函数反函数对数及对数函数
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函数一、函数:1.函数的概念(1)函数的定义:设B A 、是两个非空的数集,如果按照某种对应法则f ,对于集合A 中的每一个数x ,在集合B 中都有唯一确定的数和它对应,那么这样的对应叫做从A 到B 的一个函数,通常记为A x x f y ∈=),( (2)函数的定义域、值域在函数A x x f y ∈=),(中,x 叫做自变量,x 的取值范围A 叫做)(x f y =的定义域;与x 的值相对应的y 值叫做函数值,函数值的集合{}A x x f ∈)(称为函数)(x f y =的值域。
(2)函数的三要素:定义域、值域和对应法则 2.映射的概念设B A 、是两个集合,如果按照某种对应法则f ,对于集合A 中的任意元素,在集合B 中都有唯一确定的元素与之对应,那么这样的单值对应叫做从A 到B 的映射,通常记为B A f →:重、难点突破重点:掌握映射的概念、函数的概念,会求函数的定义域、值域 难点:求函数的值域和求抽象函数的定义域 重难点:1.关于抽象函数的定义域求抽象函数的定义域,如果没有弄清所给函数之间的关系,求解容易出错误 问题1:已知函数)(x f y =的定义域为][b a ,,求)2(+=x f y 的定义域 问题2:已知)2(+=x f y 的定义域是][b a ,,求函数)(x f y =的定义1. 求值域的几种常用方法(1)配方法:对于(可化为)“二次函数型”的函数常用配方法,如求函数4cos 2sin 2+--=x x y ,可变为2)1(cos 4cos 2sin 22+-=+--=x x x y 解决(2)基本函数法:一些由基本函数复合而成的函数可以利用基本函数的值域来求,如函数)32(log 221++-=x x y 就是利用函数u y 21log =和322++-=x x u 的值域来求。
(3)判别式法:通过对二次方程的实根的判别求值域。
如求函数22122+-+=x x x y 的值域 由22122+-+=x x x y 得012)1(22=-++-y x y yx ,若0=y ,则得21-=x ,所以0=y 是函数值域中的一个值;若0≠y ,则由0)12(4)]1(2[2≥--+-=∆y y y 得021332133≠+≤≤-y y 且,故所求值域是]2133,2133[+- (4)分离常数法:常用来求“分式型”函数的值域。
对数函数运算公式大全1. 对数函数的定义:y = loga x,其中a为正数且a ≠ 1,x为正数。
则y表示以a为底,x的对数。
2. 对数函数与指数函数互为反函数:loga a^x = x,a^loga x = x。
3. 对数函数的性质:① loga (xy) = loga x + loga y。
② loga (x/y) = loga x - loga y。
③ loga x^n = n loga x。
④ logb x = loga x / loga b。
⑤ loga √x = 1/2 loga x。
⑥ loga (1/x) = -loga x。
4. 常用对数函数值:① log10 1 = 0。
② log10 10 = 1。
③ log10 100 = 2。
④ log10 1000 = 3。
⑤ loge 1 = 0。
⑥ loge e = 1。
5. 解对数方程的方法:①转化为指数形式,即a^x = b。
②化简为一般形式,即loga (mx + n) = p。
将等式两边化为指数形式。
③变形为倒数形式,即loga x - loga (x - 1) = b。
将等式两边化为分数形式。
6. 求解对数函数性质的方法:①分解对数式。
②合并同类项。
③平方移项。
④如有必要,将对数式转化为指数式。
⑤根据指数函数的性质求解。
7. 对数函数的图像特征:①定义域为正实数集。
②值域为全体实数集。
③函数图像关于直线y = x对称。
④在x轴上有一个特殊点:x = 1,此时对数值为0。
⑤在函数图像上任意两点的连线与x轴所成的角度相等,且这个角度叫做该点的倾角。
第六节对数与对数函数学习要求:1.理解对数的概念及其运算性质,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,了解对数在化简运算中的作用.2.理解对数函数的概念,理解对数函数的单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点.3.知道对数函数是一类重要的函数模型.4.了解指数函数y=a x与对数函数y=log a x互为反函数(a>0,且a≠1).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=logN ,其中③ a 叫做对数的底数,④N 叫做真数.a(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) ⑤log a N常用对数底数为10 ⑥lg N自然对数底数为e ⑦ln N2.对数的性质与运算法则(1)对数的性质:a log a N=⑧N ;log a a N=⑨N .