精选浙江专版2018高考数学一轮复习第2章函数导数及其应用第6节对数函数教师用书
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重点强化训练(一) 函数的图象与性质A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、选择题1.设函数f (x )为偶函数,当x ∈(0,+∞)时,f (x )=log 2x ,则f (-2)=( )【导学号:51062063】A .-12B.12 C .2D .-2B [因为函数f (x )是偶函数,所以f (-2)=f (2)=log 22=12.]2.已知f (x ),g (x )分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且f (x )-g (x )=x 3+x 2+1,则f (1)+g (1)=( )A .-3B .-1C .1D .3C [用“-x ”代替“x ”,得f (-x )-g (-x )=(-x )3+(-x )2+1,化简得f (x )+g (x )=-x 3+x 2+1,令x =1,得f (1)+g (1)=1,故选C.]3.函数f (x )=3x+12x -2的零点所在的一个区间是( )A .(-2,-1)B .(-1,0)C .(0,1)D .(1,2)C [因为函数f (x )在定义域上单调递增, 又f (-2)=3-2-1-2=-269<0,f (-1)=3-1-12-2=-136<0, f (0)=30+0-2=-1<0,f (1)=3+12-2=32>0,所以f (0)·f (1)<0,所以函数f (x )的零点所在区间是(0,1).]4.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增.若实数a 满足f (log 2a )+f (log 12a )≤2f (1),则a 的取值范围是( )A .[1,2]B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2 D .(0,2]C [∵f (log 12a )=f (-log 2a )=f (log 2a ),∴原不等式可化为f (log 2a )≤f (1).又∵f (x )在区间[0,+∞)上单调递增,∴0≤log 2a ≤1,即1≤a ≤2.∵f (x )是偶函数,∴f (log 2a )≤f (-1).又f (x )在区间(-∞,0]上单调递减,∴-1≤log 2a ≤0,∴12≤a ≤1.综上可知12≤a ≤2.]5.(2017·湖州质检(二))若f (x )是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,∀x 1,x 2∈[0,+∞)(x 1≠x 2),有f x 2-f x 1x 2-x 1<0,则( )A .f (3)<f (1)<f (-2)B .f (1)<f (-2)<f (3)C .f (-2)<f (1)<f (3)D .f (3)<f (-2)<f (1)D [由对任意的x 1,x 2∈[0,+∞),f x 2-f x 1x 2-x 1<0得函数f (x )为[0,+∞)上的减函数,又因为函数f (x )为偶函数,所以f (3)<f (2)=f (-2)<f (1),故选D.]二、填空题6.函数y =f (x )在x ∈[-2,2]上的图象如图2所示,则当x ∈[-2,2]时,f (x )+f (-x )=________. 【导学号:51062064】图20 [由题图可知,函数f (x )为奇函数, 所以f (x )+f (-x )=0.]7.若函数y =log 2(ax 2+2x +1)的值域为R ,则a 的取值范围为________.[0,1] [设f (x )=ax 2+2x +1,由题意知,f (x )取遍所有的正实数.当a =0时,f (x )=2x +1符合条件;当a ≠0时,则⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=4-4a ≥0,解得0<a ≤1,所以0≤a ≤1.]8.(2017·温州质检)已知y =f (x )是定义在R 上的奇函数,在(0,+∞)上是增函数,且f (2)=0,则满足f (x -1)<0的x 的取值范围是________.(-∞,-1)∪(1,3) [依题意当x ∈(1,+∞)时,f (x -1)<0=f (2)的解集为x <3,即1<x <3;当x ∈(-∞,1)时,f (x -1)<0=f (-2)的解集为x <-1,即x <-1.综上所述,满足f (x -1)<0的x 的取值范围是(-∞,-1)∪(1,3).]三、解答题9.已知函数f (x )=2x,当m 取何值时方程|f (x )-2|=m 有一个解,两个解? [解] 令F (x )=|f (x )-2|=|2x-2|,G (x )=m ,画出F (x )的图象如图所示.4分由图象看出,当m =0或m ≥2时,函数F (x )与G (x )的图象只有一个交点,原方程有一个解;10分当0<m <2时,函数F (x )与G (x )的图象有两个交点,原方程有两个解.15分 10.函数f (x )=m +log a x (a >0且a ≠1)的图象过点(8,2)和(1,-1). (1)求函数f (x )的解析式;(2)令g (x )=2f (x )-f (x -1),求g (x )的最小值及取得最小值时x 的值.【导学号:51062065】[解] (1)由⎩⎪⎨⎪⎧f =2,f =-1,得⎩⎪⎨⎪⎧m +log a 8=2,m +log a 1=-1,4分解得m =-1,a =2,故函数解析式为f (x )=-1+log 2x .6分 (2)g (x )=2f (x )-f (x -1)=2(-1+log 2x )-[-1+log 2(x -1)] =log 2x 2x -1-1(x >1).8分∵x 2x -1=x -2+x -+1x -1=(x -1)+1x -1+2≥2x -1x -1+2=4. 12分当且仅当x -1=1x -1,即x =2时,等号成立. 而函数y =log 2x 在(0,+∞)上单调递增, 则log 2x 2x -1-1≥log 24-1=1,故当x =2时,函数g (x )取得最小值1.15分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.(2017·浙江五校二联)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且在[0,+∞)上是增函数,则不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪f x -f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x 2<f (1)的解集为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e B .(0,e)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,e D .(e ,+∞)C [f (x )为R 上的奇函数,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x =f (-ln x )=-f (ln x ),所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪fx -f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x 2=|fx +fx2=|f (ln x )|,即原不等式可化为|f (ln x )|<f (1),所以-f (1)<f (ln x )<f (1),即f (-1)<f (ln x )<f (1).又由已知可得f (x )在R 上单调递增,所以-1<ln x <1,解得1e<x <e ,故选C.]2.已知函数f (x ),g (x )分别是定义在R 上的偶函数与奇函数,且g (x )=f (x -1),则f (2 019)的值为________.0 [g (-x )=f (-x -1),由f (x ),g (x )分别是偶函数与奇函数,得g (x )=-f (x +1),∴f (x -1)=-f (x +1),即f (x +2)=-f (x ),∴f (x +4)=f (x ),故函数f (x )是以4为周期的周期函数,则f (2 019)=f (505×4-1)=f (-1)=g (0)=0.]3.函数f (x )的定义域为D ={x |x ≠0},且满足对于任意x 1,x 2∈D ,有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2).(1)求f (1)的值;(2)判断f (x )的奇偶性并证明你的结论;(3)如果f (4)=1,f (x -1)<2,且f (x )在(0,+∞)上是增函数,求x 的取值范围. [解] (1)∵对于任意x 1,x 2∈D , 有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2), ∴令x 1=x 2=1,得f (1)=2f (1), ∴f (1)=0.4分 (2)f (x )为偶函数.5分 证明如下:令x 1=x 2=-1, 有f (1)=f (-1)+f (-1), ∴f (-1)=12f (1)=0.令x 1=-1,x 2=x 有f (-x )=f (-1)+f (x ), ∴f (-x )=f (x ), ∴f (x )为偶函数.10分(3)依题设有f (4×4)=f (4)+f (4)=2, 由(2)知,f (x )是偶函数,∴f (x -1)<2⇔f (|x -1|)<f (16).12分又f(x)在(0,+∞)上是增函数,∴0<|x-1|<16,解得-15<x<17且x≠1,14分∴x的取值范围是{x|-15<x<17且x≠1}.15分。
重点强化课(一) 函数的图象与性质[复习导读] 函数是中学数学的核心概念,函数的图象与性质既是中学数学教学的重点,又是高考考查的重点与热点,题型以选择题、填空题为主,既重视三基,又注重思想方法的考查,备考时,要透彻理解函数,尤其是分段函数的概念,切实掌握函数的性质,并加强函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想的应用意识.重点1 函数图象的应用已知f (x )为偶函数,当x ≥0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧cos πx ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12,2x -1,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞,则不等式f (x -1)≤12的解集为( ) 【导学号:51062061】A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,23∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤43,74 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,-13∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,23C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,34∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤43,74D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,-13∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,34A [画出函数f (x )的图象,如图,当0≤x ≤12时,令f (x )=cos πx ≤12,解得13≤x ≤12;当x >12时,令f (x )=2x -1≤12,解得12<x ≤34,故有13≤x ≤34.因为f (x )是偶函数,所以f (x )≤12的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,-13∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,34,故f (x -1)≤12的解集为⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,23∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤43,74.][迁移探究1] 在本例条件下,若关于x 的方程f (x )=k 有2个不同的实数解,某某数k 的取值X 围.[解] 由函数f (x )的图象(图略)可知,当k =0或k >1时,方程f (x )=k 有2个不同的实数解,即实数k 的取值X 围是k =0或k >1.15分[迁移探究2] 在本例条件下,若函数y =f (x )-k |x |恰有两个零点,某某数k 的取值X 围.