2018-2019学年高中数学 第三章 指数函数和对数函数 3.5 对数与对数函数课时作业2 北师大版必修1
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对数函数的图像和性质一、复习回顾:1、对数函数的定义;2、对数函数的反函数。
二、讲授新课:下面我们研究对数函数x y 2log =的图像和性质。
可以用两种不同方法画出函数x y 2log =的图像。
方法一 描点法方法二 画出函数y x 2log =的图像,再变换为x y 2log =的图像对数函数()1,0log ≠>=a a x y a ,在其底数1>a 及10<<a 这两种情况下的图像和性质可以总结如表3—11 1>a 10<<a图像性质(1)定义域:()+∞,0 (1)定义域:()+∞,0 (2)值域:R (2)值域:R (3)过点()0,1,即1=x 时0=y (3)过点()0,1,即1=x 时0=y(4)当1>x 时0>y (4)当1>x 时0<y例4 求下列函数的定义域(1)2log x y a =; (2))4(log x y a -=解:(1)因为02>x ,即0≠x ,所以函数2log x y a =的定义域为{}0|≠x x ;(2)因为04>-x ,即4<x ,所以函数)4(log x y a -=的定义域为{}4|<x x . 例5 比较下列各题中两个数的大小:(1)7.4log ,3.5log 22(2)9log ,7log 2.02.0 (3)3log ,log 3ππ (4))1,0(2.5log ,1.3log ≠>a a a a解:(1)因为12>,函数x y 2log =是增函数,7.43.5>,所以7.4log 3.5log 22>(2)因为12.0<,函数x y 2.0log =是减函数,97<,所以 9log 7log 2.02.0>(3)因为函数x y 3log =是增函数,3>π,所以 13log log 33=>π同理3log log 1πππ>=,所以 3log log 3ππ>(4)对数函数的单调性取决于其底数是大于1还是小于1.而已知条件中并未明确指出底数a 于1哪个大,因此需要对底数进行讨论。
3.2.3 对数函数的概念及基本性质课堂导学三点剖析一、对数函数的图象和性质【例 1】 利用对数的单调性,比较下列各组数的大小: (1)log π,log e;22(2)log 0.3,log 0.04.1 1 24解析:(1)函数 y=log x 在(0,+∞)上是增函数,而π>e>0,∴ log π>log e.222(2)log 0.04=1log 0.04 1 421 2log1=12log 0.04=log 0.2.1 1 422又因为函数 y=log x 在(0,+∞)上为减函数,12∴log 0.3<log 0.2,即 log 0.3<1 1 1log 0.04.1 2224温馨提示先把不同底数化为相同底数,再利用函数单调性比较大小是比较对数值大小的基本方法. 二、a>1或 0<a<1时,对数函数的不同性质 【例 2】 求函数 y= 1 log (x a )a(a>0且 a ≠1)的定义域.思路分析:先由被开方数是非负数建立不等式,由于不等式中含有字母参数,再根据对数的性 质对字母参数进行分类讨论.解析:由 1-log a (x+a)≥0,得 log a (x+a)≤1.当 a>1时,0<x+a ≤a, ∴-a<x ≤0.当 0<a<1时,x+a ≥a, ∴x ≥0.综上,当 a>1时,函数的定义域为(-a,0). 当 0<a<1时,函数的定义域为[0,+∞).温馨提示对于对数函数问题,底数中含字母参数都必须进行分类讨论.三、对数函数的单调性和单调区间的求法【例3】求函数y=log2(x2-x-6)的单调区间.解析:令u=x2-x-6,则y=log2u.∵y=log2u为u的增函数,∴当u为x的增函数时,y为x的增函数;当u为x的减函数时,y为x的减函数.由x2-x-6>0,得x<-2或x>3.借助于二次函数图象可知:当x∈(-∞,-2)时,u是x的减函数;1当x∈(3,+∞)时,u是x的增函数.所以,原函数的单调减区间是(-∞,-2),单调增区间是(3,+∞).温馨提示(1)研究函数的单调性,首先必须考虑它的定义域;(2)对数函数的单调性,当底数是字母时,必须分底数大于1和底数大于0且小于1这两种情况进行讨论;(3)对于复合函数的单调性,必须考虑u=g(x)与y=f(u)的单调性,从而得出y=f[g(x)]的单调性;(4)判断函数的增减性,或者求函数的单调区间,一般都可借助函数图象求解.各个击破类题演练 1比较下列各组数中两个值的大小.(1)log23.4,log28.5;(2)log a5.1,log a5.9(a>0,a≠1).解析:(1)对数函数y=log2x,因为它的底数2>1,所以它在(0,+∞)上是增函数,于是log23.4<log28.5;(2)当a>1时,函数y=log a x在(0,+∞)上是增函数,于是log a5.1<log a5.9;当0<a<1时,函数y=log a x在(0,+∞)上是减函数,于是log a5.1>log a5.9.变式提升 1比较下列两个值的大小:(lgm)1.9,(lgm)2.1(m>1).解析:若1>lgm>0,即1<m<10时,y=(lgm)x在R上是减函数,∴(lgm)1.9>(lgm)2.1.若lgm=1,即m=10时,(lgm)1.9=(lgm)2.1.若lgm>1,即m>10时,y=(lgm)x在R上是增函数,∴(lgm)1.9<(lgm)2.1.类题演练 21x1x已知f(x)=log a求f(x)的定义域;(a>0,且a≠1).11解析:由对数函数定义知xx>0,∴-1<x<1,∴f(x)的定义域为(-1,1).变式提升 212e x, (2006山东高考文,2)设f(x)=log(x231)xx22.则f(f(2))的值为()A.0B.1C.2D.3 解析:∵f(2)=log3(22-1)=log33=1,∴f(f(2))=f(1)=2e1-1=2.故选C.答案:C类题演练 3求函数y=log0.1(2x2-5x-3)的递减区间.解析:先求函数的定义域,由2x2-5x-3=(2x+1)(x-3)>0,得x<- 12,或x>3.令u=2x2-5x-3,y=log0.1u.2由于u=2(x- 54)2-618,可得u=2x2-5x-3(x<-12或x>3)的递增区间为(3,+∞),从而可得y=log0.1(2x2-5x-3)的递减区间为(3,+∞).变式提升 3求函数y=log(3+2x-x2)的单调区间和值域.12解析:由3+2x-x2>0解得函数y=log(3+2x-x2)的定义域是-1<x<3.12设u=3+2x-x2(-1<x<3),当-1<x1<x2≤1时,u1<u2,从而log u1>log u2,即y1>y2,故函数y=1122log(3+2x-x2)在区间(-1,1)上单调递减;同理可得,函数在区间(1,3)上是单调递增.12函数u=3+2x-x2(-1<x<3)的值域是(0,4),故函数y=log(3+2x-x2)的值域是y≥log1122 4,即y≥-2.3。