(a>0,且a≠1)(2)对数的重要公式:换底公式:⑩log b N =log a N(a,b均大于0且不等于1);log a b,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大于相关结论:log a b=1log b a0).(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 aN; log a MN = log a M -log a N ; log a M n = n log a M (n ∈R); lo g a m M n =nm log a M (m ,n ∈R,且m ≠0). 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4.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. 知识拓展对数函数的图象与底数大小的比较如图,作直线y =1,则该直线与四个函数图象交点的横坐标为相应的底数,故0<c <d <1<a <b.由此我们可得到以下规律:在第一象限内,从左到右底数逐渐增大.1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“✕”). (1)log a (MN )=log a M +log a N. ( ) (2)log a x ·log a y =log a (x +y ). ( )(3)log 2x 2=2log 2x. ( ) (4)若log a m <log a n ,则m <n. ( )(5)函数y =ln 1+x1-x 与函数y =ln(1+x )-ln(1-x )的定义域相同.( )(6)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),其图象经过第一,四象限.( )答案 (1)✕ (2)✕ (3)✕ (4)✕ (5)√ (6)√ 2.log 525+1612=( )A.94 B.6 C.214 D.9答案 B log 525+1612=log 552+(42)12=2log 55+4=6.故选B . 3.下列各式中正确的是( )A.log a 6log a3=log a 2 B.lg 2+lg 5=lg 7 C.(ln x )2=2ln x D.lg √x 35=35lg x答案 D 对于A 选项,由换底公式得log a 6log a3=log 36=1+log 32,故A 错;对于B 选项,lg 2+lg 5=lg(2×5)=1,故B 错; 对于C 选项,(ln x )2=ln x ×ln x ≠2ln x ,故C 错;对于D选项,lg √x 35=lg x 35=35lg x ,故D 正确.故选D.4.(2020安徽月考)已知a =log 23,b =(12)12,c =(13)13,则a ,b ,c 的大小关系是 ( )A.a <b <cB.a <c <bC.b <c <aD.c <b <a 答案 D 因为a =log 23>log 22=1,0<b =(12)12<(12)0=1,0<c =(13)13<(13)0=1, 又b 6=(12)3=18,c 6=(13)2=19,所以b 6>c 6,所以b >c ,即c <b <a.故选D.5.(2020河北唐山第十一中学期末)函数f (x )=lg(x -2)的定义域为 ( )A.(-∞,+∞)B.(-2,2)C.[2,+∞)D.(2,+∞)答案 D 函数f (x )=lg(x -2)的定义域为x -2>0,即x >2,所以函数f (x )=lg(x -2)的定义域为(2,+∞),故选D .6.(易错题)已知a >0,且a ≠1,则函数f (x )=a x 与函数g (x )=log a x 的图象可能是( )答案 B 由函数f (x )=a x 与函数g (x )=log a x 互为反函数,得图象关于y =x 对称,从而排除A,C,D.易知当a >1时,两函数图象与B 选项中的图象相同.故选B. 易错分析 忽视反函数的定义.对数的概念、性质与运算角度一 对数的概念与性质典例1 (1)若log a 2=m ,log a 5=n (a >0,且a ≠1),则a 3m +n = ( )A.11B.13C.30D.40 (2)已知2a =5b =10,则a+bab = . (3)设52log 5(2x -1)=9,则x = . 答案 (1)D (2)1 (3)2 角度二 对数的运算典例2 计算:(1)(lg 2)2+lg 2·lg 50+lg 25; (2)log 3√2743+lg 5+7log 72+log 23·log 94+lg 2; (3)(log 32+log 92)·(log 43+log 83).解析 (1)原式=(lg 2)2+(1+lg 5)·lg 2+lg 52=(lg 2+lg 5+1)·lg 2+2lg 5=(1+1)·lg 2+2lg 5=2(lg 2+lg 5)=2.(2)原式=log 3334-1+lg 5+2+lg3lg2·2lg22lg3+lg 2=34-1+(lg 5+lg 2)+2+1=-14+1+3=154.(3)原式=log 32·log 43+log 32·log 83+log 92·log 43+log 92·log 83 =lg2lg3·lg32lg2+lg2lg3·lg33lg2+lg22lg3·lg32lg2+lg22lg3·lg33lg2=12+13+14+16=54. 