[解] 函数y =f (x )-k |x |恰有两个零点,即函数y =f (x )的图象与y =k |x |的图象恰有两个交点,借助函数图象(图略)可知k ≥2或k =0,即实数k 的取值X 围为k =0或k ≥2.15分[规律方法] 1.利用函数的图象研究函数的性质,一定要注意其对应关系,如:图象的左右X 围对应定义域,上下X 围对应值域,上升、下降趋势对应单调性,对称性对应奇偶性.2.有关方程解的个数问题常常转化为两个熟悉的函数图象的交点个数;利用此法也可由解的个数求参数值或X 围.3.有关不等式的问题常常转化为两个函数图象的上、下关系来解.[对点训练1] 已知函数y =f (x )的图象是圆x 2+y 2=2上的两段弧,如图1所示,则不等式f (x )>f (-x )-2x 的解集是________.图1(-1,0)∪(1,2] [由图象可知,函数f (x )为奇函数,故原不等式可等价转化为f (x )>-x ,在同一直角坐标系中分别画出y =f (x )与y =-x 的图象,由图象可知不等式的解集为(-1,0)∪(1,2].]重点2 函数性质的综合应用☞角度1 单调性与奇偶性结合(1)(2017·某某市质检(二))下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的是( )A .y =1xB .y =lg xC .y =|x |-1D .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x |(2)已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若实数a 满足f (2|a -1|)>f (-2),则a 的取值X 围是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,12 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞ C.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32D.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞ (1)C (2)C [(1)函数y =1x是奇函数,排除A ;函数y =lg x 既不是奇函数,也不是偶函数,排除B ;当x ∈(0,+∞)时,函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x |=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x单调递减,排除D ;函数y =|x |-1是偶函数,且在(0,+∞)上单调递增,故选C.(2)因为f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增,所以f (-x )=f (x ),且f (x )在(0,+∞)上单调递减.由f (2|a -1|)>f (-2),f (-2)=f (2)可得2|a-1|<2,即|a -1|<12,所以12<a <32.]☞角度2 奇偶性与周期性结合(2017·某某适应性考试(二))若函数f (x )=a sin 2x +b tan x +1,且f (-3)=5,则f (π+3)=________. 【导学号:51062062】-3 [令g (x )=a sin 2x +b tan x ,则g (x )是奇函数,且最小正周期是π,由f (-3)=g (-3)+1=5,得g (-3)=4,则g (3)=-g (-3)=-4,则f (π+3)=g (π+3)+1=g (3)+1=-4+1=-3.]☞角度3 单调性、奇偶性与周期性结合已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -4)=-f (x ),且在区间[0,2]上是增函数,则( )A .f (-25)<f (11)<f (80)B .f (80)<f (11)<f (-25)C .f (11)<f (80)<f (-25)D .f (-25)<f (80)<f (11)D [因为f (x )满足f (x -4)=-f (x ),所以f (x -8)=f (x ),所以函数f (x )是以8为周期的周期函数,则f (-25)=f (-1),f (80)=f (0),f (11)=f (3).由f (x )是定义在R 上的奇函数,且满足f (x -4)=-f (x ),得f (11)=f (3)=-f (-1)=f (1).因为f (x )在区间[0,2]上是增函数,f (x )在R 上是奇函数, 所以f (x )在区间[-2,2]上是增函数,所以f (-1)<f (0)<f (1),即f (-25)<f (80)<f (11).] [规律方法] 函数性质综合应用问题的常见类型及解题方法(1)函数单调性与奇偶性结合.注意函数单调性及奇偶性的定义,以及奇、偶函数图象的对称性.(2)周期性与奇偶性结合.此类问题多考查求值问题,常利用奇偶性及周期性进行交换,将所求函数值的自变量转化到已知解析式的函数定义域内求解.(3)周期性、奇偶性与单调性结合.解决此类问题通常先利用周期性转化自变量所在的区间,然后利用奇偶性和单调性求解.重点3 函数图象与性质的综合应用(1)(2017·某某二检)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x >a ,x 2+5x +2,x ≤a ,函数g (x )=f (x )-2x 恰有三个不同的零点,则实数a 的取值X 围是( )A .[-1,1)B .[0,2]C .[-2,2)D .[-1,2)(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x-1,x ≤0,f x -1,x >0,若方程f (x )=x +a 有且只有两个不相等的实数根,则实数a 的取值X 围是( )A .(-∞,0]B .[0,1)C .(-∞,1)D .[0,+∞)(1)D (2)C [(1)由题意知g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x >a ,x 2+3x +2,x ≤a .因为g (x )有三个不同的零点,所以2-x =0在x >a 时有一个解.由x =2,得a <2. 由x 2+3x +2=0,得x =-1或x =-2, 由x ≤a ,得a ≥-1.综上,a 的取值X 围为[-1,2).(2)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x-1,x ≤0,f x -1,x >0的图象如图所示,当a <1时,函数y =f (x )的图象与函数f (x )=x +a 的图象有两个交点,即方程f (x )=x +a 有且只有两个不相等的实数根.][规律方法] 解决分段函数与函数零点的综合问题的关键在于“对号入座”,即根据分段函数中自变量取值X 围的界定,代入相应的解析式求解零点,注意取值X 围内的大前提,以及函数性质和数形结合在判断零点个数时的强大功能.[对点训练2] (2017·某某一模)已知函数y =f (x +2)的图象关于直线x =-2对称,且当x ∈(0,+∞)时,f (x )=|log 2x |,若a =f (-3),b =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14,c =f (2),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a >b >cB .b >a >cC .c >a >bD .a >c >bB [由函数y =f (x +2)的图象关于直线x =-2对称,得函数y =f (x )的图象关于y 轴对称,即y =f (x )是偶函数.当x ∈(0,1)时,f (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =|log 2x |,且x ∈[1,+∞)时,f (x )=log 2x 单调递增,又a =f (-3)=f (3),b =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=f (4),所以b >a >c ,故选B.] 重点强化训练(一) 函数的图象与性质A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、选择题1.设函数f (x )为偶函数,当x ∈(0,+∞)时,f (x )=log 2x ,则f (-2)=( )【导学号:51062063】A .-12B.12C .2D .-2B [因为函数f (x )是偶函数,所以f (-2)=f (2)=log 22=12.]2.已知f (x ),g (x )分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且f (x )-g (x )=x 3+x 2+1,则f (1)+g (1)=( )A .-3B .-1C .1D .3C [用“-x ”代替“x ”,得f (-x )-g (-x )=(-x )3+(-x )2+1,化简得f (x )+g (x )=-x 3+x 2+1,令x =1,得f (1)+g (1)=1,故选C.]3.函数f (x )=3x+12x -2的零点所在的一个区间是( )A .(-2,-1)B .(-1,0)C .(0,1)D .(1,2)C [因为函数f (x )在定义域上单调递增, 又f (-2)=3-2-1-2=-269<0,f (-1)=3-1-12-2=-136<0, f (0)=30+0-2=-1<0,f (1)=3+12-2=32>0,所以f (0)·f (1)<0,所以函数f (x )的零点所在区间是(0,1).]4.已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增.若实数a 满足f (log 2a )+f (log 12a )≤2f (1),则a 的取值X 围是( )A .[1,2]B.⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2 D .(0,2]C [∵f (log 12a )=f (-log 2a )=f (log 2a ),∴原不等式可化为f (log 2a )≤f (1).又∵f (x )在区间[0,+∞)上单调递增,∴0≤log 2a ≤1,即1≤a ≤2.∵f (x )是偶函数,∴f (log 2a )≤f (-1).又f (x )在区间(-∞,0]上单调递减,∴-1≤log 2a ≤0,∴12≤a ≤1.综上可知12≤a ≤2.]5.(2017·某某质检(二))若f (x )是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,∀x 1,x 2∈[0,+∞)(x 1≠x 2),有f x 2-f x 1x 2-x 1<0,则( )A .f (3)<f (1)<f (-2)B .f (1)<f (-2)<f (3)C .f (-2)<f (1)<f (3)D .f (3)<f (-2)<f (1)D [由对任意的x 1,x 2∈[0,+∞),f x 2-f x 1x 2-x 1<0得函数f (x )为[0,+∞)上的减函数,又因为函数f (x )为偶函数,所以f (3)<f (2)=f (-2)<f (1),故选D.]二、填空题6.函数y =f (x )在x ∈[-2,2]上的图象如图2所示,则当x ∈[-2,2]时,f (x )+f (-x )=________. 【导学号:51062064】图20 [由题图可知,函数f (x )为奇函数, 所以f (x )+f (-x )=0.]7.若函数y =log 2(ax 2+2x +1)的值域为R ,则a 的取值X 围为________.[0,1] [设f (x )=ax 2+2x +1,由题意知,f (x )取遍所有的正实数.当a =0时,f (x )=2x +1符合条件;当a ≠0时,则⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ=4-4a ≥0,解得0<a ≤1,所以0≤a ≤1.]8.(2017·某某质检)已知y =f (x )是定义在R 上的奇函数,在(0,+∞)上是增函数,且f (2)=0,则满足f (x -1)<0的x 的取值X 围是________.(-∞,-1)∪(1,3) [依题意当x ∈(1,+∞)时,f (x -1)<0=f (2)的解集为x <3,即1<x <3;当x ∈(-∞,1)时,f (x -1)<0=f (-2)的解集为x <-1,即x <-1.综上所述,满足f (x -1)<0的x 的取值X 围是(-∞,-1)∪(1,3).]三、解答题9.已知函数f (x )=2x,当m 取何值时方程|f (x )-2|=m 有一个解,两个解? [解] 令F (x )=|f (x )-2|=|2x-2|,G (x )=m ,画出F (x )的图象如图所示.4分由图象看出,当m =0或m ≥2时,函数F (x )与G (x )的图象只有一个交点,原方程有一个解;10分当0<m <2时,函数F (x )与G (x )的图象有两个交点,原方程有两个解.15分 10.