3.2.1 对数名师导航知识梳理一、对数与对数运算 1.对数的定义一般地,如果a x=N(a>0,a ≠1),那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作__________,其中a 叫做对数的__________,N 叫做对数的__________.对数恒等式为________________________________________. 2.对数的运算法则指数的运算法则: 对数的运算法则:(1)a m ·a n =a m+n;→ (1)______________;(2)n m aa =a m ·a -n =a m-n;→ (2)______________;(3)(a m )n=a mn;→ (3)_______________. 二、对数运算法则的证明 (学会证明方法)1.正因数的积的对数等于同一底数各个因数的对数的_______________; log a (MN)=log a M+log a N. 设log a M=p,log a N=q,则a p =M,a q=N,∴MN=a p ·a q =a p+q.∴log a (MN)=p+q=log a M+log a N.2.两个正数的商的对数等于被除数的对数___________除数的对数;log a N M =log a M-log a N.∵N M =q p aa =a p-q,∴log aNM=p-q=log a M-log a N. 3.正数的幂的对数等于幂的底数的对数____________幂指数;log a (N n)=n ·log a N. 根据对数恒等式:Na a log =N,∴N n=(aalog N)n=Nn a alog •.∴log a (N n)=n ·log a N.4.正数的正的方根的对数等于被开方数的对数______________根指数. log anN n1=·log a N.∵n N =n N 1,∴由法则3得log a n N =log a nN 1=n1·log a N. 三、对数的性质1.__________和__________没有对数.因为a >0,所以不论b 是什么数,都有a b >0,即不论b 是什么数,N=a b永远是正数,这说明在相应的对数式 b=log a N 中真数N 永远是正数,换句话说负数和零没有对数. 2.1的对数是__________.因为a 0=1(a >0,且a ≠1),所以根据对数的定义可得log a 1=0. 3.底数的对数等于__________.因为a 1=a ,根据对数的定义知log a a=1. 四、一组重要的对数公式——换底公式 1.log a b=abc c log log ,即有log c a ·log a b=log c b;2.log b a=ba log 1,即有log a b ·log b a=1;3.nmb a log =mnlog a b. 疑难突破如何将给出的对数式换成指定底数的对数?《考试大纲》要求知道用换底公式将一般对数转化成指定底数的对数.对数换底公式:log b N=bNa a log log (a >0且a ≠1,b >0且b ≠1,N >0),推论:log a b=a b log 1,mn b a nm =log log a b.更特别地有log a a n=n.问题探究问题1 对数式与指数式有何关系?在对数符号log a N 中,为什么规定a >0,a ≠1,N >0呢?探究思路:对数的概念是这么说的:一般地,如果a(a >0且a ≠1)的b 次幂等于N ,即a b=N ,那么就称b 是以a 为底N 的对数,记作log a N=b ,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.从定义不难发现无论是指数式a b=N ,还是对数式log a N=b 都反映的是a 、b 、N 三数之间的关系. 在对数符号log a N 中,若a <0,则N 为某些值时,log a N 不存在,如log (-2)8不存在. 若a=0,则N 不为0时,log a N 不存在;N 为0时,log a N 可以为任何正数,不唯一.若a=1,则N 不为1时,log a N 不存在;N 为1时,log a N 可以为任何实数,不唯一.因此规定a >0且a ≠1.因为log a N=b ⇔a b=N ,在实数范围内,正数的任何次幂都是正数,因此N >0. 问题2 对于对数,除了对数的定义,还有对数的性质,你能说说这些相关的内容吗? 探究思路:对数部分,我们首先应当掌握对数的意义,即对数式与指数式之间的对应关系.另外对于对数我们应该掌握一些常用的性质:如(1)log a 1=0(1的对数是0); (2)log a a=1(底数的对数是1); (3)aalog N=N(对数恒等式);(4)log a N=aNb b log log (b >0且b ≠1)(换底公式);(5)log a M+log a N=log a MN ; (6)log a M-log a N=log a NM ; (7)nlog a N=log a N n; (8)mn log a N=log a m N n. 以上各式均有条件a >0且a ≠1.问题3 初学对数运算性质,容易犯下面的错误:log a (M ±N)=log a M ±log a N ,log a (M ×N)=log a M ×log a N ,log aN M =NM a a log log ,log a N n =(log a N)n.应该如何解决呢?探究思路:首先应把握对数运算的本质特征,运算性质是把真数的乘、除、乘方降级为对数的加、减、乘运算,是降级运算;其次,对数记号log a N 整体上才有意义,不能误把对数符号当作表示数的字母进行运算. 典题精讲例1 (1)将下列指数式写成对数式: ①210=1 024;②10-3=10001; ③0.33=0.027;④e 0=1.(2)将下列对数式写成指数式: ①log 0.46.25=-2;②lg2=0.301 0; ③log 310=2.095 9;④ln23.14=x.思路解析 应用指数式与对数式的等价关系求解. 答案:(1)①log 21 024=10;②lg 10001=-3;③log 0.30.027=3;④ln1=0. (2)①0.4-2=6.25;②100.301 0=2;③32.095 9=10;④e x=23.14.例2 计算:log 2487+log 212-21log 242.思路解析 这是几个对数式的加减运算,注意到每个对数式是同底的,则可以利用同底数的对数的运算公式化为一个对数式.当然也可以反其道而行之,即把每个对数的真数写成积或商的形式,再利用积或商的对数的运算性质化为同底对数的和与差,然后进行约简.解法一:原式=21(log 27-log 248)+log 23+2log 22-21(log 27+log 22+log 23) =21log 27-21log 23-21log 216+21log 23+2-21log 27-21=-21. 解法二:原式=log 2(347×12×671⨯)=-21. 例3 求下列各式的值: (1)3log 3128-;(2)7lg20×(21)lg0.7; (3)log 2(1+32+)+log 2(1+32-); (4)lg(5353-++).思路解析 (1)由幂的运算法则把其化成同底,用对数恒等式aalog N=N 化简计算.(2)通过取对数,先算出对数值,再求值.(3)运用对数运算法则化成一个对数,然后利用底数与真数的特殊关系求解. (4)运用对数运算法则巧去根号. 解答:(1)2722222)2(827log 27log 13log 31)3log 31(33log 3122222=====----. (2)设x=7lg20×(21)lg0.7,则lgx=lg20×lg7+lg0.7×lg(21)=(lg2+1)×lg7+(lg7-1)×(-lg2)=lg7+lg2=lg14, ∴x=14,即7lg20×(21)lg0.7=14. (3)log 2(1+32+)+log 2(1+32-)=log 2[(1+2)2-(3)2]=log 222=log 2232=23. (4)lg(5353-++)=21lg(5353-++)2=21lg(3+5+3-5+259-)=21lg10=21. 例4 已知11.2a=1 000,0.011 2b=1 000,那么a 1-b1等于( ) A.1 B.2 C.3 D.4 思路解析 本题有两种解题方法.解法一:用指数解.由题意11.2=a 11000,0.011 2=b11000, ∴两式相除得ba 111000-=0112.02.11=1 000.∴a 1-b1=1. 解法二:用对数解.由题意,得a ×lg11.2=3,b ×lg0.011 2=3, ∴a 1-b 1=31(lg11.2-lg0.011 2)=1. 答案:A例5 方程lg(4x +2)=lg2x+lg3的解是_____________.思路解析 把方程两边化为同底的对数式,然后比较真数得含有求知数的方程,解之即可.解:把两边化成同底的对数式为lg(4x +2)=lg(2x×3),比较真数,得方程4x +2=2x×3,利用换元法,解得2x =1或2x=2. 