●高考明方向1.理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式能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,理解对数函数的单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点.3.知道对数函数是一类重要的函数模型.x互为反函数4.了解指数函数y=a x与对数函数y=loga(a>0,且a≠1).★备考知考情通过对近几年高考试题的统计分析可以看出,本节容在高考中属于必考容,且占有重要的分量,主要以选择题的形式命题,也有填空题和解答题.主要考查对数运算、换底公式等.及对数函数的图象和性质.对数函数与幂、指数函数结合考查,利用单调性比较大小、解不等式是高考的热点.一、知识梳理《名师一号》P27注意:知识点一对数及对数的运算性质1.对数的概念一般地,对于指数式a b=N,我们把“以a为底N的对数b”记作loga N,即b=logaN(a>0,且a≠1).其中,数a叫做对数的底数,N叫做真数,读作“b等于以a为底N的对数”.注意:(补充)关注定义---指对互化的依据2.对数的性质与运算法则(1)对数的运算法则如果a>0且a≠1,M>0,N>0,那么①loga (MN)=logaM+logaN;②loga MN=logaM-logaN;③log a M n=nlog a M(n ∈R); ④log a m M n =nm log a M.(2)对数的性质①a logaN =N ;②log a a N =N (a>0,且a≠1).(3)对数的重要公式 ①换底公式:log b N =log a Nlog a b(a ,b 均大于零且不等于1); ②log a b =1log b a,推广log a b·log b c·log c d =log a d. 注意:(补充)特殊结论:log 10,log 1a a a ==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(注意定义域!)2.反函数x互为反函数,指数函数y=a x与对数函数y=loga它们的图象关于直线y=x对称.(补充)设y=f(x)存在反函数,并记作y=f-1(x),1) 函数y=f(x)与其反函数y=f-1(x)的图象关于直线y x对称.2) 如果点P(x0,y0)在函数y=f(x)的图象上,则必有f-1(y0)=x0,反函数的定义域、值域分别为原来函数的值域、定义域.3) 函数y=f(x)与其反函数y=f-1(x)的单调性相同.二、例题分析:(一)对数式的运算例1.(1)《名师一号》P27 对点自测1(2013·文3)设a,b,c均为不等于1的正实数,则下列等式中恒成立的是( )A.loga b·logcb=logcaB.loga b·logca=logcbC.loga (bc)=logab·logacD.loga (b+c)=logab+logac解析由对数的运算性质:loga (bc)=logab+logac,可判断选项C,D错误;选项A,由对数的换底公式知,loga b·logcb=logca⇒lgblga·lgblgc=lgalgc⇒lg2b=lg2a,此式不恒成立,故错误;对选项B,由对数的换底公式知,loga b·logca=lgblga·lgalgc=lgblgc=logcb,故恒成立.答案 B例1.(2) (补充) 计算下列各式的值(1)2lg2lg3111lg0.36lg823+= ++(2) 温故知新P22 第8题()22log 3lg5lg 2lg504+⋅+=(3) 235111log log log 2589⋅⋅=答案:(1) 1 (2)10 (3)-12注意: 准确熟练记忆对数运算性质多练 lg 2lg51+=《名师一号》P28 高频考点 例1【规律方法】 在对数运算中,要熟练掌握对数式的定义,灵活使用对数的运算性质、换底公式和对数恒等式对式子进行恒等变形,多个对数式要尽量化成同底的形式.例2.(1)《名师一号》P27 对点自测2(2014·卷)已知4a =2,lgx =a ,则x =________.解析∵4a=2,∴a=log42=12.由lgx=12,得x=1012=10.例2.