对数与对数函数 10
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对数与对数函数 知识梳理1、对数式log a N 可看作一记号,表示底为a (a >0,且a ≠1),幂为N 的指数工表示方程xa 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 又可看幂运算的逆运算.为a >0,a ≠1时,log x N a a N x =⇔= 【扩展】两类对数① 以10为底的对数称为常用对数,10log N 常记为lg N .② 以无理数e=2.71828…为底的对数称为自然对数,log e N 常记为ln N .以后解题时,在没有指出对数的底的情况下,都是指常用对数,如100的对数等于2,即lg1002=.说明:在例1中,10log 0.010.01,log 10ln10e 应改为lg 应改为. 2、对数的运算法则如果a >0且a ≠1,M >0,N >0,那么:(1)log log log a a a MN M N =+ (2)log log log aa a MM N N=- (3)log log ()n a a M n Mn R =∈3、画出函数2log xy =的图象, 再利用电脑软件画出0.5log .x y =的图象42-2-4-55探究:选取底数(a a >0,且a ≠1)的若干不同的值,在同一平面直角坐标系内作出相应的对数函数的图象.观察图象,你能发现它们有哪些特征吗?画出4log y x =,3log y x =,13log y x =和14log y x =提问:通过函数的图象,你能说出底数与函数图象的关系吗?函数的图象有何特征,性质又如何?先由学生讨论、交流,教师引导总结出函数的性质. (投影) 图象的特征函数的性质(1)图象都在y 轴的右边 (1)定义域是(0,+∞) (2)函数图象都经过(1,0)点 (2)1的对数是0(3)从左往右看,当a >1时,图象逐渐上升,当0<a <1时,图象逐渐下降 .(3)当a >1时,log xa y =是增函数,当0<a <1时,log a y x =是减函数. (4)当a >1时,函数图象在(1,0)点右边的纵坐标都大于0,在(1,0)点左边的纵坐标都小于0. 当0<a <1时,图象正好相反,在(1,0)点右边的纵坐标都小于0,在(1,0)点左边的纵坐标都大于0 .(4)当a >1时x >1,则log a x >00<x <1,log a x <0 当0<a <1时x >1,则log a x <00<x <1,log a x <0由上述表格可知,对数函数的性质如下(先由学生仿造指数函数性质完成,教师适当启发、引导):a >10<a <1图象性 质(1)定义域(0,+∞); (2)值域R ; (3)过点(1,0),即当x =1,y =0; (4)在(0,+∞)上是增函数在(0,+∞)是上减函数精讲精练(1)对数运算的例题【例1】将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:(1)712128-=; (2)327a =; (3)1100.1-=;(4)12log 325=-; (5)lg0.0013=-; (6)ln100=4.606.【例2】求证:(1)log n a a n =; (2)log log log a a a MM N N-=.【例3】试推导出换底公式:log log log c a c bb a= (0a >,且1a ≠;0c >,且1c ≠;0b >).【例4】化简与求值:(1)221(lg 2)lg2lg5(lg 2)lg212++-+ ;(2)2log (4747)++-.【例5】若2510a b ==,则11a b+= . (教材P 83 B 组2题) 【例6】 (1)方程lg lg(3)1x x ++=的解x =________;(2)设12,x x 是方程2lg lg 0x a x b ++=的两个根,则12x x 的值是 .【例7】(1)化简:532111log 7log 7log 7++;(2)设23420052006log 3log 4log 5log 2006log 4m ⋅⋅⋅= ,求实数m 的值.(2)对数函数图象和性质的例题【例1】比较大小:(1)0.9log 0.8,0.9log 0.7,0.8log 0.9; (2)3log 2,2log 3,41log 3.【例2】求下列函数的定义域:(1)2log (35)y x =-;(2)0.5log (4)3y x =-.【例3】已知函数()log (3)a f x x =+的区间[2,1]--上总有|()|2f x <,求实数a 的取值范围.【例4】求不等式log (27)log (41)(0,1)a a x x a a +>->≠且中x 的取值范围.【例5】讨论函数0.3log (32)y x =-的单调性.【例6】(05年山东卷.文2)下列大小关系正确的是( ). A. 30.440.43log 0.3<< B. 30.440.4log 0.33<< C. 30.44log 0.30.43<< D. 0.434log 0.330.4<<【例7】指数函数(0,1)x y a a a =>≠的图象与对数函数log (0,1)a y x a a =>≠的图象有何关系?课堂作业(1)对数幂的运算1. 将下列指数式与对数式互化,有x 的求出x 的值 .(1)12155-=(2)42log x = (3)1327x =(4)1()644x= (5)lg0.0001x = (6)5ln e x =2.求log log log ,a b c b c Na⋅⋅∈+的值(a,b,c R 且不等于1,N >0).3.计算331log log 5533+的值.4、判断下列式子是否正确,a >0且a ≠1,x >0且a ≠1,x >0,x >y ,则有(1)log log log ()a a a x y x y ⋅=+ (2)log log log ()a a a x y x y -=-(3)log log log aa a xx y y=÷ (4)log log log a a a xy x y =- (5)(log )log n a a x n x = (6)1log log a a x x=- (7)1log log n a a x x n=5. 用log a x ,log a y ,log a z 表示出(1)(2)小题,并求出(3)、(4)小题的值.(1)log a xyz =____________; (2)23log 8a x y =______________________;(3)75log (42)z ⨯=______________; (4)5lg 100=_____________________; 6. 已知32a=,那么33log 82log 6-用a 表示是( )A 、2a -B 、52a -C 、23(1)a a -+D 、 23a a - 7、2log (2)log log a a a M N M N -=+,则NM的值为( ) A 、41B 、4C 、1D 、4或1 8、已知221,0,0x y x y +=>>,且1log (1),log ,log 1y a a a x m n x+==-则等于( )A 、m n +B 、m n -C 、()12m n +D 、()12m n -9、如果方程2lg (lg5lg7)lg lg5lg70x x +++= 的两根是,αβ,则αβ 的值是( )A 、lg5lg 7B 、lg 35C 、35D 、351 10、已知732log [log (log )]0x =,那么12x -等于( )A 、13 B 、123 C 、122 D 、13311. 若2log 2,log 3,m n a a m n a +=== 。
第六节对数与对数函数学习要求:1.理解对数的概念和运算性质,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.2.通过具体实例,了解对数函数的概念.能画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数的单调性与特殊点.3.知道对数函数y=log a x与指数函数y=a x(a>0,且a≠1)互为反函数.1.对数的概念(1)对数的定义一般地,如果①a x=N(a>0,且a≠1) ,那么数x叫做以a为底N的对数,记作②x=log a N ,其中③a叫做对数的底数,④N叫做对数的真数.(2)几种常见的对数对数形式特点记法一般对数底数为a(a>0且a≠1) ⑤ log a N常用对数底数为10 ⑥ lg N自然对数底数为e ⑦ ln N2.对数的性质与运算法则(1)对数的性质(i)负数和0无对数.(ii)1的对数等于0,即log a1=0(a>0且a≠1).(iii)log a a=1(a>0且a≠1).▶提醒a log a N=⑧N ;log a a N=⑨N (a>0且a≠1). (2)换底公式及其推论换底公式:⑩ log b N =log a Nlog a b(a,b均大于0且不等于1).推论:log a b=1log b a ,lo g a m bn=nmlog a b(a>0且a≠1,b>0且b≠1,m,n∈R,且m≠0),log a b·log b c·log c d= log a d (a,b,c均大于0且不等于1,d大于0).(3)对数的运算法则如果a>0且a≠1,M>0,N>0,那么log a(MN)= log a M+log a N ,log a MN= log a M-log a N ,log a M n=n log a M (n∈R).3.对数函数的图象与性质a>1 0<a<1图象性质定义域:(0,+∞)值域:R图象恒过点(1,0),即x =1时,y =0当x >1时,y >0; 当0<x <1时,y <0 当x >1时,y <0; 当0<x <1时,y >0 是(0,+∞)上的增函数是(0,+∞)上的减函数▶提醒 当对数函数的底数a 的大小不确定时,需分a >1和0<a <1两种情况进行讨论. 4.反函数指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)与对数函数y =loga x (a >0,且a ≠1)互为反函数,它们的图象关于直线 y =x 对称.知识拓展1.在第一象限内,不同底的对数函数的图象从左到右底数逐渐增大.2.对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象过定点(1,0),且过点(a ,1),(1a ,-1),函数图象只在第一、四象限.1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“✕”).(1)log a(MN)=log a M+log a N.()(2)函数y=log a x2与函数y=2log a x相等.()(3)对数函数y=log a x(a>0,且a≠1)在(0,+∞)上是增函数.()(4)函数y=ln1+x1-x与y=ln(1+x)-ln(1-x)的定义域相同.()答案(1)✕(2)✕(3)✕(4)√2.(新教材人教A版必修第一册P127T3改编)log29×log34+2log510+log50.25=()A.0B.2C.4D.6答案 D3.(新教材人教A版必修第一册P133例3改编)已知a=ln 3,b=log3e,c=logπe,则下列关系正确的是()A.c<b<aB.a<b<cC.b<a<cD.b<c<a答案 A4.(新教材人教A版必修第一册P159T1改编)图中曲线是对数函数y=log a x的图象,已知a取√3,43,35,110四个值,则对应于C1,C2,C3,C4的a值依次为()A.√3,43,35,110B.√3,43,110,35C.43,√3,35,110D.43,√3,110,35答案 A5.已知函数f(x)=log a(2x-a)在区间[23,34]上恒有f(x)>0,则实数a的取值范围是.答案(12,1)对数式的化简与求值1.