第1页 共8页 对数函数的图象及性质例题解析 题型一 判断对数函数 【例1】函数f(x)=(a2-a+1)log(a+1)x是对数函数,则实数a=__________. 解析:由a2-a+1=1,解得a=0,1. 又a+1>0,且a+1≠1,∴a=1. 【例1-1】下列函数中是对数函数的为__________.
(1)y=logax(a>0,且a≠1);(2)y=log2x+2;(3)y=8log2(x+1);
(4)y=logx6(x>0,且x≠1);(5)y=log6x. 解析: 序号 是否 理由 (1) ×
真数是x,不是自变量x
(2) × 对数式后加2
(3) × 真数为x+1,不是x,且系数为8,不是1
(4) × 底数是自变量x,不是常数
(5) √ 底数是6,真数是x
题型二 底数对图象的影响
【例2】如图所示的曲线是对数函数y=logax的图象.已知a从3,43,35,110中取值,则相应曲线C1,C2,C3,C4的a值依次为( )
A.3,43,35,110 B.3,43,110,35 C.43,3,35,110 D.43,3,110,35 解析:由底数对对数函数图象的影响这一性质可知,C4的底数<C3的底数<C2的底数<C1
的底数.故相应于曲线C1,C2,C3,C4的底数依次是3,43,35,110.答案:A
点技巧 作直线y=1,它与各曲线的交点的横坐标就是各对数的底数,由此判断各底数的大小. 题型三 对数型函数的定义域的求解
(1)对数函数的定义域为(0,+∞). (2)在求对数型函数的定义域时,要考虑到真数大于0,底数大于0,且不等于1. 若底数和真数中都含有变量,或式子中含有分式、根式等,在解答问题时需要保证各个方面都有意义. (3)求函数的定义域应满足以下原则: ①分式中分母不等于零; ②偶次根式中被开方数大于或等于零; ③指数为零的幂的底数不等于零; ④对数的底数大于零且不等于1; ⑤对数的真数大于零,如果在一个函数中数条并存,求交集. 第2页 共8页
【例3】求下列函数的定义域. (1)y=log5(1-x); (2)y=log(2x-1)(5x-4); (3)0.5log(43)yx. 分析:利用对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的定义求解. 解:(1)要使函数有意义,则1-x>0,解得x<1,故函数y=log5(1-x)的定义域是{x|x<1}.
(2) 要使函数有意义,则54>0,21>0,211,xxx解得x>45且x≠1,
故函数y=log(2x-1)(5x-4)的定义域是4,15(1,+∞). (3)要使函数有意义,则0.5430,log(43)0,xx解得34<x≤1, 故函数0.5log(43)yx的定义域是3<14xx. 题型四 对数型函数的值域的求解 方法一、充分利用函数的单调性和图象是求函数值域的常用方法. 方法二、对于形如y=logaf(x)(a>0,且a≠1)的复合函数,其值域的求解步骤如下: ①分解成y=logau,u=f(x)这两个函数; ②求f(x)的定义域; ③求u的取值范围; ④利用y=logau的单调性求解. 方法三、对于函数y=f(logax)(a>0,且a≠1),可利用换元法,设logax=t,则函数f(t)(tR)的值域就是函数f(logax)(a>0,且a≠1)的值域. 注意:(1)若对数函数的底数是含字母的代数式(或单独一个字母),要考查其单调性,就必须对底数进行分类讨论. (2)求对数函数的值域时,一定要注意定义域对它的影响.当对数函数中含有参数时,有时需讨论参数的取值范围. 【例4】求下列函数的值域: (1)y=log2(x2+4);(2)y=212log(32)xx+-.
解:(1)∵x2+4≥4,∴log2(x2+4)≥log24=2. ∴函数y=log2(x2+4)的值域为[2,+∞).
(2)设u=3+2x-x2,则u=-(x-1)2+4≤4.∵u>0,∴0<u≤4. 又y=12logu在(0,+∞)上为减函数,∴12logu≥-2.
∴函数y=212log(32)xx+-的值域为[-2,+∞).
