. B. C. D.
3.(2026高二下·浙江温州·学业考试)已知函数,若存在,使得成立,则实数的取值范围为________.
4.(25-26高一上·安徽阜阳·期末)已知函数 .
(1)求函数的定义域;
(2)若关于的方程在区间上有解,求实数的取值范围;
(3)若对任意的,总存在,使得成立,
求实数的取值范围.
【提高题型二 反函数有关求解】
【例2】(2025·大纲版·高考真题)函数的图象与函数的图象关于直线对称,则的反函数是( )
A. B. C. D.
1.(2026高三·全国·专题练习)函数的图象与函数(其中且)的图象关于( )
A.直线对称 B.直线对称
C.直线对称 D.直线对称
2.(26-27高一·全国·课后作业)(多选)函数是(,且)的反函数,则对于任意正数x,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高一上·福建莆田·阶段检测)若满足满足则等于________.
4.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知函数是严格增函数,其反函数是.
(1)若,求,并写出定义域;
(2)对于(1)的和,设任意,,,求证:.
1.(2025高二上·河南许昌·学业考试)已知函数的图象过点(8,3),则的值为( )
A.-1 B.1 C. D.
2.(24-25高一上·全国·课后作业)下列与函数定义域相同的函数是( )
A. B.
C. D.
3.(2026·山西运城·二模)函数的值域为( )
A. B. C. D.
4.(25-26高三上·江苏宿迁·期末)已知函数的图象如图所示,则下列关系不可能成立的是( )
A. B. C. D.
5.(2026·河南开封·模拟预测)已知函数,函数,若与的图象关于直线对称,与的图象关于直线对称,则下列关系不可能成立的是( )
A. B.
C. D.
6.(26-27高二上·云南文山·阶段检测)(多选)函数的值可以是( )
A.4 B.2 C.-2 D.-4
7.(24-25高一上·山西·阶段检测)(多选)若,函数,则下列说法正确的是( )
A.
B.函数在区间上单调递减
C.函数在区间上的最小值为0
D.若,则
8.(25-26高一上·湖北黄冈·阶段检测)(多选)若,,则( )
A. B. C. D.
9.(25-26高三上·四川·阶段检测)(多选)已知,则( )
A.
B.当时,
C.当时,
D.当时,
10.(25-26高一上·江西·阶段检测)(多选)对于函数 ,下列说法正确的是( )
A.对任意的 B.对任意的
C.一定存在 ,当 时,总有 D. 与 的图象有两个交点
11.(26-27高一上·全国·课后作业)已知函数,则______,=______.
12.(2025·湖北恩施·模拟预测)若函数定义域为,则a的取值范围是________.
13.(25-26高一上·上海·期末)函数,的最小值为_________.
14.(25-26高一上·上海·期中)已知函数为指数函数,则函数的图像过一定点,该定点的坐标是________.
15.(2026高三·全国·专题练习)函数的递增区间为_______________.
16.(24-25高二下·重庆长寿·期末)已知函数.
(1)求不等式的解集;
(2)若函数的图象经过原点,求在的值域.
17.(25-26高一上·广东江门·阶段检测)已知函数且.
(1)求函数的定义域及其函数图象过的定点;
(2)解关于的不等式.
18.(25-26高一上·河南·阶段检测)已知函数,.
(1)求使的成立的的取值范围;
(2)若时,求函数的值域;
(3)若对恒成立,求的取值范围.
19.(25-26高一上·宁夏银川·期末)我们知道,指数函数且与对数函数且互为反函数,已知函数,其反函数为.
(1)求反函数的解析式;
(2)已知函数,求函数的单调递增区间.
20.(24-25高一上·海南省直辖县级单位·阶段检测)已知函数,,其中.
(1)当时,求函数的定义域与值域;
(2)设集合,证明:.
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