函数f (x )=m +log a x (a >0且a ≠1)的图象过点(8,2)和(1,-1). (1)求函数f (x )的解析式;(2)令g (x )=2f (x )-f (x -1),求g (x )的最小值及取得最小值时x 的值.【导学号:51062065】[解] (1)由⎩⎪⎨⎪⎧f8=2,f1=-1,得⎩⎪⎨⎪⎧m +log a 8=2,m +log a 1=-1,4分解得m =-1,a =2,故函数解析式为f (x )=-1+log 2x .6分 (2)g (x )=2f (x )-f (x -1)=2(-1+log 2x )-[-1+log 2(x -1)] =log 2x 2x -1-1(x >1).8分∵x 2x -1=x -12+2x -1+1x -1=(x -1)+1x -1+2≥2x -1·1x -1+2=4.12分当且仅当x -1=1x -1,即x =2时,等号成立. 而函数y =log 2x 在(0,+∞)上单调递增, 则log 2x 2x -1-1≥log 24-1=1,故当x =2时,函数g (x )取得最小值1.15分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.(2017·某某五校二联)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且在[0,+∞)上是增函数,则不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ln x -f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x 2<f (1)的解集为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1eB .(0,e) C.⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,e D .(e ,+∞)C [f (x )为R 上的奇函数,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x =f (-ln x )=-f (ln x ),所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ln x -f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x 2=|f ln x +f ln x |2=|f (ln x )|,即原不等式可化为|f (ln x )|<f (1),所以-f (1)<f (ln x )<f (1),即f (-1)<f (ln x )<f (1).又由已知可得f (x )在R 上单调递增,所以-1<ln x <1,解得1e<x <e ,故选C.]2.已知函数f (x ),g (x )分别是定义在R 上的偶函数与奇函数,且g (x )=f (x -1),则f (2 019)的值为________.0 [g (-x )=f (-x -1),由f (x ),g (x )分别是偶函数与奇函数,得g (x )=-f (x +1),∴f (x -1)=-f (x +1),即f (x +2)=-f (x ),∴f (x +4)=f (x ),故函数f (x )是以4为周期的周期函数,则f (2 019)=f (505×4-1)=f (-1)=g (0)=0.]3.函数f (x )的定义域为D ={x |x ≠0},且满足对于任意x 1,x 2∈D ,有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2).(1)求f (1)的值;(2)判断f (x )的奇偶性并证明你的结论;(3)如果f (4)=1,f (x -1)<2,且f (x )在(0,+∞)上是增函数,求x 的取值X 围. [解] (1)∵对于任意x 1,x 2∈D , 有f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2), ∴令x 1=x 2=1,得f (1)=2f (1), ∴f (1)=0.4分 (2)f (x )为偶函数.5分 证明如下:令x 1=x 2=-1, 有f (1)=f (-1)+f (-1), ∴f (-1)=12f (1)=0.令x 1=-1,x 2=x 有f (-x )=f (-1)+f (x ), ∴f (-x )=f (x ), ∴f (x )为偶函数.10分(3)依题设有f (4×4)=f (4)+f (4)=2, 由(2)知,f (x )是偶函数,∴f (x -1)<2⇔f (|x -1|)<f (16).12分 又f (x )在(0,+∞)上是增函数, ∴0<|x -1|<16,解得-15<x <17且x ≠1,14分∴x 的取值X 围是{x |-15<x <17且x ≠1}.15分。
第6讲对数与对数函数,)1.对数概念如果a x=N(a〉0,a≠1),那么数x叫做以a 为底N的对数,记作x=log a N.其中a叫做对数的底数,N叫做真数性质底数的限制:a>0,且a≠1对数式与指数式的互化:a x=N⇒log a N=x负数和零没有对数1的对数是零:log a1=0底数的对数是1:log a a=1对数恒等式:a log a N=N运算性质log a(M·N)=log a M+log a N a>0,且a≠1, log a错误!=log a M-log a Nlog a M n=n log a M(n∈R)M >0,N〉0 2.对数函数的图象与性质a〉10<a<1图象性质定义域:(0,+∞)值域:R过定点(1,0)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〉在(0,+∞)上是增函数在(0,+∞)上是减函数指数函数y=a x与对数函数y=log a x互为反函数,它们的图象关于直线y=x对称.1.辨明三个易误点(1)在运算性质中,要特别注意条件,底数和真数均大于0,底数不等于1。
(2)对公式要熟记,防止混用.(3)对数函数的单调性、最值与底数a有关,解题时要按0〈a 〈1和a〉1分类讨论,否则易出错.2.对数函数图象的两个基本点(1)当a>1时,对数函数的图象“上升”;当0<a〈1时,对数函数的图象“下降”.(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),错误!,函数图象只在第一、四象限.3.换底公式及其推论(1)log a b=错误!(a,c均大于0且不等于1,b〉0);(2)log a b·log b a=1,即log a b=错误!(a,b均大于0且不等于1);(3)log am b n=错误!log a b(a〉0且a≠1,b>0,m≠0,n∈R);(4)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>0).1.函数y=错误!ln(1-x)的定义域为()A.(0,1) B.D.B 因为y=错误!ln(1-x),所以错误!解得0≤x〈1.2.错误!(log29)·(log34)=()A.错误!B.错误!C.2 D.4D原式=错误!·错误!=4。
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课时分层训练(八) 对数函数A组基础达标(建议用时:30分钟)一、选择题1.函数y=的定义域是( )A.[1,2]B.[1,2)C.错误!D.错误!D[由(2x-1)≥0⇒0<2x-1≤1⇒错误!<x≤1。
]2.(2017·石家庄模拟)已知a=log23+log2错误!,b=log29-log2错误!,c=log32,则a,b,c的大小关系是()A.a=b<c B.a=b>cC.a<b<c D.a>b>cB[因为a=log23+log2错误!=log23错误!=错误!log23>1,b=log29-log2错误!=log23错误!=a,c=log32<log33=1,所以a=b>c。
]3.若函数y=log a x(a>0,且a≠1)的图象如图2.6.3所示,则下列函数图象正确的是( )图26。
3A B C DB[由题图可知y=log a x的图象过点(3,1),∴log a3=1,即a=3.A项,y=3-x=错误!x在R上为减函数,错误;B项,y=x3符合;C项,y=(-x)3=-x3在R上为减函数,错误;D项,y=log3(-x)在(-∞,0)上为减函数,错误.]4.已知函数f(x)=错误!则f(f(1))+f错误!的值是()A.5 B.3C.-1 D。
第6讲对数与对数函数最新考纲 1.理解对数的概念,掌握对数的运算,会用换底公式;2.理解对数函数的概念,掌握对数函数的图象、性质及应用.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 a N=N;②log a a b=b【a>0,且a≠1).【2)对数的运算法则如果a>0且a≠1,M>0,N>0,那么①log a【MN)=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);④log a m M n=nm log a M【m,n∈R,且m≠0).【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.3.对数函数及其性质【1)概念:函数y=log a x【a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是【0,+∞).【2)对数函数的图象与性质指数函数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.诊 断 自 测1.判断正误【在括号内打“√”或“×”) 【1)log 2x 2=2log 2x .【 )【2)函数y =log 2【x +1)是对数函数【 ) 【3)函数y =ln1+x1-x与y =ln 【1+x )-ln 【1-x )的定义域相同.【 ) 【4)当x >1时,若log a x >log b x ,则a <b .【 ) 解析 【1)log 2x 2=2log 2|x |,故【1)错.【2)形如y =log a x 【a >0,且a ≠1)为对数函数,故【2)错. 【4)当x >1时,log a x >logb x ,但a 与b 的大小不确定,故【4)错. 答案 【1)× 【2)× 【3)√ 【4)×2.已知函数y =log a 【x +c )【a ,c 为常数,其中a >0,且a ≠1)的图象如图,则下列结论成立的是【 ) A.a >1,c >1 B.a >1,0<c <1 C.0<a <1,c >1 D.0<a <1,0<c <1解析 由题图可知,函数在定义域内为减函数,所以0<a <1.又当x =0时,y >0,即log a c >0,所以0<c <1. 答案 D3.【必修1P73T3改编)已知a =2-13,b =log 213,c =log 1213,则【 )A.a >b >cB.a >c >bC.c >b >aD.c >a >b 解析 ∵0<a <1,b <0,c =log 1213=log 23>1.∴c >a >b . 答案 D4.【2017·湖州调研)已知a >0且a ≠1,若a 32=278,则a =________;log 32a =________.解析 ∵a >0且a ≠1,∴由a 32=278得a =⎝ ⎛⎭⎪⎫27823=⎝ ⎛⎭⎪⎫322=94;log 32a =log 3294=2.答案 94 25.【2015·浙江卷)计算:log 222=________;2log23+log43=________. 解析 log 222=log 22-log 22=12-1=-12;2log 23+log 43=2log 23·2log 43=3×2log 43=3×2log 23=3 3.答案 -12 3 36.若log a 34<1【a >0,且a ≠1),则实数a 的取值范围是________.解析 当0<a <1时,log a 34<log a a =1,解得0<a <34;当a >1时,log a 34<log a a =1,解得a >1.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34∪【1,+∞)考点一 对数的运算【例1】 【1)设2a =5b =m ,且1a +1b =2,则m 等于【 ) A.10B.10C.20D.100【2)计算:⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 14-lg 25÷100-12=________.解析 【1)由已知,得a =log 2m ,b =log 5m , 则1a +1b =1log 2m +1log 5m =log m 2+log m 5=log m 10=2.解得m =10.【2)原式=【lg 2-2-lg 52)×10012=lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫122×52×10=lg 10-2×10=-2×10=-20.