【例4-1】已知f(x)=2+log3x,x[1,3],求y=[f(x)]2+f(x2)的最大值及相应的x的值. 分析:先确定y=[f(x)]2+f(x2)的定义域,然后转化成关于log3x的一个一元二次函数,利用一元二次函数求最值. 解:∵f(x)=2+log3x,x[1,3], ∴y=[f(x)]2+f(x2)=(log3x)2+6log3x+6且定义域为[1,3]. 令t=log3x(x[1,3]). ∵t=log3x在区间[1,3]上是增函数,∴0≤t≤1. 第3页 共8页
从而要求y=[f(x)]2+f(x2)在区间[1,3]上的最大值,只需求y=t2+6t+6在区间[0,1]上的最大值即可.∵y=t2+6t+6在[-3,+∞)上是增函数, ∴当t=1,即x=3时,ymax=1+6+6=13. 综上可知,当x=3时,y=[f(x)]2+f(x2)的最大值为13. 题型五 对数函数的图象变换及定点问题
(1)与对数函数有关的函数图象过定点问题 对数函数y=logax(a>0,且a≠1)过定点(1,0),即对任意的a>0,且a≠1都有loga1=0. 这是解决与对数函数有关的函数图象问题的关键. 对于函数y=b+klogaf(x)(k,b均为常数,且k≠0),令f(x)=1,解方程得x=m,则该函数恒过定点(m,b).方程f(x)=0的解的个数等于该函数图象恒过定点的个数. (2)对数函数的图象变换的问题
①函数y=logax(a>0,且a≠1)――----------------→向左(b>0)或向右(b<0)平移|b|个单位长度函数y=loga(x+b)(a>0,且a≠1) ②函数y=logax(a>0,且a≠1)――---------------→向上(b>0)或向下(b<0)平移|b|个单位长度函数y=logax+b(a>0,且a≠1) ③函数y=logax(a>0,且a≠1)―----------------―→当x>0时,两函数图象相同当x<0时,将x>0时的图象关于y轴对称函数y=loga|x|(a>0,且a≠1)
④函数y=logax(a>0,且a≠1)――----------------------------------------→保留x轴上方的图象同时将x轴下方的图象作关于x轴的对称变换函数y=|logax|(a>0,且a≠1) 【例5】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的值分别为__________. 解析:∵函数的图象恒过定点(3,2), ∴将(3,2)代入y=loga(x+b)+c(a>0,且a≠1),得2=loga(3+b)+c. 又∵当a>0,且a≠1时,loga1=0恒成立, ∴c=2.∴loga(3+b)=0. ∴b=-2.答案:-2,2 【例5-1】作出函数y=|log2(x+1)|+2的图象. 解:(第一步)作函数y=log2x的图象,如图①; (第二步)将函数y=log2x的图象沿x轴向左平移1个单位长度,得函数y=log2(x+1)的图象,如图②; (第三步)将函数y=log2(x+1)在x轴下方的图象作关于x轴的对称变换,得函数y=|log2(x+1)|的图象,如图③; (第四步)将函数y=|log2(x+1)|的图象,沿y轴方向向上平移2个单位长度,便得到所求函数的图象,如图④. 第4页 共8页
题型六 利用对数函数的单调性比较大小 两个对数式的大小比较有以下几种情况: (1)底数相同,真数不同.(2)底数不同,真数相同. (3)底数不同,真数也不同.(4)对于多个对数式的大小比较 注意:对于含有参数的两个对数值的大小比较,要注意对底数是否大于1进行分类讨论.
【例6】比较下列各组中两个值的大小. (1)log31.9,log32;(2)log23,log0.32;(3)logaπ,loga3.141. 分析:(1)构造函数y=log3x,利用其单调性比较;(2)分别比较与0的大小;(3)分类讨论底数的取值范围. 解:(1)因为函数y=log3x在(0,+∞)上是增函数,所以f(1.9)<f(2).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在定义域上是增函数,则有logaπ
>loga3.141; 当0<a<1时,函数y=logax在定义域上是减函数, 则有logaπ<loga3.141. 综上所得,当a>1时,logaπ>loga3.141; 当0<a<1时,logaπ<loga3.141.
【例6-1】若a2>b>a>1,试比较logaab,logbba,logba,logab的大小. 分析:利用对数函数的单调性或图象进行判断.
解:∵b>a>1,∴0<ab<1.∴logaab<0,logab>logaa=1,logb1<logba<logbb, 即0<logba<1.
由于1<ba<b,∴0<logbba<1.由logba-logbba=2logbab,
∵a2>b>1,∴2ab>1.∴2logbab>0,即logba>logbba. ∴logab>logba>logbba>logaab.