11.指数函数与对数函数
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对数函数和指数函数的区别和知识点对数函数和指数函数是两种重要的数学函数,它们在形式和性质上有很大的不同。
下面我们将从定义、图像、性质和应用四个方面来对比这两种函数。
一、定义1. 对数函数:对于正实数a(a>0)和自然数b(b>0),对数函数定义为log(a^b)=b。
也就是说,如果a的b次方等于c,那么log(a) c = b。
2. 指数函数:对于实数a(a≠0),指数函数定义为a^x。
也就是说,无论x 是什么实数,a的x次方都等于y。
二、图像1. 对数函数的图像:对数函数的图像在坐标系中是单调递增的。
当底数大于1时,图像位于第一象限和第二象限;当底数在0到1之间时,图像位于第二象限和第三象限。
2. 指数函数的图像:指数函数的图像也是单调递增的。
对于所有的实数a(a>0),图像都位于第一象限。
当a大于1时,图像在x轴上方递增;当0<a<1时,图像在x轴下方递增。
三、性质1. 对数函数的性质:对数函数是反函数,即如果log(a^b)=c,那么a^c=b。
此外,对数函数还有对数的换底公式,即log(a) b = c 可以转化为log(m) b = c/log(m) a。
2. 指数函数的性质:指数函数是幂运算的推广,具有连续性、周期性、奇偶性等性质。
指数函数也可以表示为exp(x),其中exp表示自然指数函数的底数,约等于2.71828。
四、应用1. 对数函数的应用:对数函数在科学、工程和经济学等领域有广泛的应用。
例如,在物理学中,声学和光学中的分贝和折射率可以通过对数函数计算;在金融学中,复利和折旧可以通过对数函数计算;在信息论中,对数函数用于描述信号强度和噪声的关系。
2. 指数函数的应用:指数函数在自然科学、社会科学和工程学等领域也有广泛的应用。
例如,在生物学中,细胞增长和繁殖可以用指数函数描述;在经济学中,复利和折现也可以用指数函数计算;在物理学中,放射性衰变和电路中的电压可以用指数函数描述。
对数函数与指数函数对数函数与指数函数是高中数学中的两个重要概念,它们在数学和实际问题中具有广泛的应用。
本文将对对数函数与指数函数的定义、性质以及它们之间的关系进行探讨。
一、对数函数的定义与性质对数函数是指以某个正数为底数,使指数为某一给定数的幂等于一个给定数的函数。
通常表示为“log”。
1.1 对数函数的定义以正数a(a≠1)为底数,正数x为真数,表示为logₐ(x)。
其中,a为底数,x为真数,log为对数。
1.2 对数函数的基本性质(1)logₐ(xy) = logₐx + logₐy(2)logₐ(x/y) = logₐx - logₐy(3)logₐ(x^p) = p·logₐx(4)logₐa = 1(5)logₐ1 = 0以上是对数函数的一些基本性质,对数函数还具有域、值域以及单调性等性质,但由于篇幅限制无法一一讨论。
二、指数函数的定义与性质指数函数是以某个正数为底数,幂为自变量,函数值为因变量的函数。
通常表示为“a^x”。
2.1 指数函数的定义以正数a(a≠1)为底数,实数x为幂,表示为a^x。
其中,a为底数,x为幂。
2.2 指数函数的基本性质(1)a^x · a^y = a^(x+y)(2)a^x / a^y = a^(x-y)(3)(a^x)^y = a^(xy)(4)a^0 = 1(5)a^1 = a以上是指数函数的一些基本性质,指数函数还具有增减性、奇偶性以及图像特点等性质,但同样由于篇幅限制无法一一展开。
三、对数函数与指数函数的关系对数函数与指数函数是互为反函数的关系,可以相互转化。
3.1 对数函数与指数函数的转化关系设y = logₐx,则x = a^y。
对数函数与指数函数之间的转化关系可以通过这个等式得到。
3.2 对数函数与指数函数的图像关系由于对数函数与指数函数之间是互为反函数的关系,它们在直角坐标系中的图像关系也是互为镜像。
对数函数的图像是指数函数图像关于直线y = x的镜像。
指数函数和对数函数知识点总结适用于高一应届学习及高三一轮复习指数函数和对数函数知识点总结及练习题一.指数函数(一)指数及指数幂的运算a am ar as ar s (ar)s ars (ab)r arbr(二)指数函数及其性质1.指数函数的概念:一般地,形如y a(a 0且a 1)叫做指数函数。
xmn二.对数函数(一)对数1.对数的概念:一般地,如果a N(a 0且a 1),那么x叫做以a为底N的对数,记作x logaN,其中a叫做底数,N叫做真数,logaN叫做对数式。