答案 【1)A 【2)-20规律方法 【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,然后正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、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转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.【训练1】 【1)【2017·北京东城区综合练习)已知函数f 【x )=⎩⎨⎧2x,x ≥4,f (x +1),x <4,则f 【2+log 23)的值为【 ) A.24B.16C.12D.8【2)【2015·安徽卷)lg 52+2lg 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=________.解析 【1)因为3<2+log 23<4,所以f 【2+log 23)=f 【3+log 23)=23+log 23=8×2log 23=24.【2)lg 52+2lg 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=lg 5-lg 2+2lg 2-2=lg 5+lg 2-2=lg 10-2=-1.答案 【1)A 【2)-1考点二 对数函数的图象及应用【例2】 【1)【2017·郑州一模)若函数y =a |x |【a >0,且a ≠1)的值域为{y |y ≥1},则函数y =log a |x |的图象大致是【 )【2)【2017·金华调研)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________. 解析 【1)由于y =a |x |的值域为{y |y ≥1}, ∴a >1,则y =log a x 在【0,+∞)上是增函数, 又函数y =log a |x |的图象关于y 轴对称. 因此y =log a |x |的图象应大致为选项B.【2)如图,在同一坐标系中分别作出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.答案 【1)B 【2)a >1规律方法 【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)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.【训练2】 【1)函数y =2log 4【1-x )的图象大致是【 )【2)当0<x ≤12时,4x <log a x ,则a 的取值范围是【 ) A.⎝⎛⎭⎪⎫0,22B.⎝ ⎛⎭⎪⎫22,1 C.【1,2)D.【2,2)解析 【1)函数y =2log 4【1-x )的定义域为【-∞,1),排除A 、B ; 又函数y =2log 4【1-x )在定义域内单调递减,排除D.【2)由题意得,当0<a <1时,要使得4x<log a x ⎝ ⎛⎭⎪⎫0<x ≤12,即当0<x ≤12时,函数y =4x 的图象在函数y =log a x 图象的下方.又当x =12时,412=2,即函数y =4x 的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2.把点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2代入y =log a x ,得a =22.若函数y =4x 的图象在函数y =log a x 图象的下方,则需22<a <1【如图所示). 当a >1时,不符合题意,舍去. 所以实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫22,1.答案 【1)C 【2)B考点三 对数函数的性质及应用【多维探究) 命题角度一 比较对数值的大小【例3-1】 【2016·全国Ⅰ卷)若a >b >0,0<c <1,则【 ) A.log a c <log b c B.log c a <log c b C.a c <b cD.c a >c b解析 由y =x c 与y =c x 的单调性知,C 、D 不正确. ∵y =log c x 是减函数,得log c a <log c b ,B 正确.log a c =lg c lg a ,log b c =lg clg b ,∵0<c <1,∴lg c <0.而a >b >0,∴lg a >lg b ,但不能确定lg a ,lg b 的正负,∴log a c 与log b c 的大小不能确定. 答案 B命题角度二 解对数不等式【例3-2】 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.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1D.【0,1)∪【1,+∞)解析 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,同时2a >1,∴a >12.综上,a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1.答案 C命题角度三 对数型函数的性质【例3-3】 已知函数f 【x )=log a 【3-ax ).【1)当x ∈[0,2]时,函数f 【x )恒有意义,求实数a 的取值范围;【2)是否存在这样的实数a ,使得函数f 【x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由. 解 【1)∵a >0且a ≠1,设t 【x )=3-ax , 则t 【x )=3-ax 为减函数,x ∈[0,2]时,t 【x )的最小值为3-2a , 当x ∈[0,2]时,f 【x )恒有意义, 即x ∈[0,2]时,3-ax >0恒成立. ∴3-2a >0.∴a <32.又a >0且a ≠1,∴a ∈【0,1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32. 【2)t 【x )=3-ax ,∵a >0, ∴函数t 【x )为减函数.∵f 【x )在区间[1,2]上为减函数,∴y =log a t 为增函数,∴a >1,x ∈[1,2]时,t 【x )最小值为3-2a ,f 【x )最大值为f 【1)=log a 【3-a ), ∴⎩⎨⎧3-2a >0,log a(3-a )=1,即⎩⎪⎨⎪⎧a <32,a =32.故不存在这样的实数a ,使得函数f 【x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1.规律方法 【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,及真数必须为正的限制条件.【训练3】 【1)设a =log 32,b =log 52,c =log 23,则【 ) A.a >c >b B.b >c >a C.c >b >aD.c >a >b【2)已知函数f 【x )=log a 【8-ax )【a >0,且a ≠1),若f 【x )>1在区间[1,2]上恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析 【1)a =log 32<log 33=1,b =log 52<log 55=1, 又c =log 23>log 22=1, 所以,c 最大.由1<log 23<log 25,得1log 23>1log 25,即a >b ,所以c >a >b .【2)当a >1时,f 【x )=log a 【8-ax )在[1,2]上是减函数,由f 【x )>1在区间[1,2]上恒成立,则f 【x )min =log a 【8-2a )>1, 解之得1<a <83.若0<a <1时,f 【x )在[1,2]上是增函数, 由f 【x )>1在区间[1,2]上恒成立, 则f 【x )min =log a 【8-a )>1,且8-2a >0. ∴a >4,且a <4,故不存在.综上可知,实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫1,83.答案 【1)D 【2)⎝ ⎛⎭⎪⎫1,83[思想方法]1.对数值取正、负值的规律当a >1且b >1或0<a <1且0<b <1时,log a b >0; 当a >1且0<b <1或0<a <1且b >1时,log a b <0.2.利用单调性可解决比较大小、解不等式、求最值等问题,其基本方法是“同底法”,即把不同底的对数式化为同底的对数式,然后根据单调性来解决.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.4.多个对数函数图象比较底数大小的问题,可通过比较图象与直线y=1交点的横坐标进行判定.[易错防范]1.在对数式中,真数必须是大于0的,所以对数函数y=log a x的定义域应为【0,+∞).对数函数的单调性取决于底数a与1的大小关系,当底数a与1的大小关系不确定时,要分0<a<1与a>1两种情况讨论.2.在运算性质log a Mα=αlog a M中,要特别注意条件,在无M>0的条件下应为log a Mα=αlog a|M|【α∈N*,且α为偶数).3.解决与对数函数有关的问题时需注意两点:【1)务必先研究函数的定义域;【2)注意对数底数的取值范围.基础巩固题组【建议用时:40分钟)一、选择题1.【2015·四川卷)设a,b为正实数,则“a>b>1”是“log2a>log2b>0”的【)A.充分必要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件解析因为y=log2x在【0,+∞)上单调递增,所以当a>b>1时,有log2a>log2b>log21=0;当log2a>log2b>0=log21时,有a>b>1.答案 A2.【2017·石家庄模拟)已知a=log23+log23,b=log29-log23,c=log32,则a,b,c的大小关系是【)A.a=b<cB.a=b>cC.a<b<cD.a>b>c解析因为a=log23+log23=log233=32log23>1,b=log29-log23=log233=a ,c =log 32<log 33=1. 答案 B3.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【 )解析 由题意y =log a x 【a >0,且a ≠1)的图象过【3,1)点,可解得a =3.选项A 中,y =3-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x,显然图象错误;选项B 中,y =x 3,由幂函数图象可知正确;选项C 中,y =【-x )3=-x 3,显然与所画图象不符;选项D 中,y =log 3【-x )的图象与y =log 3x 的图象关于y 轴对称,显然不符.故选B. 答案 B4.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.-1D.72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=3log 32+1=2+1=3, 所以f 【f 【1))+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫log 312=5.答案 A5.【2016·浙江卷)已知a ,b >0且a ≠1,b ≠1,若log a b >1,则【 ) A.【a -1)【b -1)<0 B.【a -1)【a -b )>0 C.【b -1)【b -a )<0D.【b -1)【b -a )>0解析 ∵a >0,b >0且a ≠1,b ≠1.由log a b >1得log a b a >0.∴a >1,且b a >1或0<a <1且0<b a <1,则b >a >1或0<b <a <1.故【b -a )【b -1)>0.答案 D二、填空题6.设f 【x )=log ⎝ ⎛⎭⎪⎫21-x +a 是奇函数,则使f 【x )<0的x 的取值范围是________. 解析 由f 【x )是奇函数可得a =-1,∴f 【x )=lg 1+x 1-x,定义域为【-1,1). 由f 【x )<0,可得0<1+x 1-x<1,∴-1<x <0. 答案 【-1,0)7.【2017·绍兴调研)已知5lg x =25,则x =________;已知函数f 【x )=lg x ,若f【ab )=1,则f 【a 2)+f 【b 2)=________.解析 因为5lg x =25,所以lg x =log 525=2,所以x =102=100;又因为f 【ab )=1,所以lg 【ab )=1,即ab =10,所以f 【a 2)+f 【b 2)=lg a 2+lg b 2=lg 【a 2b 2)=2lg 【ab )=2.答案 100 28.【2015·福建卷)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________.解析 当x ≤2时,f 【x )≥4;又函数f 【x )的值域为[4,+∞),所以⎩⎨⎧a >1,3+log a 2≥4,解1<a ≤2,所以实数a 的取值范围为【1,2].答案 【1,2]三、解答题9.设f 【x )=log a 【1+x )+log a 【3-x )【a >0,a ≠1),且f 【1)=2.【1)求a 的值及f 【x )的定义域;【2)求f 【x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值. 