所以x=0或x=1. 答案:x 1=0,x 2=1 知识导学 1.对数的概念在实际应用中,一定要注意指数式与对数式的等价性,即log a N=b a b=N. 2.换底公式一般地,我们称log a N=aNb b log log 为对数的换底公式.换底公式是对数中一个非常重要的公式,这是因为它是对一个对数进行变形运算的主要依据之一,是对数的运算性质.对数运算性质应用的前提是式子中对数的底相同.若底不同则需要利用换底公式化为底相同的.我们在应用换底公式时,一方面要证明它和它的几个推论;另一方面要结合构成式子的各对数的特点选择一个恰当的数作为对数的底,不要盲目地换底,以简化我们的解题过程. 3.常用对数与自然对数的概念有了对数的概念后,要求log 0.840.5的值,我们需要引入两个常用的对数:常用对数和自然对数.常用对数是指以10为底的对数;自然对数是指以e(e=2.718 28…,是一个无理数)为底的对数.有了常用对数和自然对数再利用对数的运算性质,我们就可以求log 0.840.5的值了. 4.对数恒等式 对数恒等式:Na alog =N.它的证明也很简单,只要紧扣对数式的定义即可证明. ∵a b=N , ∴b=log a N. ∴a b=Na alog =N ,即Na a log =N.如5log 33=5、6log 44=6等.要熟记对数恒等式的形式,会使用这一公式化简对数式.疑难导析对数换底公式口诀:换底公式真神奇,换成新底可任意, 原底加底变分母,真数加底变分子. 问题导思指数式与对数式之间可以相互转化,它们之间可以理解为就像加法与减法一样的关系.后面我们会学习反函数,指数式与对数式之间的转化可以通过反函数进行. 这些常用的性质在指数运算中非常有用,需要记牢.有的性质可以用口诀来帮助记忆,比如,性质(5)(6)(7)可以这样来记: 积的对数变为加, 商的对数变为减,幂的乘方取对数, 要把指数提到前. 典题导考绿色通道 指数式与对数式之间的换算,就是利用log a N=b ⇔a b=N. 典题变式已知log a 2=m ,log a 3=n ,则a 2m-n=____________. 解答:∵log a 2=m ,log a 3=n , ∴a m =2,a n=3.∴a 2m-n=3432)(222===nm n m a a a a . 绿色通道 解决求值问题一般有两种解法:一是将式中的真数的积、商、幂、方根运用对数的运算法则化为对数的和、差、积、商,即“化整为零”,然后合并、消项、化简求值;二是将式中的对数的和、差、积、商运用对数运算法则将它们化为真数的积、商、幂、方根,即“化零为整”,然后“相约”,化简求值. 典题变式计算2log 525+3log 264-8log 71的值为( )A.14B.8C.22D.27 答案:C绿色通道 有关对数式的运算,除了要用到对数运算性质外,还要注意代数运算的其他性质的运用.如遇到不能直接运用对数运算法则进行运算的问题,有两种解决办法:一是取对数,先求出对数值,再求出真数的值,即为原式的值;二是运用对数恒等式aalog N=N 把任何正数N 化成含所需要的正数为底数的对数的一个幂,即可转化为用幂的运算法则和对数运算法则解决问题. 典题变式1.lg5lg8 000+(lg 32)2+lg0.06-lg6=______________.解答:原式=lg5(3+3lg2)+3lg 22+lg 606.0=3(1-lg2)(1+lg2)+3lg 22-2=3-2=1. 2.计算2lg5+32lg8+lg5·lg20+lg 22的值. 解答:原式=2lg5+2lg2+lg5(2lg2+lg5)+lg 22 =lg 25+2lg2·lg5+lg 22+2(lg5+lg2)=(lg5+lg2)2+2(lg5+lg2) =lg 210+2lg10 =1+2=3.绿色通道 因为指数与对数存在着互逆的运算关系,因而反映在具体问题中就一定从指数式、对数式两条思路分别运用幂的运算法则和对数运算法则解决问题.这就是对立统一的原则在具体思路上的指导和体现. 典题变式 已知a=lg(1+71),b=lg(1+491),试用a 、b 的式子表示lg1.4.答案:lg1.4=71(a-4b+1). 黑色陷阱 如果误以为原方程lg(4x+2)=lg2x+lg3可化为lg4x+lg2=lg2x+lg3,将导致解题错误.这也说明数学思维的严密性,如果百密一疏,则后悔莫及! 典题变式已知函数f(x)=⎩⎨⎧≤>,0,3,0,log 3x x x x 则f [f(91)]的值是( )A.9B.91C.-9D.-91答案:B。
3.2.2 对数函数-3.2.3 指数函数与对数函数的关系自主整理1.对数函数的定义:函数y=log a x(a>0,且a≠1,x>0)称为对数函数,它的定义域为(0,+∞),值域为R.2.对数函数的图象与性质:4.反函数当一个函数是一一映射时,可以把这个函数的因变量作为一个新的函数的自变量,而把这个函数的自变量作为新的函数的因变量,我们称这两个函数互为反函数.一般地,如果函数y=f(x)存在反函数,那么它的反函数记作y=f-1(x),反函数也是函数,它具有函数的一切特性.反函数是相对于原函数而言的,函数与它的反函数互为反函数.指数函数y=a x(a>0,且a≠1)和对数函数y=log a x(a>0,且a≠1)互为反函数,它们的定义域与值域相互对换,单调性相同,图象关于直线y=x对称.高手笔记1.解对数不等式的关键是善于把真数视为一个整体,用对数函数的单调性构造不等式,但一定要注意真数大于零这一隐含条件.2.求函数定义域时,常见的限制条件有:分母不为零,开偶次方时被开方数非负,对数的真数大于零,底数大于零且不等于1等.3.考查对数函数与其他函数组成的复合函数时,要注意利用复合函数的单调性法则和函数单调性的定义.考查对数函数的值域问题时,要注意只有当对数的真数取到所有的正数时,对数值才可能取到所有的实数.4.利用对数函数的图象的平移和对称可以认识与对数函数有关的一些函数的图象和性质,这些图象的变换规律与指数函数的有关图象变换规律是类似的.5.作出函数y=log a x 的图象,再将所得图象沿y 轴对称到y 轴左侧,所得两部分组合在一起就是函数y=log a |x|的图象.作出函数y=log a x 的图象,再将所得图象在x 轴下方的部分沿x 轴翻折到x 轴上方,与原x 轴上方的部分一起,就是y=|log a x|的图象. 名师解惑1.比较两个对数的大小,一般可采用哪些方法? 剖析:两数(式)大小的比较主要是找出适当的函数,把要比较的两数作为此函数的函数值,然后利用函数的单调性等来比较两数的大小.一般采用的方法有: (1)直接法:由函数的单调性直接作答;(2)作差法:把两数作差变形,然后判断其大于、等于、小于零来确定;(3)作商法:若两数同号,把两数作商变形,判断其大于、等于、小于1来确定; (4)转化法:把要比较的两数适当地转化成两个新数大小的比较;(5)媒介法:选取适当的“媒介”数,分别与要比较的两数比较大小,从而间接地求得两数的大小.2.对数函数的图象特征和对数函数的性质之间有哪些对应关系? 剖析:对数函数的图象特征和对数函数的性质之间有以下对应关系:(1)图象都位于y 轴右侧,且以y 轴为渐近线→函数定义域为(0,+∞). (2)图象向上、向下无限延展→函数值域为R .(3)图象恒过定点(1,0)→1的对数是零,即log a 1=0.(4)当a >1时,图象由左向右逐渐上升→当a >1时,y=log a x 在(0,+∞)上是增函数; 当0<a <1时,图象由左向右逐渐下降→当0<a <1时,y=log a x 在(0,+∞)上是减函数. (5)当a >1时,在直线x=1的右侧,图象位于x 轴上方;在直线x=1与y 轴之间,图象位于x 轴下方→当a >1时,x >1,则y=log a x >0;0<x <1,则y=log a x <0.当0<a <1时,在直线x =1的右侧,图象位于x 轴下方;在直线x =1与y 轴之间,图象位于x 轴上方→当0<a <1时,x >1,则y=log a x <0;0<x <1,则y=log a x >0. 3.怎样把对数函数与指数函数联系起来研究? 剖析:(1)对数函数的反函数是指数函数,所以要利用指数函数的性质来研究对数函数.