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- 2021-06-24 发布
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第六节 对数与对数函数
最新考纲
考情分析
1.理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数;了解对数在简化运算中的作用.
2.理解对数函数的概念及其单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点.
3.体会对数函数是一类重要的函数模型.
4.了解指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数y=logax(a>0,且a≠1)互为反函数.
1.以选择、填空题的形式直接考查对数的运算性质.
2.考查以对数函数为载体的复合函数的图象和性质.
3.以比较大小或探求对数函数值域的方式考查对数函数的单调性.
知识点一 对数与对数运算
1.对数的定义
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.
2.对数的性质与运算
(1)对数的性质(a>0且a≠1):
①loga1=0;②logaa=1;=N.
(2)对数的换底公式:
logab=(a,c均大于零且不等于1,b>0).
(3)对数的运算法则:
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).
知识点二 对数函数的图象与性质
1.对数函数的图象与性质
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,它们的图象关于直线y=x对称.
1.思考辨析
判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)若MN>0,则loga(MN)=logaM+logaN.( × )
(2)对数函数y=logax(a>0且a≠1)在(0,+∞)上是增函数.( × )
(3)函数y=ln与y=ln(1+x)-ln(1-x)的定义域相同.( √ )
(4)对数函数y=logax(a>0且a≠1)的图象过定点(1,0)且过点(a,1),,函数图象只在第一、四象限.( √ )
2.小题热身
(1)已知b>0,log5b=a,lgb=c,5d=10,则下列等式一定成立的是( B )
A.d=ac B.a=cd
C.c=ad D.d=a+c
(2)已知函数y=loga(x+c)(a,c为常数,其中a>0,a≠1)的图象如图,则下列结论成立的是( D )
A.a>1,c>1
B.a>1,01
D.00且a≠1),则实数a的取值范围是∪(1,+∞).
解析:当01时,loga1.
∴实数a的取值范围是∪(1,+∞).
考点一 对数的运算
【例1】 (1)已知函数f(x)=则f(2+log23)的值为( )
A.24 B.16 C.12 D.8
(2)计算:log23·log38+=________.
(3)设2a=5b=m,且+=2,则m=________.
【答案】 (1)A (2)5 (3)
方法技巧
(1)在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后再用对数运算法则化简合并.
(2)先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
(3)ab=N⇔b=logaN(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
1.计算:+log2=-2.
解析:原式=|log25-2|+log25-1=log25-2-log25=-2.
2.若正数a,b满足3+log2a=2+log3b=log6(a+b),则+的值为72.
解析:根据题意设3+log2a=2+log3b=log6(a+b)=k,
所以有a=2k-3,b=3k-2,a+b=6k,
+===72.
考点二 对数函数的图象及应用
【例2】 (1)函数y=lg|x-1|的图象是( )
(2)当01时不满足条件,当0,所以a的取值范围为.
解法2:因为04x>1,所以01时,显然不成立;
当00且a≠1,b>0且b≠1),则函数f(x)=ax与g(x)=-logbx的图象可能是( B )
解析:因为lga+lgb=0,所以lgab=0,所以ab=1,即b=,故g(x)=-logbx==logax,则f(x)与g(x)互为反函数,其图象关于直线y=x对称,结合图象知,B正确.
2.已知函数f(x)=且关于x的方程f(x)+x-a=0有且只有一个实根,则实数a的取值范围是a>1.
解析:
如图,在同一坐标系中分别作出y=f(x)与y=-x+a的图象,其中a表示直线在y轴上的截距,由图可知,当a>1时,直线y=-x+a与y=f(x)只有一个交点.
考点三 对数函数的性质及应用
命题方向1 比较大小
【例3】 (1)(2019·全国卷Ⅰ)已知a=log20.2,b=20.2,c=0.20.3,则( )
A.a1,c=0.20.3∈(0,1),∴alog24=2,b=log381,c=0.30.2<1,所以c0,又∵0f(b)>f(c) B.f(b)>f(c)>f(a)
C.f(c)>f(b)>f(a) D.f(c)>f(a)>f(b)
2.(方向2)已知函数f(x)在区间[-2,2]上单调递增,若f(log2m)0,可得x2-2x<0,解得0b>c B.a>c>b
C.b>c>a D.b>a>c
【答案】 D
【素养解读】
利用指数函数、对数函数的图象与性质时,要注意考虑a,b,c与特殊数字“0”“1”的大小关系,以便比较大小.
1.若a=-0.3,b=log52,c=,则( C )
A.a1;结合对数函数y=log5x在(0,+∞)上单调递增可知b=log520,则,,的大小关系不可能是( )
A.<< B.<<
C.== D.<<
【解析】 解法1:取x=2,则由log2x=log3y=log5z得y=3,z=5,此时易知==,此时选项C正确.
取x=4,则由log2x=log3y=log5z得y=9,z=25,此时易知<<
,此时选项A正确.
取x=,则由log2x=log3y=log5z得y=,z=,此时易知<<,此时选项D正确.
综上,利用排除法可知本题应选B.
解法2:设log2x=log3y=log5z=k,
则x=2k,y=3k,z=5k,
所以=2k-1,=3k-1,=5k-1.
又易知k>0,接下来对k与1的大小关系加以讨论.
若k=1,则=1,=1,=1,所以==,所以选项C有可能正确.
若03k-1>5k-1,所以<<,所以选项D有可能正确.
若k>1,则根据函数f(t)=tk-1在(0,+∞)上单调递增可得2k-1<3k-1<5k-1,所以<<,所以选项A有可能正确.综上,利用排除法可知选B.
【答案】 B
【素养解读】 解法1是在特例的基础上,结合排除法解答;解法2借助设元变形, 先将目标问题等价转化为考查2k-1,3k-1,5k-1的大小,再对幂函数f(x)=xk-1的单调性加以讨论分析.特别提醒——幂函数y=xa在(0,+∞)上的单调性可分为三种情况:①若a>0,则单调递增;②若a=0,则为常数函数;③若a<0,则单调递减.
总之,结合例题解析,希望能够帮助同学们在学中“悟”,在“悟”中不断提升解题技能.如此,那么有关指数式、对数式的比较大小问题,我们真的可以说:So easy!
2.(2020·济南模拟)若log2x=log3y=log5z<-1,则( B )
A.2x<3y<5z B.5z<3y<2x
C.3y<2x<5z D.5z<2x<3y
解析:设log2x=log3y=log5z=t,则t<-1,x=2t,y=3t,z=5t,因此2x=2t+1,3y=3t+1,5z=5t+1.又t<-1,∴t+1<0,由幂函数y=xt+1的单调性可知5z<3y<2x.
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