解 【1)∵f 【1)=2,∴log a 4=2【a >0,a ≠1),∴a =2.由⎩⎨⎧1+x >0,3-x >0,得-1<x <3, ∴函数f 【x )的定义域为【-1,3).【2)f 【x )=log 2【1+x )+log 2【3-x )=log 2【1+x )【3-x )=log 2[-【x -1)2+4],∴当x ∈【-1,1]时,f 【x )是增函数;当x ∈【1,3)时,f 【x )是减函数,故函数f 【x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值是f 【1)=log 24=2. 10.【2016·衡阳月考)已知函数f 【x )是定义在R 上的偶函数,且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 )=log 12【-x ),所以函数f 【x )的解析式为f 【x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 12x ,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转化为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).能力提升题组【建议用时:25分钟)11.【2017·长沙质检)设f 【x )=ln x ,0<a <b ,若p =f 【ab ),q =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2,r =12【f 【a )+f 【b )),则下列关系式中正确的是【 )A.q =r <pB.p =r <qC.q =r >pD.p =r >q解析 ∵0<a <b ,∴a +b 2>ab ,又∵f 【x )=ln x 在【0,+∞)上为增函数,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2>f 【ab ),即q >p . 又r =12【f 【a )+f 【b ))=12【ln a +ln b )=ln ab =p ,故p =r <q .答案 B12.已知函数f 【x )=ln x 1-x,若f 【a )+f 【b )=0,且0<a <b <1,则ab 的取值范围是________.解析 由题意可知ln a 1-a +ln b 1-b=0, 即ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1-a ×b 1-b =0,从而a 1-a ×b 1-b =1,化简得a +b =1,故ab =a 【1-a )=-a 2+a =-⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+14, 又0<a <b <1,∴0<a <12,故0<-⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+14<14. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14 13.【2016·浙江卷)已知a >b >1,若log a b +log b a =52,a b =b a ,则a =________,b=________.解析 ∵log a b +log b a =log a b +1log a b =52, ∴log a b =2或12.∵a >b >1,∴log a b <log a a =1,∴log a b =12,∴a =b 2.∵a b =b a ,∴【b 2)b =bb 2,∴b 2b =bb 2, ∴2b =b 2,∴b =2,∴a =4.答案 4 214.设x ∈[2,8]时,函数f 【x )=12log a 【ax )·log a 【a 2x )【a >0,且a ≠1)的最大值是1,最小值是-18,求a 的值.解 由题意知f 【x )=12【log a x +1)【log a x +2)=12【log 2a x +3log a x +2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫log a x +322-18. 当f 【x )取最小值-18时,log a x =-32.又∵x ∈[2,8],∴a ∈【0,1).∵f 【x )是关于log a x 的二次函数,∴函数f 【x )的最大值必在x =2或x =8时取得.若12⎝ ⎛⎭⎪⎫log a 2+322-18=1,则a =2-13, 此时f 【x )取得最小值时,x =【2-13)-32=2∉[2,8],舍去.若12⎝ ⎛⎭⎪⎫log a 8+322-18=1,则a =12, 此时f 【x )取得最小值时,x =⎝ ⎛⎭⎪⎫12-32=22∈[2,8], 符合题意,∴a =12.15.已知函数f 【x )=lg 1+x 1+ax【a ≠1)是奇函数. 【1)求a 的值;【2)若g 【x )=f 【x )+21+2x,x ∈【-1,1),求g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12的值. 解 【1)因为f 【x )为奇函数,所以对定义域内任意x ,都有f 【-x )+f 【x )=0,即lg 1-x 1-ax +lg 1+x 1+ax =lg 1-x 21-a 2x 2=0,a =±1, 由条件知a ≠1,所以a =-1.【2)因为f 【x )为奇函数,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=0. 令h 【x )=21+2x ,则h ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+h ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=21+2+21+12=2, 所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=2.。
2018版高考数学一轮总复习 第2章 函数、导数及其应用 2.6 对数与对数函数模拟演练 理[A 级 基础达标](时间:40分钟)1.[2017·广东湛江模拟]函数f (x )=1-ln x 的定义域是( ) A .(0,e) B .(0,e] C .[e ,+∞) D .(e ,+∞)答案 B解析 本题考查函数的定义域.要使函数f (x )=1-ln x 有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧1-ln x ≥0,x >0,解得0<x ≤e,则函数f (x )的定义域为(0,e],故选B.2.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,x ≥2,f x +,x <2,则函数f (log 23)的值为( )A .3 B.13C .6 D.16答案 D解析 f (log 23)=f (log 23+1)=f (log 26)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12 log 26=2-log 26=2log 216 =16.故选D.3.[2017·山东烟台模拟]已知log a 34<1,那么a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34∪(1,+∞)B.⎝ ⎛⎭⎪⎫34,+∞ C.⎝ ⎛⎭⎪⎫34,1 D .(1,+∞)答案 A解析 ∵log a 34<1=log a a ,故当0<a <1时,y =log a x 为减函数,0<a <34;当a >1时,y =log a x 为增函数,a >34,∴a >1,综上知A 正确.4.函数f (x )=ln (4+3x -x 2)的单调递减区间是( ) A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,32 B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ C.⎝ ⎛⎦⎥⎤-1,32 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,4 答案 D解析 y =ln t 是单调递增函数,则只需研究函数t =4+3x -x 2的单调递减区间,并注意t >0的限制.t =4+3x -x 2的单调递减区间为⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞,当x ≥4时,t ≤0,所以区间⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,4符合题意.5.[2017·湖南模拟]设a =log 36,b =log 510,c =log 714,则( ) A .c >b >a B .b >c >a C .a >c >b D .a >b >c答案 D解析 由对数运算法则得a =log 36=1+log 32,b =1+log 52,c =1+log 72,由对数函数图象得log 32>log 52>log 72,所以a >b >c ,故选D.6.[2017·西宁期末]函数f (x )=log a (x +2)+3(a >0,且a ≠1)的图象恒过定点________.答案 (-1,3)解析 当x +2=1时,x =-1,f (-1)=log a (-1+2)+3=3,所以函数f (x )=log a (x +2)+3的图象恒过定点(-1,3).7.[2015·浙江高考]若a =log 43,则2a+2-a=________. 答案433解析 ∵a =log 43=12log 23=log 23,∴2a +2-a=2log 23 +2-log 23 =3+2log 233 =3+33=433.8.函数f (x )=log a (6-ax )在[0,2]上为减函数,则a 的取值范围是________. 答案 (1,3)解析 底数a >0,y =6-ax 为减函数,又f (x )=log a (6-ax )为减函数,所以a >1,6-ax 在[0,2]上要恒大于零,即⎩⎪⎨⎪⎧a >1,6-2a >0,所以1<a <3.9.计算:(1)log 34273+lg 25+lg 4+7log 72; (2)(lg 2)2+lg 20×lg 5+ln (e e)+32-log 98.解 (1)原式=log 33 34 3+lg (25×4)+2=log 33-14 +lg 102+2=-14+2+2=154.(2)原式=(lg 2)2+(lg 2+lg 10)×(lg 10-lg 2)+ln e 32 +32312log 38=(lg 2)2+1-(lg 2)2+32+924=10+924.10.设f (x )=log a (1+x )+log a (3-x )(a >0,a ≠1),且f (1)=2. (1)求a 的值及f (x )的定义域;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值. 解 (1)∵f (1)=2,∴log a 4=2(a >0,a ≠1),∴a =2.由⎩⎪⎨⎪⎧1+x >0,3-x >0,得x ∈(-1,3),∴函数f (x )的定义域为(-1,3).(2)f (x )=log 2(1+x )+log 2(3-x )=log 2[(1+x )(3-x )]=log 2[-(x -1)2+4], ∴当x ∈(-1,1]时,f (x )是增函数; 当x ∈(1,3)时,f (x )是减函数,故函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值是f (1)=log 24=2.[B 级 知能提升](时间:20分钟)11.[2017·桂林模拟]使log 2(-x )<x +1成立的x 的取值范围是( ) A .(-1,0) B .[-1,0) C .(-2,0)D .[-2,0)答案 A解析 在同一坐标系内作出y =log 2(-x ),由y =x +1的图象知,满足条件的x ∈(-1,0),故选A.12.设a =log 3π,b =log 23,c =log 32,则( ) A .a >b >c B .a >c >b C .b >a >c D .b >c >a答案 A解析 ∵a =log 3π>log 33=1,b =log 23<log 22=1,∴a >b .又b c =12log 2312log 32=(log 23)2>1,∴b >c .故a >b >c .选A.13.[2017·河南模拟]已知2x =72y=A ,且1x +1y=2,则A 的值是________.答案 7 2解析 由2x =72y=A 得x =log 2A ,y =12log 7A ,则1x +1y =1log 2A +2log 7A =log A 2+2log A 7=log A 98=2,A 2=98.又A >0,故A =98=7 2.14.设x ∈[2,8]时,函数f (x )=12log a (ax )·log a (a 2x )(a >0,且a ≠1)的最大值是1,最小值是-18,求a 的值.解 由题意知f (x )=12(log a x +1)·(log a x +2)=12[(log a x )2+3log a x +2]=12⎝ ⎛⎭⎪⎫log a x +322-18.当f (x )取最小值-18时,log a x =-32.又∵x ∈[2,8],∴a ∈(0,1). ∵f (x )是关于log a x 的二次函数,∴函数f (x )的最大值必在x =2或x =8时取得. 若12⎝⎛⎭⎪⎫log a 2+322-18=1,则a =2-13 ,此时f (x )取得最小值时,x =(2-13 )-32=2∉[2,8],舍去. 若12⎝ ⎛⎭⎪⎫log a 8+322-18=1,则a =12,此时f (x )取得最小值时,x =⎝ ⎛⎭⎪⎫12-32=22∈[2,8],符合题意,∴a =12.。