规律总结对数运算的求解思路(1)首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,然后利用对数的运算性质求解.(2)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性质,将其转化为同底数对数的真数的积、商、幂的运算.1.(lg 5)2+lg 2·lg 5+lg 20-log 23·log 38+2(1+log 25)= . 答案 9解析 原式=lg 5·(lg 5+lg 2)+lg 2+lg 10-log 23·log 28log 23+2·2log 25=1+1-3+10=9.2.如果45x =3,45y =5,那么2x +y = . 答案 1解析 ∵45x =3,45y =5,∴x =log 453,y =log 455,∴2x +y =2log 453+log 455=log 459+log 455=log 45(9×5)=1.对数函数的图象及应用典例3 (1)函数f (x )=ln|x -1|的大致图象是( )(2)当0<x ≤12时,4x <log a x (a >0,且a ≠1),则a 的取值范围是 ( )A.(0,√22) B.(√22,1) C.(1,√2) D.(√2,2)(3)已知函数f (x )=4+log a (x -1)(a >0,且a ≠1)的图象恒过定点P ,则点P 的坐标是 .答案 (1)B (2)B (3)(2,4)解析 (1)当x >1时, f (x )=ln(x -1),又f (x )的图象关于直线x =1对称,所以选B .(2)易知0<a <1,函数y =4x与y =log a x 的大致图象如图所示,则由题意可知只需满足log a 12>412,解得a >√22,∴√22<a <1,故选B .方法技巧对数函数图象的应用方法一些对数型方程、不等式的问题常转化为相应函数的图象问题,利用数形结合求解.1.(2020黑龙江齐齐哈尔第六中学模拟)函数f(x)=|log a(x+1)|(a>0,且a≠1)的大致图象是()答案C函数f(x)=|log a(x+1)|的定义域为{x|x>-1},且对任意的x∈(-1,+∞),均有f(x)≥0,结合对数函数的图象可知选C.2.函数y=x-a与函数y=log a x(a>0,且a≠1)在同一坐标系中的图象可能是()答案C当a>1时,对数函数y=log a x为增函数,当x=1时,函数y=x-a的值为负,故A、D错误; 当0<a<1时,对数函数y=log a x为减函数,当x=1时,函数y=x-a的值为正,故B错误,C正确.故选C.对数函数的性质及应用角度一比较对数值的大小典例4(1)(2018天津,5,5分)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(2)已知f (x )满足f (x )-f (-x )=0,且在(0,+∞)上单调递减,若a =(79)-14,b =(97)15,c =log 219,则f (a ), f (b ), f (c )的大小关系为 ( )A.f (b )<f (a )<f (c )B.f (c )<f (b )<f (a )C.f (c )<f (a )<f (b )D.f (b )<f (c )<f (a ) 答案 (1)D (2)C解析 (1)由已知得c =log 23,∵log 23>log 2e>1,b =ln 2<1,∴c >a >b ,故选D . (2)∵f (x )-f (-x )=0,∴f (x )=f (-x ), ∴f (x )为偶函数.∵c =log 219<0,∴f (c )=f (-log 219) =f (-log 219)=f (log 29),∵log 29>log 24=2,2>(97)1>a =(79)-14=(97)14>(97)15=b >0,∴log 29>a >b.∵f (x )在(0,+∞)单调递减, ∴f (log 29)<f (a )<f (b ), 即f (c )<f (a )<f (b ). 故选C .角度二 解简单的对数不等式典例5 (1)函数f (x )=√(log 2x )-1的定义域为 ( )A.(0,12)B.(2,+∞)C.(0,12)∪(2,+∞) D.(0,12]∪[2,+∞) (2)函数y =√log 3(2x -1)+1的定义域是 ( )A.[1,2]B.[1,2)C.[23,+∞)D.(23,+∞) 答案 (1)C (2)C角度三 对数函数性质的综合应用典例6 已知函数f (x )=log a (ax 2-x +1)(a >0,且a ≠1). (1)若a =12,求函数f (x )的值域;(2)当f (x )在[14,32]上为增函数时,求a 的取值范围. 