(多选题)设a,b,c都是正数,且4a=6b=9c,则()A.ab+bc=2acB.ab+bc=acC.2c =2a+1bD.1c=2b−1a答案AD∵a,b,c都是正数, 故可设4a=6b=9c=M,∴a=log4M,b=log6M,c=log9M,则1a =log M4,1b=log M6,1c=log M9.∵log M4+log M9=2log M6,∴1a +1c=2b,即1c=2b−1a,去分母整理得,ab+bc=2ac.故选AD.2.计算:2log 23+2log 31-3log 77+3ln 1= . 答案 0解析 原式=3+2×0-3×1+3×0=0. 3.计算:(lg 14-lg25)×10012= . 答案 -20解析 原式=(lg 2-2-lg 52)×10012=lg (122×52)×10=lg 10-2×10=-2×10=-20.4.计算:(1-log 63)2+log 62·log 618log 64= .答案 1 解析 原式 =1-2log 63+(log 63)2+log 663·log 6(6×3)log 64=1-2log 63+(log 63)2+1-(log 63)2log 64=2(1-log 63)2log 62=log 66-log 63log 62=log 62log 62=1.名师点评1.在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后用对数运算法则化简合并.2.先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数,然后逆用对数的运算法则,化为同底对数真数的积、商、幂再运算.3.a b=N⇔b=log a N(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.对数函数的图象及应用典例1(1)(2020安徽亳州二模)在同一个平面直角坐标系中,函数f(x)=1a x 与g(x)=lg ax的图象可能是()(2)(2020宁夏银川模拟)已知函数f(x)=|ln x|,若0<a<b,且f(a)=f(b),则2a+b的取值范围是()A.(2√2,+∞)B.[2√2,+∞)C.(3,+∞)D.[3,+∞)答案(1)A(2)B解析(1)由题意a>0且a≠1,所以函数g(x)=lg ax单调递减,故排除B、D;对于A、C,由函数f(x)=1a x 的图象可知0<a<1,对于函数g(x)=lg ax,g(1)=lg a<0,故A正确,C错误.(2)f(x)=|ln x|的图象如下:因为0<a<b且f(a)=f(b),所以|ln a|=|ln b|且0<a<1,b>1,所以-ln a=ln b,即ab=1,易得2a+b≥2√2ab=2√2,当且仅当2a=b,即a=√22,b=√2时等号成立.故选B.名师点评1.在识别函数图象时,要善于利用已知函数的性质、函数图象上的特殊点(与坐标轴的交点、最高点、最低点等)排除不符合要求的选项.2.常把一些对数型方程、不等式问题转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.1.(2020广东惠州模拟)当a >1时,在同一坐标系中,函数g (x )=a -x 与f (x )=-log a x 的图象大致是( )答案 D 因为a >1,所以g (x )=a -x=(1a )x为R 上的减函数,且过(0,1);f (x )=-log a x 为(0,+∞)上的减函数,且过(1,0), 故只有D 选项符合.2.(2020陕西榆林三模)设x 1、x 2、x 3均为实数,且e -x 1=ln x 1,e -x 2=ln(x 2+1),e -x 3=lg x 3,则( ) A.x 1<x 2<x 3 B.x 1<x 3<x 2 C.x 2<x 3<x 1 D.x 2<x 1<x 3 答案 D 因为e -x 1=ln x1⇒(1e )x 1=ln x 1,e-x 2=ln(x 2+1)⇒(1e )x 2=ln(x 2+1),e-x 3=lg x3⇒(1e )x 3=lg x 3,所以作出函数y =(1e )x,y 1=ln x ,y 2=ln(x +1),y 3=lg x 的函数图象,如图所示:由图象可知函数y 2,y 1,y 3与y 的交点A ,B ,C 的横坐标依次为x 2,x 1,x 3,即有x 2<x 1<x 3.故选D .对数函数的性质及应用角度一 比较对数值的大小典例2 (2020课标Ⅲ理,12,5分)已知55<84,134<85.设a =log 53,b =log 85,c =log 138,则( )A.a <b <cB.b <a <cC.b <c <aD.c <a <b 答案 A a =log 53∈(0,1),b =log 85∈(0,1),则ab =log 53log 85=log53·log58<(log 53+log 582)2=(log 5242)2<1,∴a <b.又∵134<85,∴135<13×85,两边同取以13为底的对数得log 13135<log 13(13×85),即log 138>45, ∴c >45. 又∵55<84,∴8×55<85,两边同取以8为底的对数得log 8(8×55)<log 885, 即log 85<45,∴b <45.综上所述,c >b >a ,故选A . 角度二 解简单的对数不等式典例3 若log a (a 2+1)<log a 2a <0,则a 的取值范围是( ) A.(0,1) B.(0,12)C.(12,1)D.(0,1)∪(1,+∞)答案 C 由题意得a >0且a ≠1,故必有a 2+1>2a ,又log a (a 2+1)<log a 2a <0,所以0<a <1,且2a >1,∴a >12.故a 的取值范围是(12,1).角度三 与对数函数有关的复合函数问题典例4 已知函数f (x )=log a (ax 2-x ).(1)若a =12,求f (x )的单调区间; (2)若f (x )在区间[2,4]上是增函数,求实数a 的取值范围.解析 (1)当a =12时,f (x )=lo g 12(12x 2-x),由12x 2-x >0,得x 2-2x >0,解得x <0或x >2,所以函数f (x )的定义域为(-∞,0)∪(2,+∞),利用复合函数单调性可得函数f (x )的增区间为(-∞,0),减区间为(2,+∞).(2)令g (x )=ax 2-x ,则函数g (x )的图象开口向上,对称轴为x =12a 的抛物线,①当0<a<1时,要使函数f(x)在区间[2,4]上是增函数, 则g(x)=ax2-x在[2,4]上单调递减,且g(x)min=ax2-x>0,即{12a≥4,g(4)=116a-14>0,此不等式组无解.②当a>1时,要使函数f(x)在区间[2,4]上是增函数, 则g(x)=ax2-x在[2,4]上单调递增,且g(x)min=ax2-x>0,即{12a≤2,g(2)=4a-2>0,解得a>12,又a>1,∴a>1.综上实数a的取值范围为(1,+∞).名师点评(1)确定函数的定义域,研究或利用函数的性质,都要在其定义域上进行.(2)如果需将函数解析式变形,一定要保证其等价性,否则结论错误.(3)在解决与对数函数相关的比较大小或解不等式问题时,要优先考虑利用对数函数的单调性来求解.在利用单调性时,一定要明确底数a的取值对函数增减性的影响,并且真数必须为正.1.(2020课标Ⅲ文,10,5分)设a=log32,b=log53,c=23,则()A.a <c <bB.a <b <cC.b <c <aD.c <a <b答案 A 因为a =log 32=log 3√83<log3√93=23=c , b =log 53=log 5√273>log5√253=23=c ,所以a <c <b.故选A .2.若a >b >0,0<c <1,则 ( ) A.log a c <log b c B.log c a <log c bC.a c <b cD.c a >c b答案 B ∵0<c <1,∴当a >b >1时,log a c >log b c ,故A 项错误;∵0<c <1,∴y =log c x 在(0,+∞)上单调递减,又a >b >0,∴log c a <log c b ,故B 项正确;∵0<c <1,∴y =x c 在(0,+∞)上单调递增,又∵a >b >0,∴a c >b c ,故C 项错误;∵0<c <1,∴y =c x 在(0,+∞)上单调递减,又∵a >b >0,∴c a <c b ,故D 项错误.故选B .3.若函数f (x )=log a (x 2+32x)(a >0,a ≠1)在区间(12,+∞)上恒有f (x )>0,则f (x )的单调递增区间为 .答案 (0,+∞)解析 令M =x 2+32x ,当x ∈12,+∞时,M ∈(1,+∞),因为f (x )>0,所以a >1,所以函数y =log a M 为增函数,又M =(x +34)2−916,因此M 的单调递增区间为(-34,+∞).又x 2+32x >0,所以x >0或x <-32,所以函数f (x )的单调递增区间为(0,+∞).A组基础达标1.(2020课标Ⅰ文,8,5分)设a log34=2,则4-a= ()A.116B.19C.18D.16答案 B2.(多选题)设a=log0.20.3,b=log20.3,则()A.1a <1bB.ab<0C.a+b<0D.ab<a+b 答案BCD3.已知a=log2e,b=ln 2,c=lo g1213,则a,b,c的大小关系为()A.a>b>cB.b>a>cC.c>b>aD.c>a>b答案 D4.(多选题)已知函数f(x)=lg(x2+ax-a-1),则下列论述中正确的是()A.当a=0时, f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞)B.当a=0时,f(x)一定有最小值C.当a=0时, f(x)的值域为RD.若f(x)在区间[2,+∞)上单调递增,则实数a的取值范围是[-4,+∞)答案AC对于A,当a=0时,解x2-1>0,有x∈(-∞,-1)∪(1,+∞),故A正确;对于B,当a=0时,f(x)=lg(x2-1),x2-1∈(0,+∞),此时f(x)=lg(x2-1)的值域为R,故B错误,C正确;对于D,若f(x)在区间[2,+∞)上单调递增,此时y=x2+ax-a-1的图象的对称轴的方程为直线x=-a 2,则-a2≤2,解得a≥-4.但当a=-4时,f(x)=lg(x2-4x+3)在x=2处无意义,故D错误.故选AC.5.(2020陕西西安高三二模)函数y=log5(x2+2x-3)的单调递增区间是.答案(1,+∞)解析由题意可知x2+2x-3>0,解得x<-3或x>1,即函数y=log5(x2+2x-3)的定义域为(-∞,-3)∪(1,+∞).令g(x)=x2+2x-3,则函数g(x)在(-∞,-3)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,根据复合函数的单调性,可得函数y=log5(x2+2x-3)的单调递增区间为(1,+∞).6.函数f(x)=e x-e-x+ln1+x1-x+1,若f(a)+f(1+a)>2,则a的取值范围是.答案(-12,0)解析由题意得, f(x)的定义域为(-1,1),关于原点对称设g(x)=f(x)-1=e x-e-x+ln1+x1-x,则g(-x)=e-x-e x+ln1-x1+x,则g(-x)+g(x)=0,所以g(x)是(-1,1)上的奇函数,因为f(a)+f(1+a)>2,所以f(1+a)-1>-f(a)+1,所以f(1+a)-1>-[f(a)-1],即g(1+a)>-g(a)=g(-a),因为y=e x-e-x单调递增,y=ln1+x1-x单调递增,所以g(x)单调递增,则{-1<a<1,-1<1+a<1,1+a>-a,即−12<a<0.故a的取值范围是(-12,0).7.已知函数f(x)=ln(2x2+ax+3).(1)若f(x)是定义在R上的偶函数,求a的值及f(x)的值域;(2)若f(x)在区间[-3,1]上是减函数,求a的取值范围.解析(1)因为f(x)是定义在R上的偶函数,所以f(x)=f(-x),所以ln(2x2+ax+3)=ln(2x2-ax+3),故a=0,所以f(x)=ln(2x2+3),定义域为R,符合题意.