第六节 对数函数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 a N =N ;②log a a b=b (a >0,且a ≠1). (2)换底公式:log a b =log c blog c a(a ,c 均大于0且不等于1,b >0).(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 M N=log a M -log a N ,③log a M n=n log a M (n ∈R ). 3.对数函数的定义、图象与性质4.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.1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)log 2x 2=2log 2x .( ) (2)当x >1时,log a x >0.( )(3)函数y =lg(x +3)+lg(x -3)与y =lg[(x +3)(x -3)]的定义域相同.( )(4)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,函数图象不在第二、三象限.( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√2.已知a =2,b =log 213,c =,则( ) A .a >b >c B .a >c >b C .c >b >aD .c >a >bD [∵0<a =2<20=1,b =log 213<log 21=0,c ==1,∴c >a >b .]3.已知函数y =log a (x +c )(a ,c 为常数,其中a >0,a ≠1)的图象如图261,则下列结论成立的是( )图261A .a >1,c >1B .a >1,0<c <1C .0<a <1,c >1D .0<a <1,0<c <1D [由图象可知y =log a (x +c )的图象是由y =log a x 的图象向左平移c 个单位得到的,其中0<c <1.再根据单调性可知0<a <1.]4.(教材改编)若log a 34<1(a >0,且a ≠1),则实数a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34 B .(1,+∞)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34∪(1,+∞) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫34,1 C [当0<a <1时,log a 34<log a a =1,∴0<a <34;当a >1时,log a 34<log a a =1,∴a >1.即实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34∪(1,+∞).] 5.(2017·杭州二次质检)计算:2log 510+log 514=________,2log 43=________.2 3 [2log 510+log 514=log 5⎝ ⎛⎭⎪⎫102×14=2,因为log 43=12log 23=log 23,所以2log 43=2log23= 3.](1)设2a =5b=m ,且a +b=2,则m 等于( ) A.10 B .10 C .20D .100(2)计算:⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 14-lg 25÷100-12=________. 【导学号:51062043】 (1)A (2)-20 [(1)∵2a =5b=m ,∴a =log 2m ,b =log 5m , ∴1a +1b =1log 2m +1log 5m =log m 2+log m 5=log m 10=2, ∴m =10.(2)原式=(lg 2-2-lg 52)×100=⎝⎛⎭⎪⎫lg122·52×10=(lg 10-2)×10=-2×10=-20.][规律方法] 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,然后正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、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转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.[变式训练1] (1)(2017·嘉兴市高三教学测试)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x,x ≥4,f x +,x <4,则f (2+log 23)的值为( )A .24B .16C .12D .8(2)(2015·浙江高考)计算:log 222=________,2log 23+log 43=________. (1)A (2)-12 3 3 [(1)∵3<2+log 23<4,∴f (2+log 23)=f (3+log 23)=23+log 23=8×3=24,故选A.(2)log 222=log 22-log 22=12-1=-12;2log 23+log 43=2log 23·2log 43=3×2log 43=3×2log23=3 3.](1)(2017·绍兴一模)若函数y =a |x |(a >0,且a ≠1)的值域为{y |y ≥1},则函数y =log a |x |的图象大致是( )A B C D(2)(2017·湖州调研)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________.【导学号:51062044】(1)B (2)(1,+∞) [(1)若函数y =a |x |(a >0,且a ≠1)的值域为{y |y ≥1},则a >1,故函数y =log a |x |的大致图象如图所示.故选B.(2)如图,在同一坐标系中分别作出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.][规律方法] 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.2.一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解. [变式训练2] 如图262,点A ,B 在函数y =log 2x +2的图象上,点C 在函数y =log 2x 的图象上,若△ABC 为等边三角形,且直线BC ∥y 轴,设点A 的坐标为(m ,n ),则m =( )图262A .2B .3 C. 2D. 3D [由题意知等边△ABC 的边长为2,则由点A 的坐标(m ,n )可得点B 的坐标为(m +3,n +1).又A ,B 两点均在函数y =log 2x +2的图象上,故有⎩⎨⎧log 2m +2=n ,log 2m +3+2=n +1,解得m =3,故选D.]☞角度1若a >b >0,0<c <1,则( )A .log a c <log b cB .log c a <log c bC .a c<b cD .c a>c bB [对于选项A :log a c =lg c lg a ,log b c =lg clg b ,∵0<c <1,∴lg c <0.而a >b >0,∴lg a >lg b ,但不能确定lg a ,lg b 的正负,∴log a c 与log b c 的大小不能确定.对于选项B :log c a =lg a lg c ,log c b =lg b lg c ,而lg a >lg b ,两边同乘一个负数1lg c 不等号方向改变,∴log c a <log c b ,∴选项B 正确.对于选项C :利用y =x c(0<c <1)在第一象限内是增函数,可得a c>b c,∴选项C 错误.对于选项D :利用y =c x(0<c <1)在R 上为减函数,可得c a<c b ,∴选项D 错误,故选B.]☞角度2 解简单的对数不等式(2016·浙江高考)已知a ,b >0且a ≠1,b ≠1,若log a b >1,则( )A .(a -1)(b -1)<0B .(a -1)(a -b )>0C .(b -1)(b -a )<0D .(b -1)(b -a )>0D [法一:log a b >1=log a a , 当a >1时,b >a >1;当0<a <1时,0<b <a <1.只有D 正确. 法二:取a =2,b =3,排除A ,B ,C ,故选D.] ☞角度3 探究对数型函数的性质已知函数f (x )=log a (3-ax ),是否存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由.[解] 假设存在满足条件的实数a .∵a >0,且a ≠1,∴u =3-ax 在[1,2]上是关于x 的减函数.4分 又f (x )=log a (3-ax )在[1,2]上是关于x 的减函数, ∴函数y =log a u 是关于u 的增函数, ∴a >1,x ∈[1,2]时,u 最小值为3-2a ,8分f (x )最大值为f (1)=log a (3-a ),∴⎩⎪⎨⎪⎧3-2a >0,log a-a =1,即⎩⎪⎨⎪⎧a <32,a =32,12分故不存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为 1.15分[规律方法] 利用对数函数的性质研究对数型函数性质,要注意以下四点:一是定义域;二是底数与1的大小关系;三是如果需将函数解析式变形,一定确保其等价性;四是复合函数的构成,即它是由哪些基本初等函数复合而成的.[思想与方法]1.对数值取正、负值的规律当a>1且b>1或0<a<1且0<b<1时,log a b>0;当a>1且0<b<1或0<a<1且b>1时,log a b<0.2.利用单调性可解决比较大小、解不等式、求最值等问题,其基本方法是“同底法”,即把不同底的对数式化为同底的对数式,然后根据单调性来解决.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.4.多个对数函数图象比较底数大小的问题,可通过比较图象与直线y=1交点的横坐标进行判定.[易错与防范]1.在对数式中,真数必须是大于0的,所以对数函数y=log a x的定义域应为(0,+∞).对数函数的单调性取决于底数a与1的大小关系,当底数a与1的大小关系不确定时,要分0<a<1与a>1两种情况讨论.2.在运算性质log a Mα=αlog a M中,要特别注意条件,在无M>0的条件下应为log a Mα=αlog a |M |(α∈N *,且α为偶数).3.解决与对数函数有关的问题时需注意两点:(1)务必先研究函数的定义域;(2)注意对数底数的取值范围.课时分层训练(八) 对数函数A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、选择题 1.函数y =的定义域是( )A .[1,2]B .[1,2)C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1 D.⎝ ⎛⎦⎥⎤12,1 D [由(2x -1)≥0⇒0<2x -1≤1⇒12<x ≤1.]2.(2017·石家庄模拟)已知a =log 23+log 23,b =log 29-log 23,c =log 32,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a =b <cB .a =b >cC .a <b <cD .a >b >cB [因为a =log 23+log 23=log 233=32log 23>1,b =log 29-log 23=log 233=a ,c =log 32<log 33=1,所以a =b >c .]3.若函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象如图263所示,则下列函数图象正确的是( )图263A B C DB [由题图可知y =log a x 的图象过点(3,1), ∴log a 3=1,即a =3.A 项,y =3-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 在R 上为减函数,错误;B 项,y =x 3符合;C 项,y =(-x )3=-x 3在R 上为减函数,错误; D 项,y =log 3(-x )在(-∞,0)上为减函数,错误.]4.