对数函数
1.对数函数的定义:
函数 叫做对数函数,其中x 是自变量
(1)研究对数函数的图象与性质:
由于对数函数 与指数函数 互为反函数,所以 的图像和 的图像关于直线 对称。
(2)复习)10(≠>=a a a y x
且的图象和性质
2.对数函数的图像:
3.对数函数的性质:
a y log x =(a 0a 1)>≠且a y log x =x y a =a y log x
=x
y a =y x =
1.对数:
(1) 定义:如果N a b =)1,0(≠>a a 且,那么称 为 ,记作 ,其中a 称为对数的底,N 称为真数.
① 以10为底的对数称为常用对数,N 10log 记作___________.
② 以无理数)71828.2( =e e 为底的对数称为自然对数,N e log 记作_________. (2) 基本性质:
① 真数N 为 (负数和零无对数);② 01log =a ;③ 1log =a a ; ④ 对数恒等式:N a N a =log . (3) 运算性质:
① log a (MN)=___________________________; ② log a N
M =____________________________;
③ log a M n = (n ∈R).
④ 换底公式:log a N = (a >0,a ≠1,m >0,m ≠1,N>0)
⑤ log m
n
a a n
b b m = .
2.对数函数:
① 定义:函数 称为对数函数,
1) 函数的定义域为 ;2) 函数的值域为 ; 3) 当____ __时,函数为减函数,当_________时为增函数;
4) 函数x y a log =与函数 ______
)1,0(≠>=a a a y x 且互为反函数. ② 1) 图象经过点( ),图象在 ;2) 对数函数以 为渐近线(当
10<<a 时,图象向上无限接近y 轴;当1>a 时,图象向下无限接近y 轴);
4) 函数y =log a x 与 的图象关于x 轴对称. ③ 函数值的变化特征:
经典例题透析
类型1:(求对数函数定义域与值域)1.N > 0 2. a > 0且 不= 1
例1、求下列函数的定义域:
(1) 2
a y log x = (2)
a y log (4x)
=- (3)2
(3x)y log x -=
变式练习1.
2. 求下列函数的定义域: (1) (2) (3) (4)
类型二、指数式与对数式互化及其应用
例1.: (1) (2)
:
举一反三:
【变式1】求下列各式中x 的值: (3)lg100=x (4)
类型二、利用对数恒等式化简求值(恒等式
)
例2 .求值:
【变式1】求
的值(a ,b ,c ∈R +,且不等于1,N>0)
5y log (1x)
=-21y log x
=
7
1y log 13x
=-3y log x
=
类型三、积、商、幂的对数
① log a(MN)=___________________________;
M=____________________________;
② log a
N
③ log a M n=(n∈R).
例3.已知lg2=a,lg3=b,用a、b表示下列各式.
(1)lg9
(2)lg64
(3)lg6
(4)lg12
(5)lg5
(6) lg15
举一反三:
【变式1】求值
(1)(2)lg2·lg50+(lg5)2(3)lg25+lg2·lg50+(lg2)2
【变式2】已知3a=5b=c,,求c的值.
【变式3】设a、b、c为正数,且满足a2+b2=c2.求证:.
【变式4】已知:a2+b2=7ab,a>0,b>0. 求证:.
类型四、换底公式的运用
例4.(1)已知log x y=a,用a表示;
(2)已知log a x=m,log b x=n,log c x=p,求log abc x.
举一反三:
【变式1】求值:(1);(2);(3).
类型五、对数运算法则的应用
例5.求值
(1) log89·log2732
(2)
(3)
(4)(log2125+log425+log85)(log1258+log254+log52)
举一反三:
【变式1】求值:
【变式2】已知:log23=a,log37=b,求:log4256=?
类型6、函数图象问题
例7.作出下列函数的图象:
(1) y=lgx,y=lg(-x),y=-lgx;(2) y=lg|x|;(3) y=-1+lgx.