令t=2x2+3,则t≥3,所以ln t≥ln 3,故f(x)的值域为[ln 3,+∞).(2)设u(x)=2x2+ax+3,f(u)=ln u.因为f(x)在[-3,1]上是减函数,所以u(x)=2x2+ax+3在[-3,1]上是减函数,且u(x)>0在[-3,1]上恒成立,故{-a4≥1,u(x)min=u(1)=5+a>0,解得-5<a≤-4,即a的取值范围是(-5,-4].B组能力拔高8.(2020山西大同三模)在同一平面直角坐标系中,函数f(x)=2-ax,g(x)=log a(x+2)(a>0,且a≠1)的图象大致为()答案A由题意知,函数f(x)=2-ax(a>0,且a≠1)为减函数,当0<a<1时,函数f(x)=2-ax的零点为x=2a>2,且函数g(x)=log a(x+2)在(-2,+∞)上为减函数,故C,D均不正确;当a>1时,函数f(x)=2-ax的零点为x=2a <2,且x=2a>0,且g(x)=log a(x+2)在(-2,+∞)上是增函数,故B不正确,故选A.9.(多选题)(2020山东济南模拟)已知函数f(x)=lg(1|x-2|+1),则下列说法正确的是()A.f(x+2)是偶函数B.f(x+2)是奇函数C.f(x)在区间(-∞,2)上是减函数,在区间(2,+∞)上是增函数D.f(x)没有最小值答案AD因为f(x)=lg(1|x-2|+1),所以f (x +2)=lg (1|x |+1),定义域为{x |x ≠0},关于原点对称,又f (-x +2)=lg (1|-x |+1)=lg (1|x |+1)=f (x +2),所以f (x +2)为偶函数,故A 说法正确,B 说法错误; f (x )=lg (1|x -2|+1)={lg (1x -2+1),x >2,lg (12-x +1),x <2.因为当x ∈(2,+∞)时,y =1x -2为减函数,所以y =1x -2+1为减函数,所以y =lg (1x -2+1)在区间(2,+∞)上为减函数,故C 说法错误;因为当x ∈(2,+∞)时,y =lg (1x -2+1)为减函数,且当x →+∞时,y →0,所以f (x )没有最小值,故D 说法正确.10.(2020辽宁高三三模)设f (x )为定义在R 上的奇函数,当x ≥0时, f (x )=log 3(x +1)+ax 2-a +1(a 为常数),则不等式f (3x +4)>-5的解集为 ( )A.(-∞,-1)B.(-1,+∞)C.(-∞,-2)D.(-2,+∞)答案 D 因为f (x )是定义在R 上的奇函数,所以f (0)=0,解得a =1,所以当x ≥0时,f (x )=log 3(x +1)+x 2.因为函数y =log 3(x +1)和y =x 2在x ∈[0,+∞)上都是增函数,所以f (x )在[0,+∞)上单调递增.由奇函数的性质可知,y =f (x )在R 上单调递增,因为f (2)=5,f (-2)=-5,所以f (3x +4)>-5⇒f (3x +4)>f (-2),即3x+4>-2,解得x>-2.11.(2020课标Ⅰ理,12,5分)若2a+log2a=4b+2log4b,则()A.a>2bB.a<2bC.a>b2D.a<b2答案B2a+log2a=22b+log2b<22b+log2(2b),令f(x)=2x+log2x,则f(a)<f(2b),又易知f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以a<2b,故选B.12.(2020河北邢台模拟)若当x∈(1,2]时,不等式(x-1)2≤log a x恒成立,则实数a的取值范围为.答案(1,2]解析因为当x∈(1,2]时,不等式(x-1)2≤log a x恒成立,所以{a>1,log a2≥1,解得1<a≤2,故实数a的取值范围是(1,2].13.已知函数f(x)=3-2log2x,g(x)=log2x.(1)当x∈[1,4]时,求函数h(x)=[f(x)+1]·g(x)的值域;(2)如果对任意的x∈[1,4],不等式f(x2)·f(√x)>k·g(x)恒成立,求实数k的取值范围.解析(1)易知h(x)=(4-2log2x)·log2x=-2(log2x-1)2+2.因为x∈[1,4],所以log2x∈[0,2],故函数h(x)的值域为[0,2].(2)由f (x 2)·f (√x )>k ·g (x )可得(3-4log 2x )(3-log 2x )>k ·log 2x.令t =log 2x ,因为x ∈[1,4],所以t =log 2x ∈[0,2],即(3-4t )(3-t )>k ·t 对任意t ∈[0,2]恒成立.当t =0时,k ∈R;当t ∈(0,2]时,k <(3-4t )(3-t )t 恒成立, 即k <4t +9t -15恒成立.因为4t +9t ≥12,当且仅当4t =9t ,即t =32时取等号,所以4t +9t -15的最小值为-3,即k <-3.综上,k 的取值范围是(-∞,-3).C 组 思维拓展14.(2020吉林长春高三模拟)若函数f (x )={log 12(3-x )m ,x <1,x 2-6x +m ,x ≥1的值域为R,则m 的取值范围为( )A.(0,8]B.(0,92]C.[92,8] D.(-∞,-1]∪(0,92]答案B①若m>0,则当x<1时, f(x)=lo g12(3-x)m单调递增,当x≥1时, f(x)=x2-6x+m=(x-3)2+m-9在(3,+∞)上单调递增,在[1,3)上单调递减,若函数f(x)的值域为R,则需f(3)=m-9≤m lo g12(3-1)=-m,解得0<m≤92;②若m≤0,则当x<1时,f(x)=lo g12(3-x)m单调递减或为常数函数,当x≥1时,f(x)=x2-6x+m=(x-3)2+m-9在(3,+∞)上单调递增,在[1,3)上单调递减,不满足函数f(x)的值域为R,舍去.综上,m的取值范围为(0,92],故选B.15.(2020山西运城高三模拟)已知函数f(x)=ln2+x2-x,g(x)=m(x-√4-x)+2,若∀x1∈[0,4],∃x2∈[0,1],使得f(x2)<g(x1),则实数m的取值范围是()A.[14ln3-12,1-12ln3]B.(14ln3-12,1-12ln3)C.(-12,1)D.[-12,1]答案C∀x1∈[0,4],∃x2∈[0,1],使得f(x2)<g(x1)等价于f(x)min<g(x)min.函数f(x)=ln2+x2-x=ln(2+x)-ln(2-x),-2<x<2.因为y=ln(2+x)与y=-ln(2-x)在[0,1]上为增函数,所以函数f(x)在[0,1]上为增函数,所以f(x)min=f(0)=0.易知函数y=x-√4-x在[0,4]上为增函数,则-2≤x-√4-x≤4.故当m>0时,-2m+2≤g(x)≤4m+2,因为f(x)min<g(x)min,所以0<-2m+2,解得0<m<1;当m=0时,g(x)min=2>0,满足f(x)min<g(x)min;<m<0.当m<0时,4m+2≤g(x)≤-2m+2,因为f(x)min<g(x)min,所以0<4m+2,解得-12 <m<1.综上可知,-12。
1.对数的概念如果 ,那么数b 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 。
即指数式与对数式的互化:log ba aN b N =⇔=2.常用对数:通常将以10为底的对数10log N 叫做常用对数,记作lg N 。
自然对数:通常将以无理数 2.71828e =⋅⋅⋅为底的对数叫做自然对数,记作ln N 。
3.对数的运算性质:如果0a >,且1,0,0a M N ≠>>,那么:⑴log ()log log a a a M N M N ⋅=+;(积的对数等于对数的和) 推广1212log (...)log log ...log a k a a a k N N N N N N ⋅=+++ ⑵log log log aa a MM N N=-;(商的对数等于对数的差) ⑶log log (R)a a M M ααα=∈,则log a = 。
⑷log a N a N =2.换底公式:log log log a b a NN b=(,0,,1,0a b a b N >≠>) 换底公式的意义:把以一个数为底的对数换成以另一个大于0且不等于1的数为底的对数,以达到计算、化简或证明的目的. 推广:⑴1log log a b b a=⑵log log log log a b c a b c d d =, ⑶1log log n a a M M n =,则log na m M = 。
特别地:log log 1a b b a =知识要点对数运算与对数函数【例1】 求下列各式中x 的取值范围。
(1)2log (5)x +(2)1log (10)x x --【例2】 将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式。
(1) 1642= (2) 9132=- (3) 481log 3=(4) 6125log -=a (5)lg0.0013=-; (6)ln100=4.606【例3】 计算(1)lg 4lg 25+ (2)22log 24log 6-(3)531log ()3(4) 001.0lg (5)e1ln (6)1lg【巩固1】3log =2log =(2log (2= 21log 52+=【巩固2】). A. 1 B. -1 C. 2 D. -2【巩固3】计算2(lg5)lg 2lg50+⋅= .知识要点【例4】 (1)(2 。
2.2.1对数与对数运算重难点题型【举一反三系列】【知识点1 对数的概念与基本性质】2.常用对数和自然对数(1)常用对数:通常我们将以10为底的对数叫做常用对数,并把N 10log 记为N lg .(2)自然对数:在科学技术中常使用以无理数e =2.71828…为底数的对数,以e 为底的对数称为自然对数,并把N e log 记为N ln . 3.对数与指数的关系当0>a ,且1≠a 时,N x N a a xlog =⇔=.4.对数的基本性质(1)负数和零没有对数,即0>N ; (2)01log =a )1,0(≠>a a 且; (3))1,0(1log ≠>=a a a a 且. 【知识点2 对数的运算性质】 1.2.abb c c a log log log =(a >0,且a ≠1;c >0,且c ≠1;b >0). 3.知识拓展(1)可用换底公式证明以下结论: ①a b b a log 1log =;②1log log log =⋅⋅a c b c b a ;③b b a na n log log =;④b nm b a m a n log log =;⑤b b a alog log 1-=.(2)对换底公式的理解: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.【考点1 对数有意义条件】【例1】(2019秋•马山县期中)对数式log (a ﹣2)(5﹣a )中实数a 的取值范围是( ) A .(﹣∞,5) B .(2,5)C .(2,3)∪(3,5)D .(2,+∞)【分析】对数式有意义的条件是:真数为正数,底为正数且不为1,联立得到不等式组,解出即可. 【答案】解:要使对数式b =log (a ﹣2)(5﹣a )有意义,则,解得a∈(2,3)∪(3,5),故选:C.【点睛】本题主要考查了对数式有意义的条件,即真数为正数,底为正数且不为1,属于基础题.【变式1-1】(2019秋•龙岩期末)若对数式log(t﹣2)3有意义,则实数t的取值范围是()A.[2,+∞)B.(2,3)∪(3,+∞)C.(﹣∞,2)D.(2,+∞)【分析】根据对数式log(t﹣2)3的定义,底数大于0且不等于1,列出不等式组,求出解集即可.【答案】解:要使对数式log(t﹣2)3有意义,须;解得t>2且t≠3,∴实数t的取值范围是(2,3)∪(3,+∞).故选:B.【点睛】本题考查了对数定义的应用问题,是基础题目.【变式1-2】在M=log(x﹣3)(x+1)中,要使式子有意义,x的取值范围为()A.