(2)《名师一号》P28 高频考点例1(1) 若x=log43,则(2x-2-x)2等于( )A.94B.54C.103D.43解析:由x=log43,得4x=3,即2x=3,2-x=3 3,所以(2x -2-x )2=⎝⎛⎭⎪⎫2332=43. 注意:指数与对数的互化a b =N ⇔b =log a N (a>0,a ≠1,N>0).练习:(补充)已知1135,2a bk a b==+=求k答案: k =例3.《名师一号》P28 高频考点 例1(2) 已知函数f(x)=⎩⎨⎧log 2x ,x>0,3-x+1,x≤0,则f(f(1))+f ⎝⎛⎭⎪⎫log 312的值 是( )A .5B .3C .-1 D.72因为f(1)=log 21=0,所以f(f(1))=f(0)=2. 因为log 312<0,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫log 312=3-log 312+1=3log 32 +1=2+1=3.所以f(f(1))+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫log 312=2+3=5.二、对数函数的图象及性质的应用 例1. (补充)求下列函数的定义域. (1)y =log 0.5(4x -3). (2)y =log (x +1)(16-4x ).解析:(1)由函数定义知:⎩⎨⎧ log 0.5(4x -3)≥04x -3>0∴⎩⎨⎧ 4x -3≤14x -3>0, 即34<x≤1. 故原函数的定义域是{x|34<x≤1}. (2)由函数有意义知⎩⎨⎧ x +1>0x +1≠116-4x >0∴⎩⎨⎧ x>-1x≠0x<2即-1<x<2,且x≠0. 故原函数的定义域为{x|-1<x<0,或0<x<2}.练习: 已知集合(){}22log x y x ax aR =--=数a 的取值围.解析:设f(x)=x2-ax-a,则y=log2f(x),依题意,f(x)>0恒成立,∴Δ=a2+4a<0∴-4<a<0,即a的围为(-4,0)例2.《名师一号》P27 对点自测5(2014·卷)函数f(x)=log2x·log2(2x)的最小值为________.解析根据对数运算性质,f(x)=log2x·log2(2x)=12log2x·[2log2(2x)]=log2x(1+log2x)=(log2x)2+log2x=⎝⎛⎭⎪⎫log2x+122-14,当x=22时,函数取得最小值-14.注意:换元后“新元”的取值围.练习:1、求下列函数的值域(1)y=log15(-x2+2x+4) [答案] [-1,+∞)(2)f(x)=log22x-3log2x2+2⎝⎛⎭⎪⎫12≤x≤2[解析] 令t=log2x,∵12≤x≤2∴-1≤t≤1.∴函数化为y=t2-6t+2=(t-3)2-7∵-1≤t≤1.∴当t =-1,即x =12时,y max =9. 当t =1,即x =2时,y min =-3,∴函数的值域为[-3,9].2、已知集合(){}22log y y x ax aR =--=数a 的取值围.[分析]当且仅当f(x)=x 2-ax -a 的值能够取遍一切正实数时,y =log 2(x 2-ax -a)的值域才为R.而当Δ<0时,f(x)>0恒成立,仅仅说明函数定义域为R ,而f(x)不一定能取遍一切正实数(一个不漏).要使f(x)能取遍一切正实数,作为二次函数,f(x)图像应与x 轴有交点(但此时定义域不再为R)[正解] 要使函数y =log 2(x 2-ax -a)的值域为R ,应使f(x)=x2-ax-a能取遍一切正数,要使f(x)=x2-ax-a 能取遍一切正实数,应有Δ=a2+4a≥0,∴a≥0或a≤-4,∴所求a的取值围为(-∞,-4]∪[0,+∞)例3. (1)《名师一号》P27 对点自测4(x+2 015)+2的图已知a>0且a≠1,则函数y=loga象恒过定点________.解析令x+2 015=1,即x=-2 014时,y=2,故其图象恒过定点(-2 014,2).