2.指数式与对数式的互化幂值真数xax log指数对数适用于高一应届学习及高三一轮复习3.两个重要对数(1)常用对数:以10为底的对数lgN(2)自然对数:以无理数e 2.***** 为底的对数lnN(二)对数的运算性质(a 0且a 1,M 0,N 0)①logaM logaN logaMN ②logaM logaN loga③logaM nlogaM ④换底公式:logab 关于换底公式的重要结论:①logamb(三)对数函数1.对数函数的概念:形如y logax(a 0且a 1)叫做对数函数,其中x 是自变量。
M Nnlogcb(c 0且c 1)logcannlogab ②logab logba 1 m适用于高一应届学习及高三一轮复习基本初等函数练习题1.已知集合M { 1,1},N {x|12x 1 4,x Z},则M∩N=()2A.{-1,1}B.{0}C.{-1}D.{-1,0} 2.设11b1a() () 1,则()333abaaabbaabaaA.a a bB.a b aC.a a bD.a b a 3.设y1 40.9,y2 80.48,y3 () 1.5,则()12A.y3 y1 y2B.y2 y1 y3C.y1 y3 y2D.y3 y1 y2 4.若()122a 11()3 2a,则实数a的取值范围是()211A.(1,+∞)B.(,+∞)C.(-∞,1)D.(-∞,)221-5.方程3x1=的解为()9A.x=2B.x=-2C.x=1D.x=-1116.已知实数a,b满足等式(a=()b,则下列五个关系式:①0ba;②ab0;③0ab;23④ba0;⑤a=b。
指数函数与对数函数知识点:x比较两个幂值的大小,是一类易错题,解决这类问题,首先要分清底数相同还是指数相同,如果底数相同,可利用指数函数的单调性;指数相同,可以利用指数函数的底数与图象关系(对数式比较大小同理)记住下列特殊值为底数的函数图象:3. 研究指数,对数函数问题,尽量化为同底,并注意对数问题中的定义域限制4. 指数函数与对数函数中的绝大部分问题是指数函数与对数函数与其他函数的复合问题,讨论复合函数的单调性是解决问题的重要途径。
复合函数的单调性法则是:同增异减 步骤:(1)球定义域并分解复合函数(2)在定义与范围内分别讨论分解后的函数的单调性 (3)很据复合函数的单调性法则得出结论【典型例题】例1. (1)下图是指数函数(1)y =a x ,(2)y =b x ,(3)y =c x ,(4)y =d x 的图象,则a 、b 、c 、d 与1的大小关系是( )y x1O(4)(3)(2)(1)A. a <b <1<c <dB. b <a <1<d <cC. 1<a <b <c <dD. a <b <1<d <c剖析:可先分两类,即(3)(4)的底数一定大于1,(1)(2)的底数小于1,然后再从(3)(4)中比较c 、d 的大小,从(1)(2)中比较a 、b 的大小。
解法一:当指数函数底数大于1时,图象上升,且底数越大,图象向上越靠近于y 轴;当底数大于0小于1时,图象下降,底数越小,图象向右越靠近于x 轴.得b <a <1<d <c 。
故选B 。
解法二:令x =1,由图知c 1>d 1>a 1>b 1,∴b <a <1<d <c 。
例2. 已知2x x +2≤(41)x -2,求函数y =2x -2-x 的值域。
解:∵2x x +2≤2-2(x -2),∴x 2+x ≤4-2x , 即x 2+3x -4≤0,得-4≤x ≤1。
又∵y =2x -2-x 是[-4,1]上的增函数,∴2-4-24≤y ≤2-2-1。
专题十一指数函数与对数函数知识精讲一知识结构图二.学法指导1.正确区分na n与(na)n:(1)(na)n已暗含了na有意义,据n的奇偶性可知a的范围;(2)na n中的a可以是全体实数,na n的值取决于n的奇偶性.2. 带条件根式的化简(1)有条件根式的化简问题,是指被开方数或被开方的表达式可以通过配方、拆分等方式进行化简.(2)有条件根式的化简经常用到配方的方法.当根指数为偶数时,在利用公式化简时,要考虑被开方数或被开方的表达式的正负.3.指数幂运算的常用技巧(1)有括号先算括号里的,无括号先进行指数运算.(2)负指数幂化为正指数幂的倒数.(3)底数是小数,先要化成分数;底数是带分数,要先化成假分数,然后要尽可能用幂的形式表示,便于用指数幂的运算性质.4.判断一个函数是否为指数函数,要牢牢抓住三点:(1)底数是大于0且不等于1的常数; (2)指数函数的自变量必须位于指数的位置上; (3)a x 的系数必须为1.5.