(﹣∞,3]B.(3,4)∪(4,+∞)C.(4,+∞)D.(3,4)【分析】由对数的定义可得,由此解得x的范围.【答案】解:由函数的解析式可得,解得3<x<4,或x>4.故选:B.【点睛】本题主要考查对数的定义,属于基础题.【变式1-3】若对数ln(x2﹣5x+6)存在,则x的取值范围为.【分析】由已知利用对数的概念可得x2﹣5x+6>0,解不等式即可得解.【答案】解:∵对数ln(x2﹣5x+6)存在,∴x2﹣5x+6>0,∴解得:3<x或x<2,即x的取值范围为:(﹣∞,2)∪(3,+∞).故答案为:(﹣∞,2)∪(3,+∞).【点睛】本题考查对数函数的定义域的求法,是基础题.解题时要认真审题,仔细解答.【考点2 对数式与指数式的互化】【例2】(2019秋•巴彦淖尔校级期中)将下列指数形式化成对数形式,对数形式化成指数形式.①54=625②()m=5.73③ln10=2.303④lg0.01=﹣2⑤log216=4.【分析】利用对数的定义进行指对互化.【答案】解:①log5625=4,② 5.73=m,③e2.303=10,④10﹣2=0.01,⑤24=16.【点睛】本题考查了指对互化,是基础题.【变式2-1】将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:(1)102=100;(2)lna=b;(3)73=343;(4)log6=﹣2.【分析】根据对数的定义进行转化.【答案】解:(1)lg100=2,(2)e b=a,(3)log7343=3;(4)6﹣2=.【点睛】本题考查了对数的定义,属于基础题.【变式2-2】将下列指数式与对数式互化:(1)log216=4(2)27=﹣3(3)43=64(4)﹣2=16.【分析】根据指数式a x=N等价于对数式x=log a N,可将指数式与对数式互化.【答案】解:(1)log216=4可化为:24=16;(2)27=﹣3可化为:;(3)43=64可化为:log464=3;(4)﹣2=16可化为:.【点睛】本题考查的知识点是指数式与对数式的互化,熟练掌握指数式a x=N等价于对数式x=log a N,是解答的关键.【变式2-3】将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式.(1)3﹣2=;(2)9=﹣2;(3)1g0.001=﹣3.【分析】直接利用指数式与对数式的互化,写出结果即可.【答案】解:(1)3﹣2=;可得﹣2=1og3.(2)9=﹣2;()﹣2=9.(3)1g0.001=﹣3.0.001=10﹣3.【点睛】本题考查指数式与对数式的互化,考查计算能力.【考点3 解对数方程】【例3】求下列各式中x的值:(1)log4x=﹣,求x;(2)已知log2(log3x)=1,求x.【分析】(1)根据对数和指数之间的关系即可将log232=5化成指数式;(2)根据对数和指数之间的关系即可将3﹣3=化成对数式;(3)根据对数的运算法则即可求x;(4)根据对数的运算法则和性质即可求x.【答案】解:(1)∵log232=5,∴25=32(2)∵3﹣3=,∴log3=﹣3;(3)∵log4x=﹣,∴x===2﹣3=;(4)∵log2(log3x)=1,∴log3x=2,即x=32=9.【点睛】本题主要考查指数式和对数式的化简,根据指数和对数的关系是解决本题的关键.【变式3-1】求下列各式中x的值:(1)log x27=;(2)4x=5×3x.【分析】(1)根据log x27=,可得=,进而得到x=9,(2)根据4x=5×3x,可得,化为对数式可得答案.【答案】解:(1)∵log x27=,∴=27=33=,故x=9,(2)∵4x=5×3x.∴,∴x=【点睛】本题考查的知识点是指数式与对数式的互化,熟练掌握a x=N⇔log a N=x(a>0,且a≠1,N >0)是解答的关键.【变式3-2】先将下列式子改写指数式,再求各式中x的值.①log2x=﹣②log x3=﹣.【分析】化对数式为指数式,然后利用有理指数幂的运算性质化简求值.【答案】解:①由log2x=﹣,得==;②由log x3=﹣,得,即.【点睛】本题考查对数式化指数式,考查了有理指数幂的运算性质,是基础的计算题.【变式3-3】将下列对数式化为指数式求x值:(1)log x27=;(2)log2x=﹣;(3)log5(log2x)=0;(4);(5)x=16.【分析】利用指数式与对数的互化:a b=N⇔log a N=B(a>0,a≠1,)、对数的性质log a1=0及log a a =1、指数的性质即可得出.【答案】解:(1)∵,∴,∴x==32=9;(2),∴==;(3)∵log5(log2x)=0,∴log2x=1,∴x=2;(4)∵,∴,化为33x=3﹣2,∴3x=﹣2,得到;(5)∵,∴,∴2﹣x=24,解得x=﹣4.【点睛】熟练掌握指数式与对数的互化:a b=N⇔log a N=B(a>0,a≠1,)、对数的性质、指数的性质是解题的关键.【考点4 对数运算性质的化简求值】【例4】(2019春•东莞市期末)计算(1)2﹣()+lg+()lg1(2)lg52+lg8+lg5lg20+(lg2)2【分析】(1)进行分数指数幂和对数的运算即可;(2)进行对数的运算即可.【答案】解:(1)原式=;(2)原式=2lg5+2lg2+lg5(2lg2+lg5)+(lg2)2=2+(lg2+lg5)2=3.【点睛】考查分数指数幂和对数的运算,完全平方公式的运用.【变式4-1】(2019•西湖区校级模拟)计算:(1);(2).【分析】(1)进行对数的运算即可;(2)进行指数式和根式的运算即可.【答案】解:(1)原式=;(2)原式=.【点睛】考查对数的运算性质,以及指数式和根式的运算.【变式4-2】(2019春•大武口区校级月考)(1)()0+()+();(2)【分析】(1)进行分数指数幂的运算即可;(2)进行对数的运算即可.【答案】解:(1)原式=;(2)原式=.【点睛】考查分数指数幂和对数的运算,以及对数的定义.【变式4-3】(2019春•禅城区期中)(1)化简:(2a b)(﹣6a b)÷(﹣3a b);(2)求值:2(lg)2+lg2•lg5+.【分析】(1)由指数幂的运算得:原式=4a b=4a,(2)由对数的运算得:原式=2(lg2)2+lg2(1﹣lg2)+(1﹣lg2)=1.得解【答案】解:(1)(2a b)(﹣6a b)÷(﹣3a b)=4a b=4a,(2)2(lg)2+lg2•lg5+=2(lg2)2+lg2(1﹣lg2)+(1﹣lg2)=1.【点睛】本题考查了对数的运算及指数幂的运算,属简单题.【考点5 利用换底公式化简求值】【例5】(2019秋•中江县校级期中)利用对数的换底公式化简下列各式:(1)log a c•log c a;(2)log23•log34•log45•log52;(3)(log43+log83)(log32+log92).【分析】根据换底公式,把对数换为以10为底的对数,进行计算即可.【答案】解:(1)log a c•log c a=•=1;(2)log23•log34•log45•log52=•••=1;(3)(log43+log83)(log32+log92)=(+)(+)=(+)(+)=•=.【点睛】本题考查了对数的计算问题,也考查了换底公式的灵活应用问题,是基础题目.【变式5-1】利用对数的换底公式化简下列各式:(log43+log83)(log32+log92)【分析】利用对数性质、运算法则、换底公式直接求解.【答案】解:(log43+log83)(log32+log92)=(log6427+log649)(log94+log92)=log64243•log98===.【点睛】本题考查对数值的求法,考查对数性质、运算法则、换底公式等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是基础题.【变式5-2】利用对数的换底公式化简下列各式:(1)log43+log83(2)log45+log92.【分析】(1)利用对数的换底公式展开后通分计算;(2)直接利用对数的换底公式进行化简.【答案】解:(1)log43+log83==;(2)log45+log92==.【点睛】本题考查对数的换底公式,是基础的会考题型.【变式5-3】(2019秋•西秀区校级期中)利用换底公式求log225•log34•log59的值.【分析】利用对数的运算法则和对数的换底公式即可得出.【答案】解:原式==2log25•2log32•2log53=8log25•log32•log53==8.【点睛】本题考查了对数的运算法则和对数的换底公式,属于基础题.【考点6 用已知对数表示其他对数】【例6】已知log189=a,18b=5,用a、b表示log645.【分析】根据换底公式,化简计算即可得到答案.【答案】解:log189=a,18b=5,∴b=log185,∴log645====【点睛】本题考查了对数的运算性质,以及换底公式,属于基础题【变式6-1】(1)已知log310=a,log625=b,试用a,b表示log445.(2)已知log627=a,试用a表示log1816.【分析】(1)先用换底公式用a表示lg3,再用换底公式化简log625=b,把lg3代入求出lg2,再化简log445,把lg3、lg2的表达式代入即可用a,b表示log445.(2)先用换底公式化简log1816,由条件求出lg3,再把它代入化简后的log1816 的式子.【答案】解:(1)∵log310=a,∴a=,∵log625=b===,∴lg2=,∴log445=====.(2)∵log627=a==,∴lg3=,∴log1816====.【点睛】本题考查换底公式及对数运算性质,体现解方程的思想,属于基础题.【变式6-2】(1)已知log147=a,log145=b,用a、b表示log3528.(2)已知log189=a,18b=5,用a、b表示log3645.【分析】根据换底公式,化简计算即可得到答案.【答案】解:(1)log147=a,log145=b,∴log3528====,(2)∵log189=a,18b=5,∴log185=b,∴log3645====,【点睛】本题考查了对数的运算性质,以及换底公式,属于基础题.【变式6-3】.已知lg2=a,lg3=b,用a,b表示下列各式的值.(1)lg12;(2)log224;(3)log34;(4)lg.【分析】利用对数的换底公式与对数的运算法则即可得出.【答案】解:∵lg2=a,lg3=b,∴(1)lg12=2lg2+lg3=2a+b;(2)log224=+log23=3+;(3)log34==;(4)=lg3﹣3lg2=b﹣3a.【点睛】本题考查了对数的换底公式与对数的运算法则,属于基础题.【考点7 与对数有关的条件求值问题】【例7】(2018秋•龙凤区校级月考)(1)已知lgx+lg(4y)=2lg(x﹣3y),求x﹣y的值;(2)已知lg2=a,lg3=b,试用a,b表示log830.【分析】(1)由lgx+lg(4y)=2lg(x﹣3y),推导出=9,再由x﹣y==,能求出结果.(2)log830==,由此能求出结果.【答案】解:(1)∵lgx+lg(4y)=2lg(x﹣3y),∴,解得=9,∴x﹣y===4.(2)∵lg2=a,lg3=b,∴log830===.【点睛】本题考查对数式化简求值,考查对数性质、运算法则等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.【变式7-1】(2019秋•江阴市期中)已知lgx+lgy=2lg(x﹣y),求.【分析】由题意可得x>0,y>0,x﹣y>0,xy=(x﹣y)2,从而解得=,从而解得.【答案】解:∵lgx+lgy=2lg(x﹣y),∴x>0,y>0,x﹣y>0,xy=(x﹣y)2,∴x2﹣3xy+y2=0,即()2﹣3+1=0,故=,故=()=(3+)﹣2.【点睛】本题考查了对数的化简与运算,同时考查了整体思想的应用,属于基础题.【变式7-2】已知lg(x+2y)+lg(x﹣y)=lg2+lgx+lgy,求log8的值.【分析】由已知条件推导出,由此能求出log8的值.