应该注意到:这两种函数都要求底数a >0,且a≠1;对数函数的定义域为(0,+∞),结合图象看,对数函数在y 轴左侧没有图象,即负数与0没有对数,也就是真数必须大于0.这些知识可以用来求含有对数函数的定义域.(2)通过将对数函数与指数函数的图象进行对比,可以发现:当a >1,或0<a <1时,对数函数与指数函数的单调性是一致的〔即在区间(0,+∞)上同时为增函数,或者同时为减函数〕.对数函数的图象都经过点(1,0),这与性质log a 0=1是分不开的.(3)既然对数函数y=log a x 与指数函数y=a x互为反函数,那么它们的图象关于直线y =x 对称.于是通过对a 分情况(约定不同的取值范围),再结合函数y=log 2x,y=log 21x 的图象来揭示对数函数的性质,应该是一件水到渠成的事.讲练互动图3-2-2【例题1】图3-2-2是对数函数y=log a x 当底数a 的值分别取3,34,53,101时所对应图象,则相应于C 1,C 2,C 3,C 4的a 的值依次是( ) A.3,34,53,101 B.3,34,101,53 C.34,3,53,101 D.34,3,101,53 解析:因为底数a 大于1时,对数函数的图象自左向右呈上升趋势,且a 越大,图象就越靠近x 轴;底数a 大于0且小于1时,对数函数的图象自左向右呈下降趋势,且a 越小,图象就越靠近x 轴. 答案:A 绿色通道由对数函数的图象间的相对位置关系判断底数a 的相互关系,应根据对数函数图象与底数间的变化规律来处理.在指数函数y=a x中,底数a 越接近1,相应的图象就越接近直线y=1,对数函数与指数函数是一对反函数,其图象是关于直线y=x 对称的,直线y=1关于直线y=x 的对称直线是x=1,所以我们有结论:对数函数y=log a x ,底数a 越接近1,其图象就越接近直线x=1. 变式训练1.若log a 2<log b 2<0,则( )A.0<a<b<1B.0<b<a<1C.a>b>1D.b>a>1 解析:注意到此题两对数值底数不同真数相同,用图象法或用换底公式均可.方法一:由底数与对数函数的图象关系(如图)可知y=log a x,y=log b x 图象的大致走向.再由对数函数的图象规律:从第一象限看,自左向右底数依次增大. 方法二:利用换底公式转化成同底的对数再进行比较. 由已知,得ba 22log 1log 1 <0,则0>log 2a>log 2b,即log 21>log 2a>log 2b.∵y=log 2x 为增函数, ∴0<b<a<1.方法三:取特殊值法.∵log 212=-1,log 412=21, ∴log 212<log 412<0.∴可取a=21,b=41,则0<b<a<1. 答案:B【例题2】比较大小: (1)log 0.27与log 0.29; (2)log 35与log 65;(3)(lgm )1.9与(lgm )2.1(m >1); (4)log 85与lg4.分析:(1)log 0.27和log 0.29可看作是函数y=log 0.2x ,当x=7和x=9时对应的两函数值,由y=log 0.2x 在(0,+∞)上单调递减,得log 0.27>log 0.29. (2)考查函数y=log a x 底数a >1的底数变化规律,函数y=log 3x (x >1)的图象在函数y=log 6x (x >1)的上方,故log 35>log 65.(3)把lgm 看作指数函数的底数,要比较两数的大小,关键是比较底数lgm 与1的关系.若lgm >1即m >10,则(lgm )x 在R 上单调递增,故(lgm )1.9<(lgm )2.1;若0<lgm <1即1<m <10,则(lgm )x 在R 上单调递减,故(lgm )1.9>(lgm )2.1;若lgm=1即m=10,则(lgm )1.9=(lgm )2.1.(4)因为底数8、10均大于1,且10>8, 所以log 85>lg5>lg4,即log 85>lg4. 解:(1)log 0.27>log 0.29. (2)log 35>log 65.(3)当m >10时,(lgm )1.9<(lgm )2.1;当m=10时,(lgm )1.9=(lgm )2.1;当1<m <10时,(lgm )1.9>(lgm )2.1. (4)log 85>lg4.绿色通道本题比较大小代表了几个典型的题型.其中题(1)是直接利用对数函数的单调性;题(2)是对数函数底数变化规律的应用;题(3)是指数函数单调性及对数函数性质的综合运用;题(4)是中间量的运用.当两个对数的底数和真数都不相同时,需要找出中间量来“搭桥”,再利用对数函数的增减性.常用的中间量有0、1、2等可通过估算加以选择. 变式训练2.比较下列各组数中两个值的大小: (1)log 23.4,log 28.5; (2)log 0.31.8;log 0.32.7;(3)log a 5.1,log a 5.9(a>0且a≠1); (4)log 67,log 76.分析:对于底数相同的两个对数值比较大小,可由对数的单调性确定,利用对数函数的增减性比较两个对数的大小.当不能直接进行比较时,可在两个对数中间插入一个已知数(如1或0等),间接比较两个数的大小. 解:(1)考查对数函数y=log 2x ,因为它的底数2>1,所以它在(0,+∞)上是增函数,于是log 23.4<log 28.5.(2)考查对数函数y=log 0.3x ,因为它的底数满足0<0.3<1,所以它在(0,+∞)上是减函数,于是log 0.31.8>log 0.32.7.(3)对数函数的增减性决定于对数的底数是大于1还是小于1,而已知条件中并未明确指出底数a 与1哪个大,因此需要对底数a 进行讨论:当a>1时,函数y=log a x 在(0,+∞)上是增函数,于是log a 5.1<log a 5.9; 当0<a<1时,函数y=log a x 在(0,+∞)上是减函数,于是log a 5.1>log a 5.9. (4)∵log 67>log 66=1,log 76<log 77=1, ∴log 67>log 76.【例题3】已知函数y=lg (12+x -x ),求其定义域,并判断其奇偶性、单调性. 分析:注意到12+x +x=xx -+112,即有lg (12+x -x )=-lg (12+x +x ),从而f(-x )=lg (12+x +x )=-lg (12+x -x )=-f (x ),可知其为奇函数.又因为奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,所以我们只需研究(0,+∞)上的单调性. 解:由题意12+x -x >0,解得x∈R ,即定义域为R .又f (-x )=lg [1)(2+-x -(-x )]=lg (12+x +x )=lg1112-+x=lg (12+x -x )-1=-lg (12+x -x )=-f (x ),∴y=lg(12+x -x )是奇函数. 任取x 1、x 2∈(0,+∞),且x 1<x 2, 则xx x x ++⇒++11121221>22211x x -+,即有121+x -x 1>122+x -x 2>0, ∴lg(121+x -x 1)>lg (122+x -x 2),即f (x 1)>f (x 2)成立.∴f(x )在(0,+∞)上为减函数. 又f (x )是定义在R 上的奇函数, 故f (x )在(-∞,0)上也为减函数.绿色通道研究函数的性质一定得先考虑定义域.在研究函数单调性时,注意奇偶性对函数单调性的影响,即偶函数在关于原点对称的区间上具有相反的单调性,奇函数在关于原点对称的区间上具有相同的单调性. 变式训练3.(2006广东高考,1)函数f(x)=xx -132+lg(3x+1)的定义域是( )A.(31-,+∞) B.(31-,1) C.(31-,31) D.(-∞,31-) 解析:由.131013,01<<-⇒⎩⎨⎧>+>-x x x答案:B【例题4】(1)解不等式:log 3(4-x)>2+log 3x; (2)解方程:2lg 3-x -3lgx+4=0.分析:对于(1),将对数不等式转化为解代数不等式组,对于(2)用换元法将其转化为一元二次方程.