解析 (1)当a =12时,ax 2-x +1=12x 2-x +1=12[(x -1)2+1]>0恒成立, 故函数f (x )的定义域为R,∵12x 2-x +1=12[(x -1)2+1]≥12,且函数y =lo g 12x 在(0,+∞)上单调递减,∴lo g 12(12x 2-x +1)≤lo g 1212=1,即函数f (x )的值域为(-∞,1]. (2)由题意可知,①当a >1时,由复合函数的单调性可知,必有y =ax 2-x +1在[14,32]上单调递增,且ax 2-x +1>0对任意的x ∈[14,32]恒成立,所以{x =12a ≤14,a ·(14)2-14+1>0,解得a ≥2;②当0<a <1时,同理可得必有y =ax 2-x +1在[14,32]上单调递减,且ax 2-x +1>0对任意的x ∈[14,32]恒成立,所以{x =12a ≥32,a ·(32)2-32+1>0,解得29<a ≤13.综上,a 的取值范围是(29,13]∪[2,+∞).规律总结1.比较对数值大小的方法(1)若底数为同一常数,则可由对数函数的单调性直接进行判断;若底数为同一字母,则需对底数进行分类讨论.(2)若底数不同,真数相同,则可以先用换底公式化为同底后,再进行比较. (3)若底数与真数都不同,则常借助1,0等中间值进行比较.2.对数不等式的类型及解法(1)形如log a x >log a b (a >0,且a ≠1)的不等式,需借助y =log a x 的单调性求解,如果a 的取值不确定,那么需要分为a >1与0<a <1两种情况讨论.(2)形如log a x >b (a >0,且a ≠1)的不等式,需先将b 化为以a 为底的对数式的形式,再求解.1.设a =log 36,b =log 510,c =log 714,则 ( )A.c >b >aB.b >c >aC.a >c >bD.a >b >c答案 D ∵a =log 36=1+log 32=1+1log 23,b =log 510=1+log 52=1+1log 25,c =log 714=1+log 72=1+1log 27,且log 27>log 25>log 23>0,∴a >b >c.2.(2019山东高考模拟)已知f (x )=e x -1+4x -4,若正实数a 满足f (log a 34)<1,则a 的取值范围是( )A.a >34 B.0<a <34或a >43 C.0<a <34或a >1 D.a >1答案 C 因为y =e x -1与y =4x -4都是在R 上的增函数,所以f (x )=e x -1+4x -4是在R 上的增函数,又因为f (1)=e 1-1+4-4=1,所以f (log a 34)<1等价于log a 34<1,所以log a 34<log a a ,当0<a <1时,y =log a x 在(0,+∞)上单调递减,所以a <34,故0<a <34; 当a >1时,y =log a x 在(0,+∞)上单调递增,所以a >34,故a >1, 综上所述,a 的取值范围是0<a <34或a >1.故选C.3.(2020上海高三专题练习)函数y=√log0.5(4x2-3x)的定义域为.答案[-14,0)∪(34,1]解析由题意可知0<4x2-3x≤1,解得x∈[-14,0)∪(34,1].4.函数f(x)=lo g13(-x2+2x+3)的单调递增区间是.答案[1,3)解析令u=-x2+2x+3,由u>0,解得-1<x<3,即函数f(x)的定义域为(-1,3),根据二次函数的图象与性质可知函数u=-x2+2x+3在(-1,1)上单调递增,在[1,3)上单调递减, 因为函数f(x)=lo g13u为单调递减函数,所以根据复合函数的单调性可得函数f(x)的单调递增区间为[1,3).5.已知函数f(x)=ln(√1+9x2-3x)+1,求f(lg 2)+f(lg12)的值.解析由√1+9x2-3x>0恒成立知函数f(x)的定义域为R,因为f(-x)+f(x)=[ln(√1+9x2+3x)+1]+[ln(√1+9x2-3x)+1]=ln [(√1+9x2+3x)·(√1+9x2-3x)]+2=ln 1+2=2,所以f(lg 2)+f(lg12)=f(lg 2)+f(-lg 2)=2.A组基础达标1.已知函数f(x)=log2(x2-2x+a)的最小值为2,则a= ()A.4B.5C.6D.7答案 B2.log29×log34+2log510+log50.25= ()A.0B.2C.4D.6答案 D 原式=2log 23×(2log 32)+log 5(102×0.25)=4+log 525=4+2=6. 3.(2020河北冀州中学模拟)函数y =√log 3(2x -1)+1的定义域是 ( ) A.[1,2] B.[1,2) C.[23,+∞) D.(23,+∞) 答案 C4.log 6[log 4(log 381)]的值为( )A.-1B.1C.0D.2 答案 C5.(2019河南郑州模拟)设a =log 50.5,b =log 20.3,c =log 0.32,则 ( )A.b <a <cB.b <c <aC.c <b <aD.a <b <c答案 B a =log 50.5>log 50.2=-1,b =log 20.3<log 20.5=-1,c =log 0.32>log 0.3103=-1,log 0.32=lg2lg0.3,log 50.5=lg0.5lg5=lg2-lg5=lg2lg0.2.∵-1<lg 0.2<lg 0.3<0,∴lg2lg0.3<lg2lg0.2,即c <a ,故b <c <a.故选B .6.