【答案】解:∵lg(x+2y)+lg(x﹣y)=lg2+lgx+lgy,∴,整理,得,解得或=﹣1(舍),∴log8=log82==.∴log8的值为.【点睛】本题考查对数值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意对数的性质和运算法则的合理运用.【变式7-3】已知2lg=lgx+lgy,求.【分析】根据对数的运算法则进行化简即可.【答案】解:由得x>y>0,即>1,则由2lg=lgx+lgy,得lg()2=lgxy,即()2=xy,即(x﹣y)2=4xy,即x2﹣2xy+y2=4xy,即x2﹣6xy+y2=0,即()2﹣6()+1=0,则==3+2或=3﹣2(舍),则=(3+2)=(3﹣2)﹣1=﹣1【点睛】本题主要考查对数的基本运算,根据对数的运算法则是解决本题的关键.【考点8 对数的综合应用】【例8】设x、y、z均为正数,且3x=4y=6z(1)试求x,y,z之间的关系;(2)求使2x=py成立,且与p最近的正整数(即求与P的差的绝对值最小的正整数);(3)试比较3x、4y、6z的大小.【分析】(1)令3x=4y=6z=k,利用指对数互化求出x、y、z,由对数的运算性质求出、、,由对数的运算性质化简与,即可得到关系值;(2)由换底公式求出P,由对数函数的性质判断P的取值范围,找出与它最接近的2个整数,利用对数的运算性质化简P与这2个整数的差,即可得到答案;(3)由(1)得3x、4y、6z,由于3个数都是正数,利用对数、指数的运算性质化简它们的倒数的差,从而得到这3个数大小关系.【答案】解:(1)令3x=4y=6z=k,由x、y、z均为正数得k>1,则x=log3k,y=log4k,z=log6k,∴,,,∵=,且,∴;(2)∵2x=py,∴p=====2=log316,∴2<log316<3,即2<p<3,∵p﹣2=log316﹣2=,3﹣p=3﹣log316=,∵﹣=0,∴,即>,∴与p的差最小的整数是3;(3)由(1)得,3x=3log3k,4y=4log4k、6z=6log6k,又x、y、z∈R+,∴k>1,=﹣==>0,∴,则3x<4y,同理可求=>0,则4y<6z,综上可知,3x<4y<6z.【点睛】本题考查了对数的运算法则、换底公式、指数式与对数式的互化,考查了推理能力,化简、计算能力,属于中档题.【变式8-1】设a,b,c是直角三角形的三边长,其中c为斜边,且c≠1,求证:log(c+b)a+log(c﹣b)a=2loga•log(c﹣b)a.(c+b)【分析】依题意,利用对数换底公式log(c+b)a=,log(c﹣b)a=证明左端=右端即可.【答案】证明:由勾股定理得a2+b2=c2.log(c+b)a+log(c﹣b)a=+====2log(c+b)a•log(c﹣b)a.∴原等式成立.【点睛】本题考查对数换底公与对数运算性质的应用,考查正向思维与逆向思维的综合应用,考查推理证明与运算能力,属于中档题.【变式8-2】(2018秋•渝中区校级期中)令P=80.25×+()﹣(﹣2018)0,Q=2log32﹣log3 +log38.(1)分别求P和Q.(2)若2a=5b=m,且,求m.【分析】(1)利用指数与对数运算性质可得P,Q.(2)2a=5b=m,且=2,利用对数换底公式可得a=,b=,代入解出即可得出.【答案】解:(1)P=×+﹣1=2+﹣1=.Q==log39=2.(2)2a=5b=m,且=2,∴a=,b=,∴=2,可得lgm=,∴m=.【点睛】本题考查了指数与对数运算性质、非常的解法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.【变式8-3】已知2y•log y4﹣2y﹣1=0,•log5x=﹣1,问是否存在一个正整数P,使P=.【分析】由2y•log y4﹣2y﹣1=2y•log y4﹣=0可求y,再由•log5x=﹣1求出x即可.【答案】解:∵2y•log y4﹣2y﹣1=2y•log y4﹣=0,∴y=16;∵•log5x=﹣1,∴,解得,x=;故P===3.【点睛】本题考查了指数函数与对数函数的应用及方程的解法,属于基础题.。
【考点预测】1.高中数学53个题型归纳与方法技巧总结篇专题10对数与对数函数对数式的运算(1)对数的定义:一般地,如果(0x a N a =>且1)a ≠,那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作log a x N =,读作以a 为底N 的对数,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.(2)常见对数:①一般对数:以(0a a >且1)a ≠为底,记为log Na ,读作以a 为底N 的对数;②常用对数:以10为底,记为lg N ;③自然对数:以e 为底,记为ln N ;(3)对数的性质和运算法则:①1log 0a =;log 1a a =;其中0a >且1a ≠;②log Na a N =(其中0a >且1a ≠,0N >);③对数换底公式:log log log c a c bb a=;④log ()log log a a a MN M N =+;⑤log log log aa a MM N N=-;⑥log log (m na a nb b m m=,)n R ∈;⑦log a b a b =和log b a a b =;⑧1log log a b b a=;2.对数函数的定义及图像(1)对数函数的定义:函数log a y x =(0a >且1)a ≠叫做对数函数.对数函数的图象过定点(10),,即1x =时,0y =在(0)+∞,上增函数在(0)+∞,上是减函数当01x <<时,0y <,当1x ≥时,y≥当01x <<时,0y >,当1x ≥时,0y≤【方法技巧与总结】1.对数函数常用技巧在同一坐标系内,当1a >时,随a 的增大,对数函数的图象愈靠近x 轴;当01a <<时,对数函数的图象随a 的增大而远离x 轴.(见下图)a 增大a 增大【题型归纳目录】题型一:对数运算及对数方程、对数不等式题型二:对数函数的图像题型三:对数函数的性质(单调性、最值(值域))题型四:对数函数中的恒成立问题题型五:对数函数的综合问题【典例例题】题型一:对数运算及对数方程、对数不等式例1.(2022·全国·高三专题练习)(1)计算331log 2327lg 50lg 2+++;(2)已知()23log log lg 1x ⎡⎤=⎣⎦,求实数x 的值;(3)若185a =,18log 9b =,用a ,b ,表示36log 45.例2.(2022·全国·高三专题练习)(1)求23151log log 8log 2725⋅⋅的值.(2)已知9log 5=a ,37b =,试用a ,b 表示21log 35例3.(2022·全国·高三专题练习)(1)已知a ,b ,c 均为正数,且3a =4b =6c ,求证:212a b c +=;(2)若60a =3,60b =5,求12(1)12a b b ---的值.例4.(2022·全国·模拟预测)若e 4a =,e 25b =,则()A .a +b =100B .b -a =eC .28ln 2ab <D .ln 6b a ->例5.(2022·全国·模拟预测)已知实数x ,y 满足0x >,0y >,1x ≠,1y ≠,y x x y =,log 4y xx y+=,则x y +=()A .2B .4C .6D .8例6.(2022·北京昌平·二模)已知函数2()42(0)f x ax ax a =-+<,则关于x 的不等式2()log f x x >的解集是()A .(,4)-∞B .(0,1)C .(0,4)D .(4,)+∞例7.(2022·全国·江西师大附中模拟预测(文))已知函数()122log ,1,1,1,x x f x x x >⎧⎪=⎨⎪-≤⎩则不等式()(1)f x f x <-的解集为______.例8.(2022·辽宁·东北育才学校二模)若函数()f x 满足:(1)1x ∀,()20,x ∈+∞且12x x ≠,都有()()21210f x f x x x -<-;(2)()()1122x f f x f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则()f x =___________.(写出满足这些条件的一个函数即可)例9.(2022·全国·高三专题练习)设函数()log m f x x =(0m >且1m ≠)的图像经过点()3,1.(1)解关于x 的方程()()22(1)10f x m f x m +-+-=;(2)不等式()()10f x a f x +⋅->⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦的解集是1,93⎛⎫⎪⎝⎭,试求实数a 的值.【方法技巧与总结】对数的有关运算问题要注意公式的顺用、逆用、变形用等.对数方程或对数不等式问题是要将其化为同底,利用对数单调性去掉对数符号,转化为不含对数的问题,但这里必须注意对数的真数为正.题型二:对数函数的图像例10.(2022·山东潍坊·二模)已知函数()()log a f x x b =-(0a >且1a ≠)的图像如图所示,则以下说法正确的是()A .0a b +<B .1ab <-C .01b a <<D .log 0a b >例11.(2022·江苏省高邮中学高三阶段练习)函数log (3)1(0a y x a =+->且1)a ≠的图象恒过定点A ,若点A 在直线10mx ny ++=上,其中0mn >,则11+m n的最小值为()A .3-B .1C . 3+D .2+(多选题)例12.(2022·福建·莆田二中模拟预测)已知函数()()log a g x x k =+(0a >且1a ≠)的图象如下所示.函数()()1x xf x k a a -=--的图象上有两个不同的点()11,A x y ,()22,B x y ,则()A .1a >,2k >B .()f x 在R 上是奇函数C .()f x 在R 上是单调递增函数D .当0x ≥时,()()22f x f x ≤例13.(2022·全国·高三专题练习)已知223,20(){1ln ,021x x x f x x x -+-≤<=≤≤+,若()()g x f x ax a =--的图象与x 轴有3个不同的交点,则实数a 的取值范围为______.【方法技巧与总结】研究和讨论题中所涉及的函数图像是解决有关函数问题最重要的思路和方法.图像问题是数和形结合的护体解释.它为研究函数问题提供了思维方向.题型三:对数函数的性质(单调性、最值(值域))例14.(2022·陕西·榆林市第十中学高二期中(文))函数()22log 43y x x =+-的一个单调增区间是()A .3,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .3,2 ⎡⎫+⎪⎢⎣⎭C .31,2⎛⎫- ⎪⎝⎭D .3,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭例15.(2022·天津·南开中学二模)已知函数()21,14log 1,1a ax x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨⎪->⎩是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围为()A .11,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .11,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦D .1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭例16.(2022·浙江·模拟预测)己知实数,(1,)∈+∞a b ,且33log log 3log log 4b a a b +=+,则()Ab a<<B.b a<<Ca b<<D.a b <例17.