练习:无论a 取何正数(a≠1),函数()33log a y x =-+恒过定点【答案】()43,注意:对数函数()01log ,a y x a a =>≠且图象都经过定点(1, 0)例3. (2) (补充)如右下图是对数函数①y =log a x ,②y =log b x , ③y =log c x ,④y =log d x 的图象,则a 、b 、c 、d 与1的大小关系是 ( )A .a>b>1>c>dB .b>a>1>d>cC .1>a>b>c>dD .a>b>1>d>c【答案】B在上图中画出直线y =1,分别与①、②、③、④交于A(a,1)、B(b,1)、C(c,1)、D(d,1),由图可知c<d<1<a<b.注意:(补充)两个单调性相同的对数函数,它们的图象在位于直线x =1右侧的部分是“底大图低”. 利用1log a a =,图象都经过()1,a 点,作直线1y =,则该直线与图象的交点的横坐标即为底数a 。
例3.(3)《名师一号》P28 高频考点 例2(1)(2014·卷)若函数y =log a x(a>0,且a≠1)的图象如图所示,则下列函数图象正确的是( )A B C D答案: B.例4.《名师一号》P28 高频考点例3已知函数f(x)=log(ax2+2x+3).4(1)若f(1)=1,求f(x)的单调区间;(2)是否存在实数a,使f(x)的最小值为0?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.解析:(1)∵f(1)=1,∴log 4(a +5)=1,因此a +5=4,a =-1.这时f(x)=log 4(-x 2+2x +3).由-x 2+2x +3>0得-1<x<3,函数f(x)的定义域为(-1,3).令g(x)=-x 2+2x +3,则g(x)在(-1,1)上单调递增,在(1,3)上单调递减. 又y =log 4x 在(0,+∞)上单调递增,所以f(x)的单调递增区间是(-1,1),单调递减区间是(1,3).(2)假设存在实数a 使f(x)的最小值为0, 则h(x)=ax 2+2x +3应有最小值1,因此应有⎩⎨⎧ a>0,3a -1a =1,解得a =12.故存在实数a=12使f(x)的最小值为0.练习:温故知新P32 第5题三、比较大小例1.《名师一号》P29 特色专题典例,则( ) A.a>b>c B.b>a>c C.a>c>b D.c>a>b【规范解答】方法1:在同一坐标系中分别作出函数y=log2x,y=log3x,y=log4x的图象,如图所示.由图象知:log23.4>log3103>log43.6.方法2:∵log3103>log33=1,且103<3.4,∴log3103<log33.4<log23.4.∵log43.6<log44=1,log3103>1,∴log43.6<log3103.∴log23.4>log3103>log43.6.由于y=5x为增函数,故a>c>b.注意:《名师一号》P28 问题探究问题3比较幂、对数大小有两种常用方法:①数形结合;②找中间量结合函数单调性.练习:1、若0<x<y<1,则( )A.3y<3x B.logx 3<logy3C.log4x<log4y D.⎝⎛⎭⎪⎫14x<⎝⎛⎭⎪⎫14y解析:∵0<x<y<1,①由y=3u为增函数知3x<3y,排除A;②∵log 3u 在(0,1)内单调递增,∴log 3x<log 3y<0,∴log x 3>log y 3,∴B 错. ③由y =log 4u 为增函数知log 4x<log 4y , ∴C 正确.④由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫14u 为减函数知⎝ ⎛⎭⎪⎫14x >⎝ ⎛⎭⎪⎫14y,排除D.答案:C2、对于0<a<1,给出下列四个不等式 ①log a (1+a)<log a (1+1a );②log a (1+a)>log a (1+1a);③a 1+a <a1+1a;④a 1+a >a1+1a.其中成立的是( )A .①与③B .①与④C .②与③D .②与④答案:D解析:由于0<a<1⇒a<1a⇒1+a<1+1a,∴loga (1+a)>loga(1+1a),a1+a>a1+1a.∴选D.四、对数方程与不等式例1.(1)(补充)方程log3(x2-10)=1+log3x的解是___.[答案] x=5[解析] 原方程化为log3(x2-10)=log3(3x),由于log3x在(0,+∞)上严格单增,则x2-10=3x,解之得x1=5,x2=-2.∵要使log3x有意义,应有x>0,∴x=5.注意:依据对数函数恒单调求解。