求指数函数的解析式常用待定系数法.6.利用指数型函数的单调性解不等式,需将不等式两边都凑成底数相同的指数式.7.解不等式a f (x )>a g (x )(a >0,a ≠1)的依据是指数型函数的单调性,要养成判断底数取值范围的习惯,若底数不确定,就需进行分类讨论,即a f (x )>a g (x )⇔⎩⎪⎨⎪⎧f (x )>g (x ),a >1,f (x )<g (x ),0<a <1.8.性质alog a N=N 与log a a b =b 的作用 (1)a log a N=N 的作用在于能把任意一个正实数转化为以a 为底的指数形式.(2)log a a b =b 的作用在于能把以a 为底的指数转化为一个实数.9.利用对数性质求值的解题关键是化异为同,先使各项底数相同,底数不同时,利用换底公式把底数换成相同,再找真数间的联系. 10.比较对数值大小的常用方法(1)同底数的利用对数函数的单调性.(2)同真数的利用对数函数的图象或用换底公式转化. (3)底数和真数都不同,找中间量. 11.常见的对数不等式的三种类型(1)形如log a x >log a b 的不等式,借助y =log a x 的单调性求解,如果a 的取值不确定,需分a >1与0<a <1两种情况讨论;(2)形如log a x >b 的不等式,应将b 化为以a 为底数的对数式的形式,再借助y =log a x 的单调性求解;(3)形如log a x >log b x 的不等式,可利用图象求解.12.已知对数型函数的单调性求参数的取值范围,要结合复合函数的单调性规律,注意函数的定义域求解;若是分段函数,则需注意两段函数最值的大小关系.13.求对数型函数的值域一般是先求真数的范围,然后利用对数函数的单调性求解.三.知识点贯通知识点1 根式运算1.a a nn =)(;2.⎩⎨⎧<-≥==0.0,||a a a a a a n n例题1.(1)若x <0,则x +|x |+x 2x=________.(2)若-3<x <3,求x 2-2x +1-x 2+6x +9的值.【答案】(1)-1 (2) ⎩⎪⎨⎪⎧-2x -2,-3<x ≤1,-4,1<x <3.【解析】(1)∵x <0,∴|x |=-x ,x 2=|x |=-x ,∴x +|x |+x 2x =x -x -1=-1.](2)x 2-2x +1-x 2+6x +9=(x -1)2-(x +3)2=|x -1|-|x +3|,当-3<x ≤1时,原式=1-x -(x +3)=-2x -2. 当1<x <3时,原式=x -1-(x +3)=-4.因此,原式=⎩⎪⎨⎪⎧-2x -2,-3<x ≤1,-4,1<x <3.知识点二 利用分数指数幂的运算性质化简求解1.正分数指数幂:规定:a mn =a >0,m ,n ∈N *,且n >1)2.负分数指数幂:规定:a -m n =1a m n =1(a >0,m ,n ∈N *,且n >1)3.幂的运算性质(1)a r a s =a r +s (a >0,r ,s ∈R ). (2)(a r )s =a rs (a >0,r ,s ∈R ). (3)(ab )r =a r b r (a >0,b >0,r ∈R ). 例题2:化简求值:知识点三 指数函数的概念1.一般地,函数y =a x (a >0,且a ≠1)叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是R . 例题3 .已知函数f (x )为指数函数,且f ⎝⎛⎭⎫-32=39,则f (-2)=________. 【答案】19【解析】设f (x )=a x (a >0且a ≠1),由f ⎝⎛⎭⎫-32=39得a -32=39,所以a =3,又f (-2)=a -2,所以f (-2)=3-2=19知识点四 指数函数的性质及运用 1.指数函数的性质R例题4.求下列函数的定义域和值域:(1)y =1-3x ; (2)y =⎝⎛⎭⎫12x 2-2x -3;(3)y =4x +2x +1+2.【解析】(1)要使函数式有意义,则1-3x ≥0,即3x ≤1=30,因为函数y =3x 在R 上是增函数,所以x ≤0,故函数y =1-3x 的定义域为(-∞,0].因为x ≤0,所以0<3x ≤1,所以0≤1-3x <1,所以1-3x ∈[0,1),即函数y =1-3x 的值域为[0,1). (2)定义域为R .∵x 2-2x -3=(x -1)2-4≥-4,∴⎝⎛⎭⎫12x 2-2x -3≤⎝⎛⎭⎫12-4=16.