解:(1)原不等式可化为log 3(4-x)>log 3(9x),其等价于⎪⎩⎪⎨⎧>>>0,x 0,x -49x,x -4解得0<x<52. ∴原不等式的解集为{x|0<x<52}. (2)设2-3lgx =t,则t≥0. 原方程化为-t 2+t+2=0. 解得t=2,或t=-1(舍去).由2-3lgx =2,得lgx=2.故x=100.经检验x=100是原方程的解.黑色陷阱(1)形如f(log a x)=0,f(log a x)>0的对数方程或不等式,往往令t=log a x 进行换元转化.(2)解对数方程和不等式时要注意防止定义域的扩大,处理办法为:第一,若不是同解变形,最后一定要验根;第二,解的过程中要加以限制条件,使定义域保持不变,即进行同解变形,最后通过解混合不等式组得到原不等式的解. 变式训练4.(2006陕西高考,理4)设函数f(x)=log a (x+b)(a>0,a≠1)的图象过点(2,1),其反函数的图象过点(2,8),则a+b 等于( )A.3B.4C.5D.6 解析:因为函数f(x)的图象经过点(2,1),所以f(2)=1,即log a (2+b )=1,即a=2+b. 又其反函数的图象经过点(2,8),故函数f(x)的图象经过点(8,2),有log a (8+b)=2,即a 2=8+b,解得a=-2,b=-4(舍去),或a=3,b=1,所以a+b=4. 答案:B5.设函数f (x )=x 2-x+b ,且f (log 2a )=b ,log 2[f (a )]=2(a≠1),则f (log 2x )的最小值为_____________.解析:由已知,得⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-,2)(log ,log log 22222b a a b b a a即)2()1(,4,0)1(log log 222⎩⎨⎧=+-=-b a a a a由①得log 2a=1,∴a=2. 代入②得b=2.∴f(x )=x 2-x+2.∴f(log 2x )=log 22x-log 2x+2=(log 2x 21-)2+47.∴当log 2x=21时,f (log 2x )取得最小值47,此时x=2.答案:47。
§4对数知识点一对数的有关概念[填一填](1)一般地,如果a b=N(a>0,且a≠1),那么数b叫作以a为底N的对数,记作log a N=b,其中a叫作对数的底数,N叫作真数.(2)以10为底的对数叫作常用对数,N的常用对数记作lg N.(3)以e为底的对数叫作自然对数,N的自然对数记作ln N.[答一答]1.对数概念的理解?提示:(1)对数是一种数,对数式log a N可看作一记号,表示关于x的方程a x=N(a>0,且a≠1)的解;也可以看作一种运算,即已知底为a(a>0,且a≠1)幂为N,求幂指数的运算,因此,对数式log a N又可看作幂运算的逆运算.(2)对数符号log a N只有在a>0,a≠1,且N>0时才有意义,而对数值b=log a N,可以为任意的实数.知识点二对数的运算性质[填一填]如果a>0,a≠1,M>0,N>0,则(1)log a(MN)=log a M+log a N;(2)log a MN=log a M-log a N;(3)log a M n=n·log a M(n∈R).[答一答]2.如何正确运用对数的运算法则? 提示:(1)运算中常见的错误有: log a (MN )=log a M ·log a N . log a M N =log a M log a N .log a N n =(log a N )n .log a M ±log a N =log a (M ±N ).(2)注意前提条件:a >0,a ≠1,M >0,N >0,尤其是M ,N 都是正数这一条件,否则M ,N 中有一个小于或等于0,就导致log a M 或log a N 无意义,另外还要注意,M >0,N >0与M ·N >0并不等价.(3)要注意运算法则的逆用. 知识点三 换底公式[填一填]log b N =log a N log a b(a 、b >0,a 、b ≠1,N >0).[答一答]3.如何准确的应用换底公式?提示:(1)在使用换底公式时,底数的取值不唯一,应根据实际情况选择. (2)换底公式的意义就在于把对数式的底数改变,把不同底问题转化为同底问题. 如:在化简求值过程中,出现不同底数的对数不能运用运算法则时,可统一化成以同一个实数为底的对数,再根据运算法则进行化简与求值.(3)要注意换底公式的两个重要推论的应用. ①log a b =1log b a ,②log am b n =nmlog a b .1.对数log a N 中规定a >0,a ≠1的原因2.对对数的三点说明(1)对数式是指数式的另一种表现形式,是求指数式中幂指数的一种运算方式,因此指数式和对数式之间可以互相转化,即a b =N ⇔b =log a N .(2)对数通过符号log a N 表达,log a N 是一个整体,不是表示log a 和N 的乘积,字母a 和N 都有相应的意义和范围要求.(3)对数表示的是一个可正、可负也可为零的实数.类型一 对数式与指数式的互化【例1】 将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式: (1)3-2=19; (2)⎝⎛⎭⎫14-2=16;【解】 (1)log 319=-2.规律方法 指数运算与对数运算是一对互逆运算,在对数式log a N =x 与指数式a x =N (a >0,且a ≠1)的互化过程中,要特别注意a ,x ,N 的对应位置.将下列对数式化成指数式或将指数式化成对数式. (1)54=625; (2);(3)3a =27; (4)log 101 000=3. 解:(1)∵54=625,∴log 5625=4.(2)∵,∴⎝⎛⎭⎫12-3=8.(3)∵3a =27,∴log 327=a . (4)∵log 101 000=3,∴103=1 000. 类型二 利用对数的运算法则进行计算【例2】 计算:(1)log 535-2log 573+log 57-log 51.8;(2)2(lg 2)2+lg 2·lg5+(lg 2)2-lg2+1; (3)(lg5)2+lg2·lg50.【思路探究】 (1)对数的运算实质是把积、商、幂的对数运算分别转化为对数的加、减、乘的运算;(2)对于含有对数式的多项式运算问题:①可以将式中真数的积、商、幂、方根运用运算性质化为对数的和、差、积,然后化简求值;②可以将式中的对数的和、差、积化为真数的积、商、幂、方根,然后化简求值.【解】 (1)原式=log 5(5×7)-2(log 57-log 53)+log 57-log 595=log 55+log 57-2log 57+2log 53+log 57-2log 53+log 55=2log 55=2.(2)原式=lg 2(2lg 2+lg5)+(lg 2-1)2=lg2(lg2+lg5)+1-lg 2=lg2+1-lg2=1.(3)原式=(lg5)2+lg2·(lg2+2lg5)=(lg5)2+2lg5·lg2+(lg2)2=1.规律方法(1)在应用对数运算性质时应注意保证每个对数式都有意义,应避免出现lg(-5)2=2lg(-5)等形式的错误,同时应注意对数性质的逆用在解题中的应用.譬如在常用对数中,lg2=1-lg5,lg5=1-lg2的运用.(2)对于底数相同的对数式的化简,常用的方法是:①“收”,将同底的两对数的和(差)收成积(商)的对数;②“拆”,将积(商)的对数拆成对数的和(差).(3)对数的化简求值一般是正用或逆用公式,对真数进行处理,选哪种策略化简,取决于问题的实际情况,一般本着便于真数化简的原则进行.解:类型三换底公式的应用【例3】已知log189=a,18b=5,求log3645的值.(用含a,b的式子表示)【思路探究】(1)利用换底公式可以把题目中不同底数的对数化成同底数的对数,应用对数性质进行计算;(2)题目中有指数式和对数式时,要注意指数式与对数式的互化.【解】 解法1:因为18b =5,所以log 185=b , 所以log 3645=log 1845log 1836=log 18(9×5)log 18(18×2)=log 189+log 1851+log 182=a +b 1+log 18189=a +b 2-a .