(2022·全国·高三专题练习(理))函数f (x )=log ax (0<a <1)在[a 2,a ]上的最大值是()A .0B .1C .2D .a例18.(2022·重庆·模拟预测)若函数()2()log 341a f x x ax =-+-有最小值,则实数a 的取值范围是()A.⎫⎪⎪⎝⎭B.C.⎛ ⎝⎭D.)+∞【方法技巧与总结】研究和讨论题中所涉及的函数性质是解决有关函数问题最重要的思路和方法.性质问题是数和形结合的护体解释.它为研究函数问题提供了思维方向.题型四:对数函数中的恒成立问题例19.(2022·北京·高三专题练习)若不等式2log 0a x x -<在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭内恒成立,则a 的取值范围是()A .1116a ≤<B .1116a <<C .1016a <≤D .1016a <<例20.(2022·江苏·高三专题练习)已知函数22414ax x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为10,16⎛⎤⎥⎝⎦,若不等式()()log 4log 2x a x a t t ⋅<-在[]1,2x ∈上恒成立,则t 的取值范围是()A .2,25⎛⎫ ⎪⎝⎭B .2,5⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(,2)-∞D .()0,2例21.(2022·浙江·高三阶段练习)已知函数()29x f x x+=,()2log g x x a =+,若存在[]13,4x ∈,任意[]24,8x ∈,使得()()12f x g x ≥,则实数a 的取值范围是___________.例22.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()ln f x x x =-,已知实数0a >,若2()e ln 0x f x a a ++≥在()0+∞,上恒成立,求实数a 的取值范围.例23.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()log (0,1)x a f x a x a a =+>≠在[1,2]上的最大值与最小值之和为6log 2a +.(1)求实数a 的值;(2)对于任意的[2,)x ∈+∞,不等式()10kf x -≥恒成立,求实数k 的取值范围.例24.(2022·陕西安康·高三期末(文))已知函数()()()2log 2log 30,1a a f x x x a a =++>≠.(1)若()32f =,求a 的值;(2)若对任意的[]8,12x ∈,()6f x >恒成立,求a 的取值范围.例25.(2022·上海·高三专题练习)已知2()32log f x x =-,2()log g x x =.(1)当[]1,4x ∈时,求函数[]()1()y f x g x =+⋅的值域;(2)对任意12,2n n x +⎡⎤∈⎣⎦,其中常数n N ∈,不等式()2()f x f kg x ⋅>恒成立,求实数k的取值范围.【方法技巧与总结】(1)利用数形结合思想,结合对数函数的图像求解;(2)分离自变量与参变量,利用等价转化思想,转化为函数的最值问题.(3)涉及不等式恒成立问题,将给定不等式等价转化,借助同构思想构造函数,利用导数探求函数单调性、最值是解决问题的关键.题型五:对数函数的综合问题例26.(2022·河北·张家口市第一中学高三阶段练习)已知定义域为()0, +的单调递增函数()f x 满足:()0,x ∀∈+∞,有()()ln 1f f x x -=,则方程()242f x x x =-+-的解的个数为()A .3B .2C .1D .0例27.(2022·四川雅安·三模(文))设()f x 是定义在R 上的偶函数,对任意R x ∈,都有()()4f x f x +=,且当[]2,0x ∈-时,()163xf x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭.若在区间(]2,6-内关于x 的方程()()()log 201a f x x a -+=>恰有3个不同的实数根,则a 的取值范围是().A .()1,2B .()2,+∞C .(D .)2例28.(2022·广西柳州·高一期中)已知0a b >>,且1a b +=,则()A .sin sin a b>B .11a b>C .22a b +>D .lg lg 0a b +=例29.(2022·河北保定·二模)已知函数2332xxy =-在()0,∞+上先增后减,函数3443xxy =-在()0,∞+上先增后减.若()231log log x =()321log log 0x a =>,()()242422log log log log x x b ==,()()343433log log log log 0x x c ==>,则()A .a c<B .b a<C .c a<D .a b<例30.(2022·广东·三模)已知,R a b ∈,e 是自然对数的底,若e ln b b a a +=+,则ab的取值可以是()A .1B .2C .3D .4例31.(2022·全国·高三专题练习)已知0x 是函数()22e ln 2xf x x x -=+-的零点,则020e ln x x -+=_______.【过关测试】一、单选题1.(2022·辽宁辽阳·二模)区块链作为一种新型的技术,被应用于许多领域.在区块链技术中,某个密码的长度设定为512B ,则密码一共有5122种可能,为了破解该密码,在最坏的情况下,需要进行5122次运算.现在有一台计算机,每秒能进行142.510⨯次运算,那么在最坏的情况下,这台计算机破译该密码所需的时间大约为(参考数据lg20.3≈ 1.58≈)()A .1393.1610s ⨯B .1391.5810s ⨯C .1401.5810s⨯D .1403.1610s⨯2.(2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测)已知1log 3m p =,9p n =,其中0m >且1m ≠,0n >且1n ≠,若20m n -=,则p 的值为()A .3log 2B .2log 3C .2D .33.(2022·河南安阳·模拟预测(文))已知正实数x ,y ,z 满足(34zx y ==,则()A .111x y z+=B .111y z x+=C .112x y z +=D .112x z y+=4.(2022·河南·南阳中学高三阶段练习(文))已知函数()()()ln 22ln 33f x x x =++-,则()f x ()A .是奇函数,且在()0,1上单调递增B .是奇函数,且在()0,1上单调递减C .是偶函数,且在()0,1上单调递增D .是偶函数,且在()0,1上单调递减5.(2022·全国·高三专题练习)函数()log (1)2a f x x =-+的图象恒过定点A .(2,2)B .(2,1)C .(3,2)D .(2,0)6.(2022·安徽六安·一模(文))设函数()2f x =,()()2ln 41g x ax x =-+,若对任意的1R x ∈,都存在实数2x ,使得()()12f x g x =成立,则实数a 的取值范围为()A .(],4-∞B .(]0,4C .[]0,4D .(]0,27.(2022·湖北·荆门市龙泉中学二模)设0a >且1a ≠,sin cos a x x x >+对(0,)4x π∈恒成立,则a 的取值范围是()A .(0,)4πB .(0,]4πC .(,1)(1,)42ππ⋃D .[,1)4π8.(2022·浙江·模拟预测)己知实数,(1,)∈+∞a b ,且33log log 3log log 4b a a b +=+,则()A b a<<B .b a<<C a b<<D .a b <二、多选题9.(2022·重庆市天星桥中学一模)已知0,0a b >>,且1a b +=,则下列结论正确的是()A .11a b+的最小值是4B .1ab ab+的最小值是2C .22a b +的最小值是D .22log log a b +的最小值是2-10.(2022·广东汕头·二模)设a ,b ,c 都是正数,且469a b c ==,则下列结论正确的是()A .2ab bc ac+=B .ab bc ac+=C .4949b b a c⋅=⋅D .121c b a=-11.(2022·河北·高三阶段练习)下列函数中,存在实数a ,使函数()f x 为奇函数的是()A .()(lg f x x =B .()2f x x ax=+C .()21xaf x e =--D .()()2ln 2xx f x x e a =+-12.(2022·江苏·南京师大附中高三开学考试)当102x <≤时,4log xa x ≤,则a 的值可以为()ABCD三、填空题13.(2022·天津·二模)已知()42log 41log x y +=+,则2x y +的最小值为__________.14.(2022·全国·高三专题练习)已知23e ln 3x x x -+=,则3e ln x x -+=__________.15.(2022·河南·模拟预测(文))已知函数()241,1log ,1x x f x x x ⎧-≤=⎨>⎩,若1()2f a <≤,则实数a的取值范围为___________.16.(2022·河南·开封高中模拟预测(文))已知函数()y f x =为奇函数,且对定义域内的任意x 都有()()11f x f x +=--.当()1,2x ∈时,()21log f x x =-.给出以下4个结论:①函数()y f x =的图象关于点()(),0k k ∈Z 成中心对称;②函数()y f x =是以2为周期的周期函数;③当()0,1x ∈时,()()2log 21f x x =--;④函数()y f x =在()(),1k k k +∈Z 上单调递减.其中所有正确结论的序号为______.四、解答题17.(2022·北京·高三专题练习)已知函数()log (0),1)a f x x a a =>≠且,设1a >,函数log a y x =的定义域为[m ,n ](m <n ),值域为[0,1],定义“区间[m ,n ]的长度等于n -m ”,若区间[m ,n ]长度的最小值...为5,6求实数a 的值;18.(2022·全国·高三专题练习(理))已知函数f (x )=log a (x +1)-log a (1-x ),a >0且a ≠1.(1)求f (x )的定义域;(2)判断f (x )的奇偶性并予以证明;(3)当a >1时,求使f (x )>0的x 的解集.19.(2022·北京·高三专题练习)已知函数()log (0)1)a f x x a a =>≠且,作出|()|y f x =的大致图像并写出它的单调性;20.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()()44log 3log 4f x x x =-⋅.当1,164x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求该函数的值域;21.(2022·全国·高三专题练习)已知:函数()0.51log 1ax f x x -=-在其定义域上是奇函数,a 为常数.(1)求a 的值.(2)证明:()f x 在()1,+∞上是增函数.(3)若对于[]3,4上的每一个x 的值,不等式()12xf x m ⎛⎫>+ ⎪⎝⎭恒成立,求实数m 的取值范围.22.(2022·北京东城·高三期末)曲线ln y x =在点(,ln )A t t 处的切线l 交x 轴于点M .(1)当t e =时,求切线l 的方程;(2)O 为坐标原点,记AMO 的面积为S ,求面积S 以t 为自变量的函数解析式,写出其定义域,并求单调增区间.。
对数公式及对数函数的总结对数是数学中的一个重要概念。
如果一个数N可以表示为a的x次方(a>0且a≠1),那么x就是以a为底N的对数,记作x=logaN。
其中a称为底数,N称为真数。
负数和零没有对数。