若lg 2=a ,lg 3=b ,则log 418= ( ) A.a+3b a 2B.a+3b 2aC.a+2b a 2D.a+2b 2a答案 D log 418=lg18lg4=lg2+2lg32lg2.因为lg 2=a ,lg 3=b ,所以log 418=a+2b 2a.故选D .7.已知函数f (x )=lg 1-x1+x ,若f (a )=12,则f (-a )= ( ) A.2 B.-2 C.12 D.-12答案 D ∵f (x )=lg 1-x1+x 的定义域为{x |-1<x <1},且f (-x )=lg 1+x1-x =-lg 1-x1+x =-f (x ), ∴f (x )为奇函数,∴f (-a )=-f (a )=-12.8.设f (x )=lg(10x +1)+ax 是偶函数,则a 的值为 ( ) A.1 B.-1 C.12 D.-12答案 D 函数f (x )=lg(10x+1)+ax 的定义域为R,因为f (x )为偶函数,所以f (x )-f (-x )=0,即lg(10x +1)+ax -[lg(10-x +1)+a (-x )]=(2a +1)x =0,所以2a +1=0,解得a =-12.B 组 能力拔高9.已知f (x )=lo g 12x ,则不等式(f (x ))2>f (x 2)的解集为 ( ) A.(0,14) B.(1,+∞) C.(14,1) D.(0,14)∪(1,+∞)答案 D 由(f (x ))2>f (x 2)得(lo g 12x )2>lo g 12x 2⇒lo g 12x ·(lo g 12x -2)>0,即lo g 12x >2或lo g 12x <0,解得原不等式的解集为(0,14)∪(1,+∞).10.若x 、y 、z 均为正数,且2x =3y =5z ,则 ( ) A.2x <3y <5z B.5z <2x <3y C.3y <5z <2x D.3y <2x <5z答案 D 令2x =3y =5z =k (k >1),则x =log 2k ,y =log 3k ,z =log 5k ,∴2x 3y =2lgklg2·lg33lgk =lg9lg8>1,则2x >3y ,2x 5z =2lgklg2·lg55lgk =lg25lg32<1,则2x <5z ,故选D . 11.(2020福建莆田第六中学模拟)已知函数f (x )=|log 3x |,实数m ,n 满足0<m <n ,且f (m )=f (n ),若f (x )在[m 2,n ]上的最大值为2,则nm = . 答案 9解析 ∵f (x )=|log 3x |,实数m ,n 满足0<m <n ,且f (m )=f (n ),∴0<m <1<n ,-log 3m =log 3n ,∴mn =1. ∵f (x )在区间[m 2,n ]上的最大值为2,且函数f (x )在[m 2,1)上是减函数,在(1,n ]上是增函数, ∴-log 3m 2=2或log 3n =2.若-log 3m 2=2,则m =13(舍负),故n =3, 此时log 3n =1=-log 3m ,符合题意, 即nm =3÷13=9;若log 3n =2,则n =9,故m =19,此时-log 3m 2=4>2,不符合题意.故nm =9.C 组 思维拓展12.(2020四川攀枝花第七中学模拟)设函数f (x )=|log a x |(0<a <1)的定义域为[m ,n ](m <n ),值域为[0,1],若n -m 的最小值为13,则实数a 的值为 . 答案 23解析 作出y =|log a x |(0<a <1)的大致图象如图所示,令|log a x |=1,得x =a 或x =1a ,又1-a -(1a -1)=1-a -1-a a=(1-a )(a -1)a<0,所以1-a <1a -1,所以n -m 的最小值为1-a =13,即a =23.13.若log a (a 2+1)<log a (2a )<0,则a 的取值范围是 . 答案 (12,1)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,又2a >1,所以a >12.综上,实数a 的取值范围为(12,1).14.已知2x ≤16且log 2x ≥12,求函数f (x )=log 2x2·lo g √2√x2的值域. 解析 由2x ≤16得x ≤4,∴log 2x ≤2, 又log 2x ≥12,∴12≤log 2x ≤2,f (x )=log 2x2·lo g √2√x 2=(log 2x -1)·(log 2x -2) =(log 2x )2-3log 2x +2 =(log 2x -32)2-14,∴当log 2x =32时, f (x )min =-14.又当log 2x =12时, f (x )=34; 当log 2x =2时, f (x )=0, ∴当log 2x =12时, f (x )max =34. 故函数f (x )的值域是[-14,34].15.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. 解析 (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 对任意的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)min =-3,则k <-3.综上,实数k 的取值范围是(-∞,-3).高考数学:试卷答题攻略一、“六先六后”,因人因卷制宜。