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 .-1D.72A [由题意可知f (1)=log 21=0,f (f (1))=f (0)=30+1=2, f ⎝⎛⎭⎪⎫log 312=3+1=3log 32+1=2+1=3,所以f (f (1))+f ⎝⎛⎭⎪⎫log 312=5.] 5.已知y =log a (2-ax )在区间[0,1]上是减函数,则a 的取值范围是( )【导学号:51062045】A .(0,1)B .(0,2)C .(1,2)D .[2,+∞)C [因为y =log a (2-ax )在[0,1]上单调递减,u =2-ax (a >0)在[0,1]上是减函数,所以y =log a u 是增函数,所以a >1.又2-a >0,所以1<a <2.]二、填空题6.lg 52+2lg 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=________. 【导学号:51062046】-1 [lg 52+2lg 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=lg 5-lg 2+2lg 2-2=(lg 5+lg 2)-2=1-2=-1.]7.(2017·“江南十校”信息优化卷)设函数f (x )=lg(x 2-4),则f (x )的定义域为________,单调递增区间为________.(-∞,-2)∪(2,+∞) (2,+∞) [由x 2-4>0,得f (x )的定义域为(-∞,-2)∪(2,+∞).其单调递增区间为(2,+∞).]8.(2016·浙江高考)已知a >b >1,若log a b +log b a =52,a b =b a,则a =________,b =________.4 2 [∵log a b +log b a =log a b +1log a b =52,∴log a b =2或12.∵a >b >1,∴log a b <log a a =1, ∴log a b =12,∴a =b 2.∵a b =b a ,∴(b 2)b =bb 2,∴b 2b =bb 2, ∴2b =b 2,∴b =2,∴a =4.] 三、解答题9.设f (x )=log a (1+x )+log a (3-x )(a >0,a ≠1),且f (1)=2. (1)求a 的值及f (x )的定义域;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值. 【导学号:51062047】 [解] (1)∵f (1)=2, ∴log a 4=2(a >0,a ≠1), ∴a =2.4分由⎩⎪⎨⎪⎧1+x >0,3-x >0,得x ∈(-1,3),∴函数f (x )的定义域为(-1,3).8分 (2)f (x )=log 2(1+x )+log 2(3-x )=log 2(1+x )(3-x )=log 2[-(x -1)2+4],12分 ∴当x ∈(-1,1]时,f (x )是增函数; 当x ∈(1,3)时,f (x )是减函数,故函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值是f (1)=log 24=2.15分10.已知函数f (x )=log a (3-ax ).(1)当x ∈[0,2]时,函数f (x )恒有意义,求实数a 的取值范围;(2)是否存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由.[解] (1)∵a >0且a ≠1,设t (x )=3-ax ,则t (x )=3-ax 为减函数,x ∈[0,2]时,t (x )最小值为3-2a ,当x ∈[0,2],f (x )恒有意义,即x ∈[0,2]时,3-ax >0恒成立.∴3-2a >0.∴a <32.5分又a >0且a ≠1,∴a ∈(0,1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32.7分 (2)t (x )=3-ax ,∵a >0,∴函数t (x )为减函数,8分 ∵f (x )在区间[1,2]上为减函数, ∴y =log a t 为增函数,10分∴a >1,x ∈[1,2]时,t (x )最小值为3-2a ,f (x )最大值为f (1)=log a (3-a ), ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3-2a >0,log a -a =1,即⎩⎪⎨⎪⎧ a <32,a =32,13分故不存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为 1.15分B 组 能力提升(建议用时:15分钟)1.(2016·浙江名校(河桥中学)交流卷三)已知函数f (x )=|log 2x |,正实数m ,n 满足m <n ,且f (m )=f (n ),若f (x )在区间[m 2,n ]上的最大值为2,则m +n =( )A.12B.32 C .2 D.52D [∵f (x )=|log 2x |,且f (m )=f (n ),∴mn =1.又0<m <n ,则有0<m <1<n ,从而有0<m 2<m <1<n ,则|log 2m 2|=2|log 2m |=2|log 2n |>|log 2n |.∵f (x )=|log 2x |在区间[m 2,n ]上的最大值为2,∴|log 2m 2|=2,即|log 2m |=1,∴m =12(m =2舍去),∴n =2. ∴m +n =52.] 2.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________. 【导学号:51062048】(1,2] [当x ≤2时,y =-x +6≥4.∵f (x )的值域为[4,+∞),∴当a >1时,3+log a x >3+log a 2≥4,∴log a 2≥1,∴1<a ≤2;当0<a <1时,3+log a x <3+log a 2,不合题意.故a ∈(1,2].]3.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.[解] (1)要使函数f (x )有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧ x +1>0,1-x >0,解得-1<x <1.3分故所求函数f (x )的定义域为(-1,1).6分(2)证明:由(1)知f (x )的定义域为(-1,1), 且f (-x )=log a (-x +1)-log a (1+x )=-[log a (x +1)-log a (1-x )]=-f (x ),故f (x )为奇函数.10分(3)因为当a >1时,f (x )在定义域(-1,1)内是增函数,所以f (x )>0⇔x +11-x>1,解得0<x <1, 所以使f (x )>0的x 的解集是(0,1).15分。
第六节 对数函数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 a N =N ;②log a a b=b (a >0,且a ≠1). (2)换底公式:log a b =log c blog c a(a ,c 均大于0且不等于1,b >0).(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 M N=log a M -log a N ,③log a M n=n log a M (n ∈R ). 3.对数函数的定义、图象与性质4.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.1.(思考辨析)判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)log 2x 2=2log 2x .( ) (2)当x >1时,log a x >0.( )(3)函数y =lg(x +3)+lg(x -3)与y =lg[(x +3)(x -3)]的定义域相同.( )(4)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,函数图象不在第二、三象限.( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√2.已知a =2,b =log 213,c =,则( )A .a >b >cB .a >c >bC .c >b >aD .c >a >bD [∵0<a =2<20=1,b =log 213<log 21=0,c ==1,∴c >a >b .]3.已知函数y =log a (x +c )(a ,c 为常数,其中a >0,a ≠1)的图象如图261,则下列结论成立的是( )图261A .a >1,c >1B .a >1,0<c <1C .0<a <1,c >1D .0<a <1,0<c <1D [由图象可知y =log a (x +c )的图象是由y =log a x 的图象向左平移c 个单位得到的,其中0<c <1.再根据单调性可知0<a <1.]4.(教材改编)若log a 34<1(a >0,且a ≠1),则实数a 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34 B .(1,+∞)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34∪(1,+∞) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫34,1 C [当0<a <1时,log a 34<log a a =1,∴0<a <34;当a >1时,log a 34<log a a =1,∴a >1.即实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34∪(1,+∞).] 5.(2017·杭州二次质检)计算:2log 510+log 514=________,2log 43=________.2 3 [2log 510+log 514=log 5⎝ ⎛⎭⎪⎫102×14=2,因为log 43=12log 23=log 23,所以2log 43=2log23= 3.](1)设2a =5b=m ,且a +b=2,则m 等于( ) A.10B .10 C .20D .100(2)计算:⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 14-lg 25÷100-12=________. 【导学号:51062043】 (1)A (2)-20 [(1)∵2a =5b=m ,∴a =log 2m ,b =log 5m , ∴1a +1b =1log 2m +1log 5m =log m 2+log m 5=log m 10=2, ∴m =10.(2)原式=(lg 2-2-lg 52)×100=⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 122·52×10=(lg 10-2)×10=-2×10=-20.][规律方法] 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,然后正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、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转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.[变式训练1] (1)(2017·嘉兴市高三教学测试)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x,x ≥4,f x +,x <4,则f (2+log 23)的值为( )A .24B .16C .12D .8(2)(2015·浙江高考)计算:log 222=________,2log 23+log 43=________. (1)A (2)-12 3 3 [(1)∵3<2+log 23<4,∴f (2+log 23)=f (3+log 23)=23+log 23=8×3=24,故选A.(2)log 222=log 22-log 22=12-1=-12;2log 23+log 43=2log 23·2log 43=3×2log 43=3×2log23=3 3.](1)(2017·绍兴一模)若函数y =a |x |(a >0,且a ≠1)的值域为{y |y ≥1},则函数y =log a |x |的图象大致是( )A B C D(2)(2017·湖州调研)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________.【导学号:51062044】(1)B (2)(1,+∞) [(1)若函数y =a |x |(a >0,且a ≠1)的值域为{y |y ≥1},则a >1,故函数y =log a |x |的大致图象如图所示.故选B.