类型7、对数函数的单调性及其应用
利用函数的单调性可以:①比较大小;②解不等式;③判断单调性;
④求单调区间;⑤求值域和最值.要求同学们:一是牢固掌握对数函数的单调性;二是理解和掌握复合函数的单调性规律;三是树立定义域优先的观念.
例8. 比较下列各组数中的两个值大小:
(1)log23.4,log28.5
(2)log0.31.8,log0.32.7
(3)log a5.1,log a5.9(a>0且a≠1)
举一反三:
【变式1】(2011 天津理7)已知则()
A.B.C.D.
解析:另,,,在同一坐标系下作出三个函数图像,
由图像可得
又∵为单调递增函数,∴故选C.
9. 证明函数上是增函数.
思路点拨:此题目的在于让学生熟悉函数单调性证明通法,同时熟悉利用对函数单调性比较同底数对数大小的方法.
证明:设,且x1<x2 则
又∵y=log2x在上是增函数
即f(x1)<f(x2)
∴函数f(x)=log2(x2+1)在上是增函数.
举一反三:
【变式1】已知f(log a x)=(a>0且a≠1),试判断函数f(x)的单调性.
解:设t=log a x(x∈R+,t∈R).当a>1时,t=log a x为增函数,若t1<t2,则0<x1<x2,
∴ f(t1)-f(t2)=,
∵ 0<x1<x2,a>1,∴ f(t1)<f(t2),∴ f(t)在R上为增函数,
当0<a<1时,同理可得f(t)在R上为增函数.∴不论a>1或0<a<1,f(x)在R上总是增函数.
10.求函数y=(-x2+2x+3)的值域和单调区间.
解:设t=-x2+2x+3,则t=-(x-1)2+4.∵ y=t为减函数,且0<t≤4,
∴ y≥=-2,即函数的值域为[-2,+∞.
再由:函数y=(-x2+2x+3)的定义域为-x2+2x+3>0,即-1<x<3.
∴ t=-x2+2x+3在-1,1)上递增而在[1,3)上递减,而y=t为减函数.
∴函数y=(-x2+2x+3)的减区间为(-1,1),增区间为[1,3.
类型7、函数的奇偶性
11. 判断下列函数的奇偶性. (1)(2).
(1)思路点拨:首先要注意定义域的考查,然后严格按照证明奇偶性基本步骤进行.
解:由
所以函数的定义域为:(-1,1)关于原点对称
又
所以函数是奇函数;
总结升华:此题确定定义域即解简单分式不等式,函数解析式恒等变形需利用对数的
运算性质.说明判断对数形式的复合函数的奇偶性,不能轻易直接下结论,而应注意对数式的恒等变形.
(2)解:由
所以函数的定义域为R关于原点对称
又
即f(-x)=-f(x);所以函数.
总结升华:此题定义域的确定可能稍有困难,函数解析式的变形用到了分子有理化的技巧,要求掌握.
类型8、对数函数性质的综合应用
12.已知函数f(x)=lg(ax2+2x+1).
(1)若函数f(x)的定义域为R,求实数a的取值范围;(2)若函数f(x)的值域为R,求实数a的取值范围.
思路点拨:与求函数定义域、值域的常规问题相比,本题属非常规问题,关键在于转化成常规问题.f(x)的定义域为R,即关于x的不等式ax2+2x+1>0的解集为R,这是不等式中的常规问题.
f(x)的值域为R与ax2+2x+1恒为正值是不等价的,因为这里要求f(x)取遍一切实数,即要求u=ax2+2x+1取遍一切正数,考察此函数的图象的各种情况,如图,我们会发现,
使u能取遍一切正数的条件是.
解:(1)f(x)的定义域为R,即:关于x的不等式ax2+2x+1>0的解集为R,当a=0时,此不等式变为2x+1>0,其解集不是R;
当a≠0时,有a>1.∴ a的取值范围为a>1.
(2)f(x)的值域为R,即u=ax2+2x+1能取遍一切正数a=0或
0≤a≤1,
∴ a的取值范围为0≤a≤1.
.。