反函数与对数函数【知识梳理】1. 反函数的概念设函数()y f x =的定义域为D, 值域为A, 若对于A 中的每一个确定的y , 都有唯一确定的D 中的x 与之对应, 则由这一对应法则得到的函数称为()y f x =的反函数; 记作1()x f y -=. 习惯上仍记作1()y f x -=.2. 函数存在反函数的判定(整体性质)(1) 对应法则f 是一个一一对应;(2) 函数的图像满足水平线法则(用于否定);(3) 反函数定理. 若一个函数在其定义域内单调, 则其必存在反函数, 且其反函数的单调性与其一致.3. 函数与反函数间的关系(1) 函数的定义域是反函数的值域; 函数的值域是反函数的定义域;(2) 对应法则满足:1(())(A)f f x x x -=∈, 1(())(D)f f x x x -=∈;(3) 它们的图像关于直线y x =对称;(4) 性质(3)具体到点上: 若一个函数()y f x =过点(,)a b , 则其反函数必过点(,)b a .4. 求一个函数的反函数(1) 遵循以下步骤: ①求出原函数的值域; ②用y 表示x , 有分歧找定义域; ③x , y 互换, 写上定义域;(2) 分段函数求反函数应当分段求值域, 分段求解析式, 最后仍表示成分段的形式.5. 对数函数及其性质形如log (0,1)a y x a a =>≠的函数称为对数函数. 对数函数具有如下性质:(1) 对数函数log (0,1)a y x a a =>≠与指数函数(0,1)x y a a a =>≠互为反函数;(2) 对数函数的定义域是(0,)+∞, 值域是R;(3) 对数函数非奇非偶;(4) 对数函数过定点(1,0), 这是函数值正负的分界点;(5) 对数函数当1a >时, 是单调递增的; 当01a <<时, 是单调递减的.【典型例题】例1. 判断下列命题的真假, 并说明理由.(1) 若函数()y f x =的图像与y a =有两个交点, 则此函数不存在反函数;(2) 一个函数的反函数可能是其本身;(3) 若一个函数的图像和它反函数的图像有公共点, 则公共点必在一三象限角平分线上;(4) 反函数与原函数具有相同的奇偶性.例2. 求下列函数的反函数.(1)221(0)y x x x =--≤;(2)y =;(3)12log (1)1(1)y x x =-+<;(4)1()(0,1,0)2x x y a a a a x -=+>≠≥.例3. 求函数2 1 1() 1 1x x f x x x ⎧+≤-=⎨-+>-⎩的反函数.例4. 已知函数3(0)3x x f x x +⎛⎫=≠ ⎪⎝⎭, 求13x f -⎛⎫⎪⎝⎭.例5. 函数与反函数的图像(1) 若函数1()y f x -=是函数()y f x =的反函数, 且函数1()y f x -=过定点(1,0), 则函数1(1)2f x -的反函数图像一定过点___________;(2) 23()1x f x x +=-, 函数()y g x =的图像与1(1)y f x -=+的图像关于y x =对称, 求(11)g 的值.例6. 解下列不等式 (1)22151311()()22x x x --+>; (2)20.50.5log (215)log (13)x x x -->+.例7. 已知函数()21x f x =-有反函数1()f x -, 4()log (31)g x x =+;(1) 若1()()f x g x -≤, 求x 的取值范围D ;(2) 设函数11()()()2H x g x f x -=-, 当x D ∈时, 求函数()H x 的值域.【巩固练习】1. 函数1()4(0,1)x f x a a a -=+>≠的反函数的图像经过的定点的坐标是……………...............................( )A. (1,4)B. (1,5)C. (5,1)D.(4,1)2. 设函数()log ()(0,1)a f x x b a a =+>≠的图像过点(2,1), 反函数的图像过点(2,8), 则a b +的值为...( )A. 3B. 4C. 5D.63. 函数ln 1(0)y x x =+>的反函数为…….…………………………………………………..........................( )A. 1(R)x y e x +=∈B. 1(R)x y e x -=∈C. 1(1)x y e x +=>D. 1(1)x y e x -=>4. 设3()|log |f x x =, 若()(3.5)f x f >, 则x 的取值范围是………………………………...........................( ) A. 27(0,)(1,)72⋃ B. 7(,)2+∞ C. 27(0,)(,)72⋃+∞ D. 27(,)725. 函数1()ln 1x f x x+=-的定义域是 ; 6. 函数20.3()log (32)f x x x =-+的单调区间是 ;7. 若函数2()412([,))f x x x x a =+-∈+∞存在反函数, 则实数a 的取值范围是 ;8. 已知函数5()2x f x x m-=+的图像关于直线y x =对称, 则m 的值是___________; 9. 已知函数1()(0,1)x f x a b b b -=+>≠的图像经过点(1,3), 函数1()(0)f x a x -+>的图像经过(4,2), 试求函数1()f x -的表达式.10. 是否存在实数a , 使得2()log ()a f x ax x =-在区间[2,4]上是增函数? 若存在, 求出a 的值(或范围); 若不存在, 说明理由.。