解法2:因为log 189=a ,所以18a =9.又因为18b =5, 所以45=5×9=18b ·18a =18a +b .令log 3645=x , 则36x =45=18a +b ,即36x =(183×183)x =18a +b ,所以(1829)x =18a +b,所以x log 181829=a +b ,所以x =a +b log 18182-log 189=a +b 2-a. 规律方法 用已知对数表示未知对数,就是把表示的对数的真数分解成已知对数的真数的积、商、幂的形式,然后用对数的运算性质,但应注意运用性质只有在同底的情况下才能运算.(1)log 916·log 881的值为( C ) A .18 B.118 C.83D.38解析:原式=log 3224·log 2334=2log 32·43log 23=83.解析:=lg2lg3+lg5lg3=1lg3=log 310. (3)计算:(log 32+log 92)·(log 43+log 83). 解:(log 32+log 92)·(log 43+log 83) =⎝⎛⎭⎫log 32+log 32log 39·⎝⎛⎭⎫log 23log 24+log 23log 28=⎝⎛⎭⎫log 32+12log 32·⎝⎛⎭⎫12log 23+13log 23 =32log 32×56log 23=54. 类型四 对数方程的解法 【例4】 解下列方程: (1)log 2(x +1)-log 4(x +4)=1; (2)3lg x -2-3lg x +4=0;【思路探究】 根据对数方程的特点,将对数方程化为一般代数方程并求解. 【解】 (1)由原方程得log 2(x +1)=log 4(x +4)+1, ∴log 2(x +1)2=log 2[4(x +4)],∴(x +1)2=4(x +4),解得x =5或x =-3, 经检验x =-3为增根,应舍去. 故原方程的解为x =5. (2)设3lg x -2=y ,则原方程可化为y -y 2+2=0,解得y =-1或y =2. ∵3lg x -2≥0,因此,y =-1为增根,应舍去. 由3lg x -2=2,得lg x =2,∴x =100.经检验,x =100为原方程的解.(3)等式两边取常用对数得[(lg x )3-2lg x ]lg x =lg0.1,(lg x )4-2(lg x )2+1=0,∴[(lg x )2-1]2=0,(lg x )2=1,lg x =±1, ∴x =10或x =110.规律方法 解对数方程就是将其转化成同底的对数式,或利用换元法将其转化成一元二次方程求解,在转化或化归的过程中,不是同解变形的,必须把所求的解代入原方程进行检验.对数方程的题型与解法: 名称 题型解法基本型 log a f (x )=b 将对数式转化为指数式f (x )=a b 同底数型 log a f (x )=log a φ(x ) 转化为f (x )=φ(x )(必须验根)需代换型F (log a x )=0换元,令t =log a x 转化为关于t 的代数方程解下列关于x 的方程: (1)log 2(2x +1)=log 2(3x ); (2)12(lg x -lg3)=lg5-12lg(x -10); 解:(1)由log 2(2x +1)=log 2(3x )得2x +1=3x , 解得x =1.检验:当x =1时,2x +1>0,3x >0.故x =1. (2)原方程可化为lgx3=lg 5x -10, ∴x 3=5x -10,即x 2-10x -75=0, 解得x =15或x =-5,检验:当x =-5时,x3<0,x -10<0,此时根式无意义,舍去;当x =15时,满足题意,故x =15.——易错误区—— 因忽略真数的范围致误【错解】 0或4或2【正解】 4 由已知得lg(xy )=lg(x -2y )2, 从而有xy =(x -2y )2整理得x 2-5xy +4y 2=0, 即(x -y )(x -4y )=0,所以x =y 或x =4y . 但由x >0,y >0,x -2y >0① 得x >2y >0.所以x =y 应舍去,故xy =4.【错因分析】 1.在①处忽略对数式本身的限制条件导致得到增解0. 2.在②处,计算时因对数的运算法则不熟导致运算错误. 【防范措施】 1.注意对数运算法则的适用条件对数运算法则的适用条件是同底且真数均大于零,如本例中真数“x -2y >0”,隐含着x >2y .2.熟练掌握对数的运算法则已知2log 3x -y 2=log 3(xy )(x >y >0),则xy=3+2 2. 解析:由题意有x >y ,xy >0且(x -y2)2=xy .所以x 2-6xy +y 2=0,所以(x y )2-6(x y )+1=0.所以xy =3±2 2.因为x >y >0,所以x y >1,所以xy=3+2 2.一、选择题1.当a >0,a ≠1时,下列结论正确的是( C ) ①若M =N ,则log a M =log a N ; ②若log a M =log a N ,则M =N ; ③若log a M 2=log a N 2,则M =N ; ④若M =N ,则log a M 2=log a N 2. A .①② B .②④ C .②D .①②③④解析:①M ≤0时不对;②正确;③应为M =±N ;④M =0时不对. 2.已知x ,y 为正实数,则( D )解析:10ln x -ln y =10ln x 10ln y 故A 错,B 、C 公式不对,D 项10ln x y =10ln x -ln y =10ln x 10ln y .选D.3.已知a =log 32,那么log 38-2log 36用a 表示是( A ) A .a -2 B .5a -2 C .3a -(1+a )2D .3a -a 2-1解析:log 38-2log 36=log 323-2(log 32+log 33)=3log 32-2(log 32+1)=3a -2(a +1)=a -2.故选A.二、填空题4.2log 525+3log 264-8ln1=22.解析:原式=2×2+3log 226-8·ln1=4+3×6-0=22. 5.log 6[log 4(log 381)]=0.解析:log 6[log 4(log 381)]=log 6[log 4(log 334)]=log 6(log 44)=log 61=0.三、解答题6.求下列各式的值.(1)log 1627·log 8132; (2)log 52·log 79log 513·log 734+log 2(3+5-3-5). 解:(1)原式=lg27lg16·lg32lg81=lg33lg24·lg25lg34=3lg34lg2·5lg24lg3=1516.。
§6 指数函数、幂函数、对数函数增长的比较1.了解指数增长、幂增长、对数增长的意义.2.能够解决相应的实际问题.三种增长函数模型的比较在区间(0,+∞)上尽管y=a x(a>1),y=x n(x>0,n>1)和y =log a x(a>1)都是________,但它们增长的速度不同,而且不在一个“档次”上,随着x的增大,y=a x(a>1)的增长速度会越来越____,会超过并远远大于y=x n(x>0,n>0)和y=log a x(a>1)的增长速度.由于指数函数值增长非常快,人们常称这种现象为“________".【做一做1-1】当a>1时,下列结论:①指数函数y=a x,当a越大时,其函数值的增长越快;②指数函数y=a x,当a越小时,其函数值的增长越快;③对数函数y=log a x,当a越大时,其函数值的增长越快;④对数函数y=log a x,当a越小时,其函数值的增长越快.其中正确的结论是( ).A.①③B.①④C.②③D.②④【做一做1-2】当x越来越大时,下列函数中,增长速度最快的是( ).A.y=2x B.y=x10 C.y=lg x D.y=10x2【做一做1-3】当x>0,n>1时,幂函数y=x n是________函数,并且当x>1时,n越大其函数值的增长就________.答案:增函数快指数爆炸【做一做1-1】B【做一做1-2】A【做一做1-3】增越快如何选择增长型函数描述实际问题?剖析:选择的标准是:指数函数增长模型适合于描述增长速度快的变化规律;对数函数增长模型适合于描述增长速度平缓的变化规律;而幂函数增长模型介于两者之间,适合于描述增长速度一般的变化规律.题型一比较函数增长的差异【例1】分析指数函数y=2x与对数函数y=log2x在区间[1,+∞)上函数的增长情况.分析:解答本题时,应分析对于相同的自变量的增量,比较指数函数的增量与对数函数的增量的差异.反思:在同一坐标系内作出y=2x和y=log2x的图像,从图像上可观察出函数的增减变化情况.如图所示:题型二 比较大小问题【例2】 比较下列各组数的大小.(1)3423⎛⎫ ⎪⎝⎭,2334⎛⎫ ⎪⎝⎭;(2)0。