对数式与指数式可以互相转化:x=logaN等价于ax=N (a>0,a≠1,N>0)。
常用的对数有lgN(即以10为底N的对数)和lnN(即以自然常数e为底N的对数)。
自然常数e≈2..对数函数是指函数y=logax(a>1或0<a<1)的图像。
它的定义域为正实数集,值域为实数集。
对数函数的图像经过点(1,0),在(0,+∞)上是增函数,在(0,1)上是减函数。
当x=1时,y=0.对数函数既非奇函数也非偶函数。
对数公式在数学中有广泛的应用。
例如,可以用对数公式计算各种对数值,如log26-log23=2,log212+log25=log=3,等等。
还可以用对数公式来解对数的值,如lg14-2lg7+lg7/lg18-2lg2-(-1)=log0.5,以及2(lg2+lg5)+log3(4/27)的值等。
在第一象限内,a越大图像越靠下,在第四象限内,a越大图像越靠上。
总之,对数及其函数在数学中有着广泛的应用,是不可或缺的数学工具。
4、已知a>b>c,那么a>b>c。
3、设a=log3π,b=log23,c=log32,则a>b>c。
2、如果a>b>logc1,那么B选项___c。
5、如果a>1,且a-x-logaxy。
1、已知函数f(x)=logx,如果f(ab)=1,则f(a)+f(b)=2.6、设函数f(x)={x-1,x<2;2logx-1,x≥2},那么f(f(2))=2log2-1.7、设函数f(x)满足:当x≥4时,f(x)=1/x;当x<4时,f(x)=f(x+1),那么f(2+log23)=1/7.参数问题部分无需改写。
对数与对数函数题型归纳总结知识梳理 1.对数的概念如果a x =N (a >0且a ≠1),那么x 叫做以a 为底N 的对数,记作x =log a N ,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数. 2.对数的性质、换底公式与运算性质(1)对数的性质:①a log aN =N ;②log a a b =b (a >0,且a ≠1). (2)换底公式:log a b =log c blog ca (a ,c 均大于0且不等于1,b >0).利用换底公式推导下面的结论 ①ab b a log 1log =.推广log log log log a b c a b c d d ⋅⋅=. ②b mnb a na m log log =,特例:log log n n a a b b = (3)对数的运算性质:如果a >0,且a ≠1,M >0,N >0,那么:①log a (M ·N )=log a M +log a N ;②log a MN =log a M -log a N ,③log a M n =n log a M (n ∈R ).3.函数0(log >=a x y a ,且)1≠a 叫做对数函数,x 是自量,函数定义域是(0,)+∞.注意:(1)对数函数的定义与指数函数类似,都是形式定义,注意辨别.如:x y 2log 2=,5log 5xy =都不是对数函数,而只能称其为对数型函数.(2)对数函数对底数的限制:0(>a ,且)1≠a . 4.对数函数的定义、图象与性质结论1.在第一象限内,不同底的对数函数的图象从左到右底数逐渐增大. 结论 2.对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象过定点(1,0),且过点(a ,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,-1,函数图象只在第一、四象限. 5.反函数指数函数y =a x (a >0且a ≠1)与对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)互为反函数,它们的图象关于直线y =x 对称. 例题分析题型一 对数的运算例题1: (1)计算:⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 14-lg 25÷100-12=_____;(2)计算:(1-log 63)2+log 62·log 618log 64=___解析:(1)原式=(lg 2-2-lg 52)×10012=lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫122×52×10=lg 10-2×10=-2×10=-20.(2)原式=1-2log 63+(log 63)2+log 663·log 6(6×3)log 64=1-2log 63+(log 63)2+1-(log 63)2log 64=2(1-log 63)2log 62=log 66-log 63log 62=log 62log 62=1.例题2: 设x 、y 、z 为正数,且,则x 、y 、z 之间的关系式为 . 解析:设,由知,取以为底的对数可得,所以,,,所以,所以. 变式1: (1)若lg 2,lg(2x +1),lg(2x +5)成等差数列,则x 的值等于 (2)已知a >b >1,若log a b +log b a =52,a b =b a ,则a =___,b =____ 解析: (1)由题意知lg 2+lg(2x +5)=2lg(2x +1), ∴2(2x +5)=(2x +1)2,(2x )2-9=0,2x =3,x =log 23. (2)设log b a =t ,则t >1,因为t +1t =52,∴t =2,则a =b 2.又a b =b a ,∴b 2b =b b 2,即2b =b 2,又a >b >1,得b =2,a =4. 变式2: 已知1a b >>.若log lo 52g a b b a +=,b a a b =,则a =______,b =____ 分析:进行对数运算常用的方法:(1)将真数化为底数的指数幂的形式进行化简;(2)将同底对数的和、差、倍合并;(3)利用换底公式将不同底的对数式转化成同底的对数式,要注意换底公式的正用、逆用及变形应用;(4)利用常用对数中的lg 2lg51+=解析:设log ,1b a t t =>则,所以152t t +=,解得2t =,所以2a b =, 于是由b a a b =,得22b b b b =,所以22b b =, 解得2,4b a ==.题型二 对数函数的定义域346x y z==346x y z t ===0x >1t >t log 3log 4log 61t t t x y z ===1log 3t x =1log 4t y=1log 6t z =1111log 6log 3log 2log 422t t t t z x y -=-===1112z x y-=例题3: 函数y =__________.解析:要使()21log 1y x =-+有意义,则()21log 10x -+≥,即()2log 11x +≤,即012x <+≤,即11x -<≤,即函数()21log 1y x =-+的定义域为(]1,1-.变式3: 函数256()lg 3x x f x x -+-的定义域为( )A .(2,3)B .(2,4]C .(2,3)(3,4]D .(1,3)(3,6]- 分析:求函数的定义域主要从三个方面考虑:(1)分式中的分母要求不等于0;(2)偶次根式的被开方数要求非负;(3)对数式的真数要求为正数. 解析:由函数()y f x =的表达式可知,函数()f x 的定义域应满足条件:2564||0,03x x x x -+-≥>-,解得44,2,3x x x -≤≤>≠,即函数()f x 的定义域为(2,3)(3,4],故应选C .题型三 对数函数的值域 例题4: 求下列函数的值域:(1)31log y x =-;(2)()212log 23y x x =--.解析:(1)∵31log 0x -≥∴33log 1log 3x ≤=∴0x <<3,函数的定义域为(]0,3x ∈∵31log 0x -≥函数的值域为[)0,y ∈+∞. (2)∵2230x x -->∴3x >或1x -<所以函数的定义域为()(),13,x ∈-∞-+∞因为2230x x -->,即223x x --能取遍一切正实数,所以()212log 23x x R --∈ 所以函数的值域为y R ∈. 题型四 对数函数的奇偶性例题5: 若函数()f x 为奇函数,当0x >时,()2log f x x =,则12f f ⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭() A .2- B .1- C .0 D .1解析:()()2211log 11log 1022f f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫==-=-=-= ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,选C .变式4: 若函数()2lg 2+1f x a x ⎛⎫= ⎪+⎝⎭为奇函数,则实数a =_______.解析:12-题型五 对数函数的对称性例题6: 若1x 满足522=+x x ,2x 满足5)1(log 222=-+x x ,则=+21x x 解析:x x 252-=,x x 25)1(log 22-=-,即x x -=-2521,x x -=-25)1(log 2,作出12-=x y ,x y -=25,)1(log 2-=x y 的图象(如图).由图知12-=x y 与)1(log 2-=x y 的图象关于1-=x y 对称,它们与x y -=25的交点A 、B 的中点为x y -=25与1-=x y 的交点C ,47221=+=x x x C ,∴2721=+x x题型六 对数函数的单调性例题7: 求函数()20.1log 253y x x =--的递减区间. 解析:先求函数的定义域,由22530x x -->,得12x -<,或3x >.令2253u x x =--,0.1log y u =,∵对数的底数0.11<,∴函数0.1log y u =减函数,由复合函数单调性“同增异减”的规律可知,要求原函数的单调间区间,只需求函数2253u x x =--(12x -<,或3x >)的递增区间即可.∵22549253248u x x x ⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭,∴函数2253u x x =--(12x -<,或3x >)的递增区间()3,+∞,所以函数()20.1log 253y x x =--的递减区间为()3,+∞.变式5: 函数()()2log 45a f x x x =--(1a >)的单调递增区间是() A .(),2-∞- B .(),1-∞- C .()2,+∞ D .()5,+∞分析:复合函数y =f [g (x )]的单调性规律是“同则增,异则减”,即y =f (u )与u =g (x )若具有相同的单调性,则y =f [g (x )]为增函数,若具有不同的单调性,则y =f [g (x )]必为减函数.解析:由函数()()2log 45a f x x x =--得2450x x -->,得1x <-或5x >, 根据题意,设245u x x =--,则()229u x =--,图象开口向上, 因函数()()2log 45a f x x x =--为单调增函数, 由1a >得:()log a f x u =也是增函数,又因245u x x =--在()5,+∞上是增函数,故x 的取值范围是()5,+∞,故选D . 变式6: 已知函数()212log y x ax a =-+在区间()2,+∞上是减函数,则实数a 的取值范围是___________.分析:(1)忽视真数要求大于0的条件;(2)只注意真数所对应的二次函数的单调性而忽视外层函数的单调性.解析:令2t x ax a =-+,则有函数()f x 在区间()2,+∞上是减函数,可得函数t 在区间()2,+∞上是增函数,且(2)0t >,所以22(2)420at a ⎧≤⎪⎨⎪=->⎩,解得4a ≤所以实数a 的取值范围是4a ≤变式7: 若f (x )=lg(x 2-2ax +1+a )在区间(-∞,1]上递减,则a 的取值范围为________.解析:令函数g (x )=x 2-2ax +1+a =(x -a )2+1+a -a 2,对称轴为x =a ,要使函数在(-∞,1]上递减,则有⎩⎨⎧g (1)>0,a ≥1,即⎩⎨⎧2-a >0,a ≥1,解得1≤a <2,即a ∈[1,2)..变式8: 已知函数 (a >0,且a ≠1),若在区间[1,2]上恒成立,则实数a 的取值范围是________.()()8a f x log ax =-()1f x >解析:当时,在[1,2]上是减函数,由在区间[1,2]上恒成立,则,解之得。