函数一、函数:1.函数的概念(1)函数的定义:设B A 、是两个非空的数集,如果按照某种对应法则f ,对于集合A 中的每一个数x ,在集合B 中都有唯一确定的数和它对应,那么这样的对应叫做从A 到B 的一个函数,通常记为A x x f y ∈=),( (2)函数的定义域、值域在函数A x x f y ∈=),(中,x 叫做自变量,x 的取值范围A 叫做)(x f y =的定义域;与x 的值相对应的y 值叫做函数值,函数值的集合{}A x x f ∈)(称为函数)(x f y =的值域。
(2)函数的三要素:定义域、值域和对应法则 2.映射的概念设B A 、是两个集合,如果按照某种对应法则f ,对于集合A 中的任意元素,在集合B 中都有唯一确定的元素与之对应,那么这样的单值对应叫做从A 到B 的映射,通常记为B A f →:重、难点突破重点:掌握映射的概念、函数的概念,会求函数的定义域、值域 难点:求函数的值域和求抽象函数的定义域 重难点:1.关于抽象函数的定义域求抽象函数的定义域,如果没有弄清所给函数之间的关系,求解容易出错误 问题1:已知函数)(x f y =的定义域为][b a ,,求)2(+=x f y 的定义域 问题2:已知)2(+=x f y 的定义域是][b a ,,求函数)(x f y =的定义1. 求值域的几种常用方法(1)配方法:对于(可化为)“二次函数型”的函数常用配方法,如求函数4cos 2sin 2+--=x x y ,可变为2)1(cos 4cos 2sin 22+-=+--=x x x y 解决(2)基本函数法:一些由基本函数复合而成的函数可以利用基本函数的值域来求,如函数)32(log 221++-=x x y 就是利用函数u y 21log =和322++-=x x u 的值域来求。
(3)判别式法:通过对二次方程的实根的判别求值域。
如求函数22122+-+=x x x y 的值域 由22122+-+=x x x y 得012)1(22=-++-y x y yx ,若0=y ,则得21-=x ,所以0=y 是函数值域中的一个值;若0≠y ,则由0)12(4)]1(2[2≥--+-=∆y y y 得021332133≠+≤≤-y y 且,故所求值域是]2133,2133[+- (4)分离常数法:常用来求“分式型”函数的值域。
如求函数1cos 3cos 2+-=x x y 的值域,因为1cos 521cos 3cos 2+-=+-=x x x y ,而]2,0(1cos ∈+x ,所以]25,(1cos 5--∞∈+-x ,故]21,(--∞∈y(5)利用基本不等式求值域:如求函数432+=x xy 的值域当0=x 时,0=y ;当0≠x 时,xx y 43+=,若0>x ,则4424=⋅≥+xx x x 若0<x ,则4)4()(2)4(4=-⋅-≤-+--=+x x x x x x ,从而得所求值域是]43,43[- (6)利用函数的单调性求求值域:如求函数])2,1[(2224-∈+-=x x x y 的值域因)14(22823-=-=x x x x y ,故函数])2,1[(2224-∈+-=x x x y 在)21,1(--上递减、在)0,21(-上递增、在)21,0(上递减、在)2,21(上递增,从而可得所求值域为]30,815[(7)图象法:如果函数的图象比较容易作出,则可根据图象直观地得出函数的值域(求某些分段函数的值域常用此法 一、选择题1.下列四种说法正确的一个是 ( ) A .)(x f 表示的是含有x 的代数式 B .函数的值域也就是其定义中的数集BC .函数是一种特殊的映射D .映射是一种特殊的函数 2.已知f 满足f (ab )=f (a )+ f (b),且f (2)=p ,q f =)3(那么)72(f 等于 ( ) A .q p + B .q p 23+ C .q p 32+ D .23q p + 3.下列各组函数中,表示同一函数的是( )A .xxy y ==,1 B .1,112-=+⨯-=x y x x yC .33,x y x y ==D . 2)(|,|x y x y ==4.已知函数23212---=x x xy 的定义域为( )A .]1,(-∞B .]2,(-∞C .]1,21()21,(-⋂--∞ D . ]1,21()21,(-⋃--∞ 5.设⎪⎩⎪⎨⎧<=>+=)0(,0)0(,)0(,1)(x x x x x f π,则=-)]}1([{f f f( )A .1+πB .0C .πD .1-6.下列图中,画在同一坐标系中,函数bx ax y +=2与)0,0(≠≠+=b a b ax y 函数的图象只可能是 ( )7.设函数x x xf =+-)11(,则)(x f 的表达式为 ( )A .x x -+11B . 11-+x xC .xx +-11D .12+x x8.