3.5.2.对数函数的图像与性质(1)[教学目标]1、知识与技能(1)由前面学习对数函数的图像与性质的基础上,进一步应用对数函数的图像和性质解答问题.(2)会利用指数函数对数函数的图像研究对数函数的性质.(3)能够理解指数函数的图像和性质与对数函数的图像与性质之间的关系. 2、 过程与方法 (1)让学生掌握指数函数的图像与对数函数的图像之间的关系,会利用它们的对称关系, 熟练地进行画图.(2)学会类比研究问题,利用数性结合的思想研究函数的性质. 3、情感.态度与价值观使学生通过学习对数函数,了解指数函数与对数函数图像和性质之间的关系.在学习的过程中体会类比、转化、数形结合的方法研究问题.直观明了,增强学习对数函数的积极性和自信心.[教学重点]: 对数函数的图像和性质以及与指数函数图像与性质之间的关系. [教学难点]:对数函数图像与性质与指数函数的图像与性质之间的关系. [课时安排]: 2课时[学法指导]:学生思考、探究. [讲授过程] 【新课导入】 [互动过程1]复习:1.对数函数a y log x(a 0,a 1)=>≠分别就其底数a 1>和0a 1<<这两种情况的图像和性质:(0,+∞)(0,+∞)y<0 :1.在同一直角坐标系中画出下列函数的图像211323(1)y log x;(2)y log x;(3)y log x;(4)y lo g x;(5)y lg x=====2.求下列函数的定义域:31(1)y log (2)y ln4x==-解:(10>,即x 2>,所以函数3y log ={x |x 2}>;(2)因为104x >-,即x 4<,所以函数1y ln4x=-的定义域为{x |x 4}< 3.比较下列各题中两个数的大小:(1)lg 0.3,lg 0.4; 0.50.5(2)log 3,log 0.23(3)log e,ln 3; a a (4)log 0.9,log 1.2(a 0,a 1)>≠解: (1)因为10>1,函数y lg x =是增函数,0.3<0.4,所以lg0.3lg0.4;> (2)因为0.5<1,函数0.5y log x =是减函数,3>0.2,所以0.50.5log 3log 0.2<; (3)因为函数3y log x =是增函数,e 3<,所以33log e log 31<=,同理1lne ln3=<,所以3log e ln 3;<(4)当a 1>时,函数a y log x =在(0,)+∞上是增函数,此时, a a log 0.9log 1.2<, 当0a 1<<时,函数a y log x =在(0,)+∞上是减函数,此时, a a log 0.9log 1.2> [互动过程2]观察在同一坐标系内函数2y log x =与函数xy 2=的图像,分析它们之间的关系. 解:从图上可以看出点P (a,b )与点Q (b,a )关于直线y=x 对称,函数2y log x =与函数xy 2=互为反函数,对应于函数2y log x =图像上任意一点P (a,b ),P 关于直线y=x的对称点Q (b,a )总在函数x y 2=的图像上,所以,函数2y log x =的图像与函数xy 2=的图像关于直线y=x 对称.[结论]:一般地,函数y f (x)=的图像和它的反函数的图像关于直线y=x 对称. [互动过程3]1.根据表中的数据(精确到0.01),画出函数2y log x =,3y log x =5y log x =的图像,并观察图像,说明三个函数图像的相同与不同之处.2.对数函数a y log x =,当底数a>1时,a 的变化对函数图像有何影响?3.仿照前面的方法,请你猜想,对数函数a y log x =当0<a<1时, a 的变化对函数图像有何影响? 4.练习:1[实际应用]人们早就发现放射性物质的衰减现象,在考古工作中,常用14C 的含量来确定有机物的年代.已知放射性物质的衰减服从指数规律:rt0C(t)C e-=,其中t 表示衰减的时间,0C 表示放射性物质的原始质量,C(t)表示经衰减了t 年后剩余的质量. 为计算衰减的年代,通常给出该物质质量衰减一半的时间,称其为该物质的半衰期,14C 的半衰期大约是5730年,由此可确定系数r,人们又知道,放射性物质的衰减速度与其质量成正比的.1950年在巴比伦发现一根刻有Hammmurbi 王朝字样的木炭,当时测定,其14C 分子的衰减速度为4.09个/(g ·min ),而新砍伐烧成的木炭中14C 的衰减速度为6.68个/(g ·min ),,请估算出Hammmurbi 王朝所在的年代.解:因为14C 的半衰期大约是5730年,所以建立方程5730r 1e 2-=,解得r 0.000121=,由此可知14C 的衰减规律服从指数型函数0.000121t0C(t)C e-=设发现Hammmurbi 王朝字样的木炭的时间(1950年)为0t 年,因为放射性物质的衰减速度与其质量成正比的,所以00C(t ) 4.09C 6.68=,所以0.000121t4.09e 6.68-=,两边取自然对数,得00.000121t ln 4.09ln 6.68-=-,解得0t 4054≈(年).即Hammmurbi 王朝所在的年代大约在公元前2100年.课堂小结:1.互为反函数的图像之间的关系.2.对数函数a y log x =,当底数a>1时和当0<a<1时, a 的变化对函数图像有何影响? 3.指数函数、对数函数在考古中的应用. 作业:习题3-5 B 组1,2,3,4。
念5.2 y=log2x的图像和性质高效测评北师大版必修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2016-2017学年高中数学第三章指数函数和对数函数3.5.1 对数函数的概念5.2 y=log2x的图像和性质高效测评北师大版必修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2016-2017学年高中数学第三章指数函数和对数函数3.5.1 对数函数的概念5.2 y=log2x的图像和性质高效测评北师大版必修1的全部内容。
数的概念 5。
2 y=log2x的图像和性质高效测评北师大版必修1一、选择题(每小题5分,共20分)1.下列各组函数中,定义域相同的一组是()A.y=a x与y=log a x(a>0,且a≠1)B.y=x与y=错误!C.y=lg x与y=lg 错误!D.y=x2与y=lg x2解析:A中,函数y=a x的定义域为R,y=log a x的定义域为(0,+∞);B中,y=x的定义域为R,y=x的定义域为[0,+∞);C中,两个函数的定义域均为(0,+∞);D中y=x2的定义域为R,y=lg x2的定义域是{x∈R|x≠0}.答案:C2.若某对数函数的图像过点(4,2),则该对数函数的解析式为()A.y=log2x B.y=2log4xC.y=log2x或y=2log4x D.不确定解析:由对数函数的概念可设该函数的解析式为y=log a x(a>0,且a≠1,x>0),则2=log a4=log a22=2log a2,即log a2=1,a=2。
故所求解析式为y=log2x.答案:A3.已知函数f(x)=a x(a>0,a≠1)的反函数为g(x),且满足g(2)<0,则函数g(x+1)的图像是下图中的( )解析: 由y=a x解得x=log a y,∴g(x)=log a x。
3.5 对数与对数函数
基础巩固组
1.函数y=的定义域是()
A.[1,2]
B.[1,2)
C.