课时跟踪检测(十)对数与对数函数[高考基础题型得分练]1.[2018·四川泸州一诊]2lg 2-lg 125的值为() A.1 B.2 C.3 D.4答案:B解析:2lg 2-lg 125=lg⎝⎛⎭⎪⎫22÷125=lg 100=2.故选B.2.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.12x C.log12x D.2x-2答案:A解析:由题意知f(x)=log a x,∵f(2)=1,∴log a2=1,∴a=2,∴f(x)=log2x.3.[2018·河北衡水中学调研卷]若0<a<1,则不等式1log a x>1的解是()A.x>a B.a<x<1C.x>1 D.0<x<a答案:B解析:由题易得0<log a x<1,∴a<x<1.4.已知b>0,log5b=a,lg b=c,5d=10,则下列等式一定成立的是()A .d =acB .a =cdC .c =adD .d =a +c答案:B解析:由已知得b =5a ,b =10c,5d =10, ∴5a =10c,5d =10,同时取以10为底的对数可得, a lg 5=c ,d lg 5=1,∴c a =1d ,即a =cd .5.[2018·福建朋口中学高三上期末]已知y =log a (2-ax )在[0,1]上为x 的减函数,则a 的取值范围为( )A .(0,1)B .(1,2)C .(0,2)D .[2,+∞)答案:B解析:因为f (x )=log a (2-ax )在[0,1]上是减函数,所以f (0)>f (1),即log a 2>log a (2-a ),所以⎩⎨⎧a >1,0<2-a <2,所以1<a <2,故选B.6.[2018·江西八校联考]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 答案:A解析:由题意可知f (1)=log 21=0,f (f (1))=f (0)=30+1=2,f ⎝⎛⎭⎪⎫log 312=3-log 312 +1=3log3 2+1=2+1=3,所以f (f (1))+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫log 312=5.7.若函数y =log a (x 2-ax +2)在区间(-∞,1]上为减函数,则a 的取值范围是( )A .(0,1)B .[2,+∞)C .[2,3)D .(1,3)答案:C解析:当0<a <1时,由复合函数与对数函数的性质,知不合题意;当a >1时,要满足⎩⎪⎨⎪⎧12-a +2>0,a2≥1,解得2≤a <3.8.若log a 2<2,则实数a 的取值范围是________. 答案:(0,1)∪(2,+∞)解析:log a 2<2=log a a 2.若0<a <1,由于y =log a x 是减函数,则0<a 2<2,得0<a <2,所以0<a <1;若a >1,由于y =log a x 是增函数,则a 2>2,得a > 2.综上所述,0<a <1或a > 2.9.函数y =log 12(x 2-2x )的定义域是________;单调递减区间是________.答案:(-∞,0)∪(2,+∞) (2,+∞) 解析:由x 2-2x >0,得x <0或x >2,∴函数的定义域为(-∞,0)∪(2,+∞). ∵y =x 2-2x =(x -1)2-1,∴函数y =log 12(x 2-2x )的单调递减区间为(2,+∞).10.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +6,x ≤2,3+log a x ,x >2(a >0,且a ≠1)的值域是[4,+∞),则实数a 的取值范围是________.答案:(1,2]解析:当x ≤2时,f (x )=-x +6,f (x )在(-∞,2]上为减函数,∴f (x )∈[4,+∞),当x >2时,若a ∈(0,1),则f (x )=3+log a x 在(2,+∞)上为减函数,f (x )∈(-∞,3+log a 2),显然不满足题意,∴a >1,此时f (x )在(2,+∞)上为增函数,f (x )∈(3+log a 2,+∞).由题意可知(3+log a 2,+∞)⊆[4,+∞),则3+log a 2≥4,即log a 2≥1,∴1<a ≤2.[冲刺名校能力提升练]1.已知f (x )为定义在R 上的偶函数,当x ≥0时,有f (x +1)=-f (x ),且当x ∈[0,1)时,f (x )=log 2(x +1),给出下列命题:①f (2 013)+f (-2 014)=0;②函数f (x )在定义域R 上是周期为2的周期函数; ③直线y =x 与函数y =f (x )的图象有1个交点; ④函数f (x )的值域为(-1,1). 其中正确命题有( )A .0个B .1个C .2个D .3个 答案:D解析:由于当x ≥0时,f (x +1)=-f (x ),∴f (x +2)=-f (x +1)=f (x ),即当x ≥0时,f (x )的周期为2.由x ∈[0,1)时,f (x )=log 2(x +1)及当x ≥0时f (x +1)=-f (x )可作出y =f (x )在[1,2)上的大致图象,由当x ≥0时,周期为2,可作出y =f (x )在[0,+∞)上的大致图象,再由f (x )为R 上的偶函数可作出y =f (x )在R 上的大致图象如图.对于①,f (2 013)+f (-2 014)=f (2 013)+f (2 014)=f (2 013)+[-f (2 013)]=0,①正确,由图象可判断②错误,③④正确.故正确的为①③④.故选D.2.[2018·河南开封模拟]设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≤0,|log 2x |,x >0,则方程f (x )=12的解集为( )A .{-1,2} B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫2,22C .{-1} D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,2,22答案:D解析:当x ≤0时,2x=12,x =-1;当0<x <1时,|log 2x |=-log 2x =12,x =22; 当x >1时,log 2x =12,x = 2.故所求解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,2,22.3.[2018·湖北黄冈模拟]已知函数f (x )=lne xe -x,若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2 017+f ⎝⎛⎭⎪⎫2e 2 017+…+f ⎝⎛⎭⎪⎫2 016e 2 017=504(a +b ),则a 2+b 2的最小值为( ) A .6 B .8 C .9 D .12 答案:B解析:∵f (x )+f (e -x )=ln e xe -x+ln e (e -x )x =ln e 2=2,∴504(a +b )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2 017+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2e 2 017+…+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 016e 2 017 =12[ f ⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2 017+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 016e 2 017+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2e 2 017+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 015e 2 017+…+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 016e 2 017+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2 017] =12×(2×2 016)=2 016,∴a +b =4,∴a 2+b 2≥(a +b )22=422=8,当且仅当a =b =2时取等号.4.[2018·广东韶关模拟]已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,3x ,x ≤0,且关于x的方程f (x )+x -a =0有且只有一个实根,则实数a 的取值范围是________.答案:(1,+∞)解析:如图,在同一直角坐标系中分别作出y =f (x )与y =-x +a 的图象,其中a 表示直线在y 轴上的截距,由图可知,当a >1时,直线y =-x +a 与y =log 2x 只有一个交点.5.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,f (0)=0,当x >0时,f (x )=log 12x .(1)求函数f (x )的解析式; (2)解不等式f (x 2-1)>-2.解:(1)当x <0时,-x >0,则f (-x )=log 12(-x ).因为函数f (x )是偶函数,所以f (-x )=f (x ). 所以函数f (x )的解析式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 12 x ,x >0,0,x =0,log 12(-x ),x <0.(2)因为f (4)=log 124=-2,f (x )是偶函数,所以不等式f (x 2-1)>-2可化为f (|x 2-1|)>f (4). 又因为函数f (x )在(0,+∞)上是减函数, 所以|x 2-1|<4,解得-5<x <5, 即不等式的解集为(-5,5).6.已知函数f (x )=3-2log 2x ,g (x )=log 2x .(1)当x ∈[1,4]时,求函数h (x )=[f (x )+1]·g (x )的值域;(2)如果对任意的x ∈[1,4],不等式f (x 2)·f (x )>k ·g (x )恒成立,求实数k 的取值范围.解:(1)h (x )=(4-2log 2x )·log 2x =-2(log 2x -1)2+2,因为x ∈[1,4],所以log 2x ∈[0,2],故函数h (x )的值域为[0,2]. (2)由f (x 2)·f (x )>k ·g (x ),得 (3-4log 2x )(3-log 2x )>k ·log 2x , 令t =log 2x ,因为x ∈[1,4], 所以t =log 2x ∈[0,2],所以(3-4t )(3-t )>k ·t 对一切t ∈[0,2]恒成立, ①当t =0时,k ∈R ;②当t ∈(0,2]时,k <(3-4t )(3-t )t 恒成立,即k <4t +9t -15, 因为4t +9t ≥12,当且仅当4t =9t , 即t =32时取等号,所以4t +9t -15的最小值为-3.综上,实数k 的取值范围为(-∞,-3).。