已知二次函数)0()(2>++=a a x x x f ,若0)(<m f ,则)1(+m f 的值为 ( ) A .正数 B .负数 C .0 D .符号与a 有关9.已知在x 克%a 的盐水中,加入y 克%b 的盐水,浓度变为%c ,将y 表示成x 的函数关系式 ( )A .x b c a c y --=B .x c b a c y --=C .x ac bc y --=D .x ac cb y --= 10.已知)(x f 的定义域为)2,1[-,则|)(|x f 的定义域为( )A .)2,1[-B .]1,1[-C .)2,2(-D .)2,2[-二、填空题:11.已知x x x f 2)12(2-=+,则)3(f = . 12.若记号“*”表示的是2*ba b a +=,则用两边含有“*”和“+”的运算对于任意三个实数“a ,b ,c ”成立一个恒等式 .13.集合A 中含有2个元素,集合A 到集合A 可构成 个不同的映射.14.从盛满20升纯酒精的容器里倒出1升,然后用水加满,再倒出1升混合溶液,再用水加满. 这样继续下去,建立所倒次数x 和酒精残留量y 之间的函数关系式 . 三、解答题: 15、①.求函数|1||1|13-++-=x x x y 的定义域;②求函数x x y 21-+=的值域;③求函数132222+-+-=x x x x y 的值域.16、在同一坐标系中绘制函数x x y 22+=,||22x x y +=得图象.17已知函数x x f x x f x =+-+-)()11()1(,其中1≠x ,求函数解析式.18设)(x f 是抛物线,并且当点),(y x 在抛物线图象上时,点)1,(2+y x 在函数)]([)(x f f x g =的图象上,求)(x g 的解析式.19动点P 从边长为1的正方形ABCD 的顶点出发顺次经过B 、C 、D 再回到A ;设x 表示P 点的行程,y 表示PA 的长,求y 关于x 的函数解析式.20已知函数)(x f ,)(x g 同时满足:)()()()()(y f x f y g x g y x g +=-;1)1(-=-f ,0)0(=f ,1)1(=f ,求)2(),1(),0(g g g 的值.二、函数的基本性质:(1)函数的单调性定义:设函数)(x f y =的定义域为A ,区间A I ⊆如果对于区间I 内的任意两个值1x ,2x ,当21x x <时,都有)()(21x f x f <,那么就说)(x f y =在区间I 上是单调增函数,I 称为)(x f y =的单调增区间如果对于区间I 内的任意两个值1x ,2x ,当21x x <时,都有)()(21x f x f >,那么就说)(x f y =在区间I 上是单调减函数,I 称为)(x f y =的单调减区间如果用导数的语言来,那就是:设函数)(x f y =,如果在某区间I 上0)(>'x f ,那么)(x f 为区间I 上的增函数; 如果在某区间I 上0)(<'x f ,那么)(x f 为区间I 上的减函数; (2) 函数的最大(小)值 设函数)(x f y =的定义域为A如果存在定值A x ∈0,使得对于任意A x ∈,有)()(0x f x f ≤恒成立,那么称)(0x f 为)(x f y =的最大值;如果存在定值A x ∈0,使得对于任意A x ∈,有)()(0x f x f ≥恒成立,那么称)(0x f 为)(x f y =的最小值。
重、难点突破重点:掌握求函数的单调性与最值的方法难点:函数单调性的理解,尤其用导数来研究函数的单调性与最值 重难点:1.对函数单调性的理解(1) 函数的单调性只能在函数的定义域内来讨论,所以求函数的单调区间,必须 先求函数的定义域;(2)函数单调性定义中的1x ,2x 有三个特征:一是任意性;二是大小,即)(2121x x x x <<;三是同属于一个单调区间,三者缺一不可;(3)若用导数工具研究函数的单调性,则在某区间I 上0)(>'x f (0)(<'x f )仅是)(x f 为区间I 上的增函数(减函数)的充分不必要条件。
(4)关于函数的单调性的证明,如果用定义证明)(x f y =在某区间I 上的单调性,那么就要用严格的四个步骤,即①取值;②作差;③判号;④下结论。
但是要注意,不能用区间I 上的两个特殊值来代替。
而要证明)(x f y =在某区间I 上不是单调递增的,只要举出反例就可以了,即只要找到区间I 上两个特殊的1x ,2x ,若21x x <,有)()(21x f x f ≥即可。
如果用导数证明)(x f y =在某区间I 上递增或递减,那么就证明在某区间I 上0)(>'x f 或0)(<'x f 。
(5)函数的单调性是对某个区间而言的,所以受到区间的限制,如函数xy 1=分别在)0,(-∞和),0(+∞内都是单调递减的,但是不能说它在整个定义域即),0()0,(+∞-∞ 内是单调递减的,只能说函数xy 1=的单调递减区间为)0,(-∞和),0(+∞ (6)一些单调性的判断规则:①若)(x f 与)(x g 在定义域内都是增函数(减函数),那么)()(x g x f +在其公共定义域内是增函数(减函数)。
②复合函数的单调性规则是“异减同增”2.函数的最值的求法(1)若函数是二次函数或可化为二次函数型的函数,常用配方法。
(2)利用函数的单调性求最值:先判断函数在给定区间上的单调性,然后利用函数的单调性求最值。