(2)如图,在同一坐标系中分别作出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.][规律方法] 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.2.一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解. [变式训练2] 如图262,点A ,B 在函数y =log 2x +2的图象上,点C 在函数y =log 2x 的图象上,若△ABC 为等边三角形,且直线BC ∥y 轴,设点A 的坐标为(m ,n ),则m =( )图262A .2B .3 C. 2D. 3D [由题意知等边△ABC 的边长为2,则由点A 的坐标(m ,n )可得点B 的坐标为(m +3,n +1).又A ,B 两点均在函数y =log 2x +2的图象上,故有⎩⎨⎧log 2m +2=n ,log 2m +3+2=n +1,解得m =3,故选D.]☞角度1若a >b >0,0<c <1,则( )A .log a c <log b cB .log c a <log c bC .a c<b cD .c a>c bB [对于选项A :log a c =lg c lg a ,log b c =lg clg b ,∵0<c <1,∴lg c <0.而a >b >0,∴lg a >lg b ,但不能确定lg a ,lg b 的正负,∴log a c 与log b c 的大小不能确定.对于选项B :log c a =lg a lg c ,log c b =lg b lg c ,而lg a >lg b ,两边同乘一个负数1lg c 不等号方向改变,∴log c a <log c b ,∴选项B 正确.对于选项C :利用y =x c(0<c <1)在第一象限内是增函数,可得a c>b c,∴选项C 错误.对于选项D :利用y =c x(0<c <1)在R 上为减函数,可得c a<c b ,∴选项D 错误,故选B.]☞角度2 解简单的对数不等式(2016·浙江高考)已知a ,b >0且a ≠1,b ≠1,若log a b >1,则( )A .(a -1)(b -1)<0B .(a -1)(a -b )>0C .(b -1)(b -a )<0D .(b -1)(b -a )>0D [法一:log a b >1=log a a , 当a >1时,b >a >1;当0<a <1时,0<b <a <1.只有D 正确. 法二:取a =2,b =3,排除A ,B ,C ,故选D.] ☞角度3 探究对数型函数的性质已知函数f (x )=log a (3-ax ),是否存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由.[解] 假设存在满足条件的实数a .∵a >0,且a ≠1,∴u =3-ax 在[1,2]上是关于x 的减函数.4分 又f (x )=log a (3-ax )在[1,2]上是关于x 的减函数, ∴函数y =log a u 是关于u 的增函数, ∴a >1,x ∈[1,2]时,u 最小值为3-2a ,8分f (x )最大值为f (1)=log a (3-a ),∴⎩⎪⎨⎪⎧3-2a >0,log a-a =1,即⎩⎪⎨⎪⎧a <32,a =32,12分故不存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为 1.15分[规律方法] 利用对数函数的性质研究对数型函数性质,要注意以下四点:一是定义域;二是底数与1的大小关系;三是如果需将函数解析式变形,一定确保其等价性;四是复合函数的构成,即它是由哪些基本初等函数复合而成的.[思想与方法]1.对数值取正、负值的规律当a>1且b>1或0<a<1且0<b<1时,log a b>0;当a>1且0<b<1或0<a<1且b>1时,log a b<0.2.利用单调性可解决比较大小、解不等式、求最值等问题,其基本方法是“同底法”,即把不同底的对数式化为同底的对数式,然后根据单调性来解决.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.4.多个对数函数图象比较底数大小的问题,可通过比较图象与直线y=1交点的横坐标进行判定.[易错与防范]1.在对数式中,真数必须是大于0的,所以对数函数y=log a x的定义域应为(0,+∞).对数函数的单调性取决于底数a与1的大小关系,当底数a与1的大小关系不确定时,要分0<a<1与a>1两种情况讨论.2.在运算性质log a Mα=αlog a M中,要特别注意条件,在无M>0的条件下应为log a Mα=αlog a |M |(α∈N *,且α为偶数).3.解决与对数函数有关的问题时需注意两点:(1)务必先研究函数的定义域;(2)注意对数底数的取值范围.课时分层训练(八) 对数函数A 组 基础达标 (建议用时:30分钟)一、选择题 1.函数y =的定义域是( )A .[1,2]B .[1,2)C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1 D.⎝ ⎛⎦⎥⎤12,1 D [由(2x -1)≥0⇒0<2x -1≤1⇒12<x ≤1.]2.(2017·石家庄模拟)已知a =log 23+log 23,b =log 29-log 23,c =log 32,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a =b <cB .a =b >cC .a <b <cD .a >b >cB [因为a =log 23+log 23=log 233=32log 23>1,b =log 29-log 23=log 233=a ,c =log 32<log 33=1,所以a =b >c .]3.若函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象如图263所示,则下列函数图象正确的是( )图263A B C DB [由题图可知y =log a x 的图象过点(3,1), ∴log a 3=1,即a =3.A 项,y =3-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 在R 上为减函数,错误;B 项,y =x 3符合;C 项,y =(-x )3=-x 3在R 上为减函数,错误; D 项,y =log 3(-x )在(-∞,0)上为减函数,错误.]4.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.72A [由题意可知f (1)=log 21=0,f (f (1))=f (0)=30+1=2, f ⎝⎛⎭⎪⎫log 312=3+1=3log 32+1=2+1=3,所以f (f (1))+f ⎝⎛⎭⎪⎫log 312=5.] 5.已知y =log a (2-ax )在区间[0,1]上是减函数,则a 的取值范围是( )【导学号:51062045】A .(0,1)B .(0,2)C .(1,2)D .[2,+∞)C [因为y =log a (2-ax )在[0,1]上单调递减,u =2-ax (a >0)在[0,1]上是减函数,所以y =log a u 是增函数,所以a >1.又2-a >0,所以1<a <2.]二、填空题6.lg 52+2lg 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=________. 【导学号:51062046】-1 [lg 52+2lg 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=lg 5-lg 2+2lg 2-2=(lg 5+lg 2)-2=1-2=-1.]7.(2017·“江南十校”信息优化卷)设函数f (x )=lg(x 2-4),则f (x )的定义域为________,单调递增区间为________.(-∞,-2)∪(2,+∞) (2,+∞) [由x 2-4>0,得f (x )的定义域为(-∞,-2)∪(2,+∞).其单调递增区间为(2,+∞).]8.(2016·浙江高考)已知a >b >1,若log a b +log b a =52,a b =b a,则a =________,b =________.4 2 [∵log a b +log b a =log a b +1log a b =52,∴log a b =2或12.∵a >b >1,∴log a b <log a a =1, ∴log a b =12,∴a =b 2.∵a b =b a ,∴(b 2)b =bb 2,∴b 2b =bb 2, ∴2b =b 2,∴b =2,∴a =4.] 三、解答题9.设f (x )=log a (1+x )+log a (3-x )(a >0,a ≠1),且f (1)=2. (1)求a 的值及f (x )的定义域;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值. 【导学号:51062047】 [解] (1)∵f (1)=2, ∴log a 4=2(a >0,a ≠1), ∴a =2.4分由⎩⎪⎨⎪⎧1+x >0,3-x >0,得x ∈(-1,3),∴函数f (x )的定义域为(-1,3).8分 (2)f (x )=log 2(1+x )+log 2(3-x )=log 2(1+x )(3-x )=log 2[-(x -1)2+4],12分 ∴当x ∈(-1,1]时,f (x )是增函数; 当x ∈(1,3)时,f (x )是减函数,故函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上的最大值是f (1)=log 24=2.15分10.已知函数f (x )=log a (3-ax ).(1)当x ∈[0,2]时,函数f (x )恒有意义,求实数a 的取值范围;(2)是否存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由.[解] (1)∵a >0且a ≠1,设t (x )=3-ax ,则t (x )=3-ax 为减函数,x ∈[0,2]时,t (x )最小值为3-2a ,当x ∈[0,2],f (x )恒有意义,即x ∈[0,2]时,3-ax >0恒成立.∴3-2a >0.∴a <32.5分又a >0且a ≠1,∴a ∈(0,1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32.7分 (2)t (x )=3-ax ,∵a >0,∴函数t (x )为减函数,8分 ∵f (x )在区间[1,2]上为减函数, ∴y =log a t 为增函数,10分∴a >1,x ∈[1,2]时,t (x )最小值为3-2a ,f (x )最大值为f (1)=log a (3-a ), ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 3-2a >0,log a -a =1,即⎩⎪⎨⎪⎧ a <32,a =32,13分故不存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为 1.15分B 组 能力提升(建议用时:15分钟)1.(2016·浙江名校(河桥中学)交流卷三)已知函数f (x )=|log 2x |,正实数m ,n 满足m <n ,且f (m )=f (n ),若f (x )在区间[m 2,n ]上的最大值为2,则m +n =( )A.12B.32 C .2 D.52D [∵f (x )=|log 2x |,且f (m )=f (n ),∴mn =1.又0<m <n ,则有0<m <1<n ,从而有0<m 2<m <1<n ,则|log 2m 2|=2|log 2m |=2|log 2n |>|log 2n |.∵f (x )=|log 2x |在区间[m 2,n ]上的最大值为2,∴|log 2m 2|=2,即|log 2m |=1,∴m =12(m =2舍去),∴n =2. ∴m +n =52.] 2.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________. 【导学号:51062048】(1,2] [当x ≤2时,y =-x +6≥4.∵f (x )的值域为[4,+∞),∴当a >1时,3+log a x >3+log a 2≥4,∴log a 2≥1,∴1<a ≤2;当0<a <1时,3+log a x <3+log a 2,不合题意.故a ∈(1,2].]3.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.[解] (1)要使函数f (x )有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧ x +1>0,1-x >0,解得-1<x <1.3分故所求函数f (x )的定义域为(-1,1).6分(2)证明:由(1)知f (x )的定义域为(-1,1),且f (-x )=log a (-x +1)-log a (1+x )=-[log a (x +1)-log a (1-x )]=-f (x ),故f (x )为奇函数.10分(3)因为当a >1时,f (x )在定义域(-1,1)内是增函数,所以f (x )>0⇔x +11-x>1,解得0<x <1, 所以使f (x )>0的x 的解集是(0,1).15分。