D.
2.已知函数f(x)=则f(f(1))+f的值是()
A.2
B.3
C.4
D.5
3.(2017广西名校联考,理7)已知x=ln π,y=lo, =,则()
A.x<y<
B. <x<y
C. <y<x
D.y< <x
4.(2017安徽淮南一模)已知e是自然对数的底数,a>0,且a≠1,b>0,且b≠1,则
“log a2>log b e”是“0<a<b<1”的()
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
5.(2017福建龙岩模拟)已知y=log a(2-ax)(a>0,且a≠1)在区间[0,1]上是减少的,则a的取值范围是()
A.(0,1)
B.(0,2)
C.(1,2)
D.[2,+∞)
6.若函数f(x)=log a(ax-3)在[1,3]上是增加的,则a的取值范围是()
A.(1,+∞)
B.(0,1)
C.
D.(3,+∞)
7.已知函数f(x)=a x+log a x(a>0,a≠1)在[1,2]上的最大值与最小值之和为log a2+6,则a的值为()
A. B. C.2 D.4
8.若函数y=f(x)是函数y=a x(a>0,且a≠1)的反函数,且f(2)=1,则f(x)=()
A.log2x
B.
C.lo x
D.2x-2
9.已知定义在R上的奇函数f(x)满足f(x+2)=-,且在区间(0,1)内f(x)=3x,则
f(log354)=()
A.
B.
C.-
D.-
10.(2017湖北荆州模拟)若函数f(x)=(a>0,且a≠1)的值域是(-∞,-1],则实数a的取值范围是.
11.函数f(x)=log2·lo(2x)的最小值为.
12.已知函数f(x)=log a(ax2-x+3)在[1,3]上是增加的,则a的取值范围是.
综合提升组
13.(2017全国Ⅰ,理11)若x,y,为正数,且2x=3y=5,则()
A.2x<3y<5
B.5 <2x<3y
C.3y<5 <2x
D.3y<2x<5
14.已知定义在R上的函数f(x)满足f(-x)=-f(x),f(x-2)=f(x+2),且x∈(-1,0)
时,f(x)=2x+,则f(log220)等于()
A.1
B.
C.-1
D.-
15.若a>b>1,0<c<1,则()
A.a c<b c
B.ab c<ba c
C.a log b c<b log a c
D.log a c<log b c
16.已知定义在R上的奇函数f(x),当x∈(0,+∞)时,f(x)=log2x,则不等式f(x)<-1的解集是.
创新应用组
17.(2017北京,理8)根据有关资料,围棋状态空间复杂度的上限M约为3361,而可观测宇宙中
普通物质的原子总数N约为1080,则下列各数中与最接近的是()
(参考数据:lg 3≈0.48)
A.1033
B.1053
C.1073
D.1093
18.(2017安徽马鞍山一模)已知函数f(x)=x-a ln x,当x>1时,f(x)>0恒成立,则实数a的取值范围是()
A.(1,+∞)
B.(-∞,1)
C.(e,+∞)
D.(-∞,e)
参考答案
课时规范练9对数与对数函数
1.D由lo(2x-1)≥0⇒0<2x-1≤1⇒<x≤1.
2.D∵log3<0,由题意得
f(f(1))+f=f(log21)++1=f(0)++1=30+1+2+1=5.
3.D x=lnπ>1,y=lo<lo, =.∴x> >y.故选D.
4.B当a>1,0<b<1时,log a2>0,log b e<0,推不出0<a<b<1,不是充分条件;当0<a<b<1
时,log a2>log b2>log b e,是必要条件,故选B.
5.C因为y=log a(2-ax)(a>0,且a≠1)在[0,1]上是减少的,u=2-ax在[0,1]上是减少的,所以y=log a u是增加的,所以a>1.又2-a>0,所以1<a<2.
6.D∵a>0,且a≠1,∴u=ax-3为增加的,∴若函数f(x)为增加的,则f(x)=log a u必为增加的,因此a>1.又y=ax-3在[1,3]上恒为正,∴a-3>0,即a>3,故选D.
7.C显然函数y=a x与y=log a x在[1,2]上的单调性相同,因此函数f(x)=a x+log a x在[1,2]上的最大值与最小值之和为f(1)+f(2)=(a+log a1)+(a2+log a2)=a+a2+log a2=log a2+6,故a+a2=6,解得a=2或a=-3(舍去).故选C.
8.A由题意知f(x)=log a x.
∵f(2)=1,∴log a2=1.
∴a=2.∴f(x)=log2x.
9.C由奇函数f(x)满足f(x+2)=-,得f(x+4)=-=f(x),所以f(x)的周期为4,
f(log354)=f(3+log32)=f(-1+log32)=-f(1-log32)=-=-=-.
10.当x≤2时,f(x)=-x2+2x-2=-(x-1)2-1,f(x)在(-∞,1)内是增加的,在(1,2]上是减少的,∴f(x)在(-∞,2]上的最大值是-1.又f(x)的值域是(-∞,-1],∴当x>2时,log a x≤-1,
故0<a<1,且log a2≤-1,∴≤a<1.
11.-显然x>0,∴
f(x)=log2·lo(2x)=log2x·log2(4x2)=log2x·(log24+2log2x)=log2x+(log2x)2=
≥-.当且仅当x=时,有f(x)min=-.
12.∪(1,+∞)令t=ax2-x+3,则原函数可化为y=f(t)=log a t.
当a>1时,y=log a t在定义域内是增函数,故t=ax2-x+3在[1,3]上是增加的,所以可得a>1;
当0<a<1时,y=log a t在定义域内是减函数,故t=ax2-x+3在[1,3]上是减少的,所以
可得0<a≤.故a>1或0<a≤.
13.D由2x=3y=5,同时取自然对数,得x ln2=y ln3= ln5.
由>1,可得2x>3y;再由<1,可得2x<5;
所以3y<2x<5,故选D.
14.C由f(x-2)=f(x+2),得f(x)=f(x+4).
因为4<log220<5,
所以f(log220)=f(log220-4)
=-f(4-log220)
=-f
=-=-1.
15.C(特殊值验证法)取a=3,b=2,c=,因为,所以A错;
因为3>2,所以B错;
因为3log2=-3<-2log32=2log3,所以C正确;
因为log3=-log32>-1=log2,所以D错,故选C.
16.(-∞,-2)∪由已知条件可知,当x∈(-∞,0)时,f(x)=-log2(-x).
当x∈(0,+∞)时,f(x)<-1,
即为log2x<-1,解得0<x<;
当x∈(-∞,0)时,f(x)<-1,
即为-log2(-x)<-1,解得x<-2.
所以f(x)<-1的解集为(-∞,-2)∪.
17.D设=x=,两边取对数,得lg x=lg=lg3361-lg1080=361×lg3-80≈93.28,所以
x≈1093.28,即与最接近的是1093.故选D.
18.D f'(x)=1-,
当a≤1时,f'(x)≥0在(1,+∞)内恒成立,则f(x)是增加的,
则f(x)>f(1)=1恒成立,∴a≤1.
当a>1时,令f'(x)>0,解得x>a;令f'(x)<0,解得1<x<a,
故f(x)在(1,a)内是减少的,在(a,+∞)内是增加的.所以只需f(x)min=f(a)=a-a ln a>0,解得1<a<e.综上,a<e,故选D.本文档仅供文库使用。
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