指数、对数函数公式

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指数函数和对数函数

重点、难点:

重点:指数函数和对数函数的概念、图象和性质。

难点:指数函数和对数函数的相互关系及性质的应用,以及逻辑划分思想讨论函数

y a y x x a ==,log 在a >1及01<

1、指数函数:

定义:函数()y a a a x =>≠01且叫指数函数。

定义域为R ,底数是常数,指数是自变量。 为什么要求函数y a

x

=中的a 必须a a >≠01且。

因为若a <0时,()y x

=-4,当x =1

4

时,函数值不存在。

a =0,y x =0,当x ≤0,函数值不存在。

a =1时,y x

=1对一切x 虽有意义,函数值恒为1,

但y x

=1的反函数不存在,因为要求函数y a x =中的a a >≠01且。

1、对三个指数函数y y y x x

x ==⎛⎝ ⎫

⎪=21210,,的图

象的认识。

图象特征与函数性质:

图象特征

函数性质

(1)图象都位于x 轴上方; (1)x 取任何实数值时,都有a x

>0; (2)图象都经过点(0,1);

(2)无论a 取任何正数,x =0时,y =1;

(3)y y x

x

==210,在第一象限内的纵坐

标都大于1,在第二象限内的纵坐标都小于1,y x

=⎛⎝ ⎫⎭⎪12的图象正好相反; (3)当a >1时,x a x a x

x

>><<⎧⎨⎪⎩⎪01

01

,则,则 当01<

><<>⎧⎨⎪⎩⎪0101

,则,则

(4)y y x

x

==210,的图象自左到右逐渐上升,y x

=⎛⎝ ⎫

⎪12的图象逐渐下降。

(4)当a >1时,y a x

=是增函数,

当01<

=是减函数。

对图象的进一步认识,(通过三个函数相互关系的比较):

①所有指数函数的图象交叉相交于点(0,1),如y x

=2和y x

=10相交于()01,,当x >0

时,y x

=10的图象在y x

=2的图象的上方,当x <0,刚好相反,故有10222>及

10222--<。

②y x

=2与y x

=⎛⎝ ⎫⎭

⎪12的图象关于y 轴对称。

③通过y x

=2,y x

=10,y x

=⎛⎝ ⎫⎭

⎪12三个函数图象,可以画出任意一个函数y a

x

=(a a >≠01且)的示意图,如y x =3的图象,一定位于y x =2和y x

=10两个图象的中

间,且过点()01,,从而y x =⎛⎝ ⎫⎭⎪13也由关于y 轴的对称性,可得y x

=⎛⎝ ⎫

⎪13的示意图,即

通过有限个函数的图象进一步认识无限个函数的图象。

2、对数:

定义:如果a N a a b

=>≠()01且,那么数b 就叫做以a 为底的对数,记作b N a =log (a 是底数,N 是真数,log a N 是对数式。)

由于N a b

=>0故log a N 中N 必须大于0。

当N 为零的负数时对数不存在。 (1)对数式与指数式的互化。 (2)对数恒等式: 由a N

b N b

a ==()log ()12

将(2)代入(1)得a N a N log =

运用对数恒等式时要注意此式的特点,不能乱用,特别是注意转化时必须幂的底数和对数的底数相同。 计算:

()

313

2

-log

解:原式==⎛⎝ ⎫⎭

⎪-=3

131

2

222

13

1

3

log log 。

(3)对数的性质: ①负数和零没有对数; ②1的对数是零; ③底数的对数等于1。 (4)对数的运算法则:

①()()log log log a a a MN M N

M N R =+∈+

②()log log log a

a

a

M

N

M N M N R =-∈+

, ③()()log log a n a

N n N N R =∈+

④()log

log a n a

N n

N N R =∈+

1

3、对数函数:

定义:指数函数y a a a x

=>≠()01且的反函数

y x a =log x ∈+∞(,)0叫做对数函数。

1、对三个对数函数y x y x ==log log 212

,,

y x =lg 的图象的认识。

图象特征与函数性质:

图象特征

函数性质

(1)图象都位于 y 轴右侧; (1)定义域:R +

,值或:R ;

(2)图象都过点(1,0);

(2)x =1时,y =0。即log a 10=;

(3)y x =log 2,y x =lg 当x >1时,图象在x 轴上方,当00<

与上述情况刚好相反; (3)当a >1时,若x >1,则y >0,若01<0,则y <0,若

01<0;

(4)y x y x ==log lg 2,从左向右图象是上升,而y x =log 12

从左向右图象是下降。 (4)a >1时,y x a =log 是增函数; 01<

(1)所有对数函数的图象都过点(1,0),但是y x =log 2与y x =lg 在点(1,0)曲线是交叉的,即当x >0时,y x =log 2的图象在y x =lg 的图象上方;而01<

y x =log 2的图象在y x =lg 的图象的下方,故有:log .lg .21515>;log .lg .20101<。 (2)y x =log 2的图象与y x =log 12

的图象关于x 轴对称。

(3)通过y x =log 2,y x =lg ,y x =log 12

三个函数图象,可以作出任意一个对数函数

的示意图,如作y x =log 3的图象,它一定位于y x =log 2和y x =lg 两个图象的中间,且过点(1,0),x >0时,在y x =lg 的上方,而位于y x =log 2的下方,01<

的示意图。

4、对数换底公式:

log log log log (.)log b a a n e g N N

b

L N N e N L N N =

===其中…称为的自然对数称为常数对数

27182810 由换底公式可得:

L N N e N

N n =

==lg lg lg ..lg 04343

2303 由换底公式推出一些常用的结论:

(1)log log log log a b a b b a b a =

=11或· (2)log log a m a n b m

n

b =

(3)log log a n

a n

b b = (4)log a m n a m n

=