又∵⎝⎛⎭⎫12x 2-2x -3>0,∴函数y =⎝⎛⎭⎫12x 2-2x -3的值域为(0,16]. (3)因为对于任意的x ∈R ,函数y =4x +2x +1+2都有意义,所以函数y =4x +2x +1+2的定义域为R .因为2x >0,所以4x +2x +1+2=(2x )2+2×2x +2=(2x +1)2+1>1+1=2,即函数y =4x +2x +1+2的值域为(2,+∞). 例题5. 比较下列各组数的大小: (1)1.52.5和1.53.2; (2)0.6-1.2和0.6-1.5;(3)1.70.2和0.92.1; (4)a 1.1与a 0.3(a >0且a ≠1).【解析】(1)1.52.5,1.53.2可看作函数y =1.5x 的两个函数值,由于底数1.5>1,所以函数y =1.5x 在R 上是增函数,因为2.5<3.2,所以1.52.5<1.53.2.(2)0.6-1.2,0.6-1.5可看作函数y =0.6x 的两个函数值,因为函数y =0.6x 在R 上是减函数, 且-1.2>-1.5,所以0.6-1.2<0.6-1.5.(3)由指数函数性质得,1.70.2>1.70=1,0.92.1<0.90=1, 所以1.70.2>0.92.1.(4)当a >1时,y =a x 在R 上是增函数,故a 1.1>a 0.3; 当0<a <1时,y =a x 在R 上是减函数,故a 1.1<a 0.3. 知识点五 对数运算性质的应用 对数的运算性质如果a >0,且a ≠1,M >0,N >0,那么:(1)log a (MN )=log a M +log a N ; (2)log a MN =log a M -log a N ;(3)log a M n =n log a M (n ∈R ). 例题6.计算下列各式的值: (1)12lg 3249-43lg 8+lg 245; (2)lg 52+23lg 8+lg 5·lg 20+(lg 2)2;(3)lg 2+lg 3-lg 10lg 1.8.【解析】 (1)原式=12(5lg 2-2lg 7)-43·32lg 2+12(2lg 7+lg 5)=52lg 2-lg 7-2lg 2+lg 7+12lg 5=12lg 2+12lg 5=12(lg 2+lg 5)=12lg 10=12. (2)原式=2lg 5+2lg 2+lg 5(2lg 2+lg 5)+(lg 2)2 =2lg 10+(lg 5+lg 2)2=2+(lg 10)2=2+1=3. (3)原式=12(lg 2+lg 9-lg 10)lg 1.8=lg 18102lg 1.8=lg 1.82lg 1.8=12.知识点六 对数的换底公式1.若a >0且a ≠1;c >0且c ≠1;b >0,则有log a b =log c blog c a .例题7.(1)计算:(log 2125+log 425+log 85)·(log 1258+log 254+log 52). (2)已知log 189=a,18b =5,求log 3645(用a ,b 表示).【解析】(1)(log 2125+log 425+log 85)·(log 1258+log 254+log 52)=(log 253+log 2252+log 235)·(log 5323+log 5222+log 52)=⎝⎛⎭⎫3+1+13log 25·(1+1+1)log 52=133·3=13.(2)∵18b =5,∴b =log 185. 又log 189=a ,∴log 3645=log 1845log 1836=log 185+log 1891+log 182=a +b 2-log 189=a +b 2-a .知识点七 对数函数的概念1.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,+∞). 例题8.若函数y =log (2a -1)x +(a 2-5a +4)是对数函数,则a =________. 【解析】因为函数y =log (2a -1)x +(a 2-5a +4)是对数函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a -1>0,2a -1≠1,a 2-5a +4=0,解得a =4.知识点八 对数函数的图象与性质(0,+∞)例题9.求下列函数的定义域:(1)f (x )=1log 12x +1;(2)f (x )=12-x+ln(x +1); 【解析】(1)要使函数f (x )有意义,则log 12x +1>0,即log 12x >-1,解得0<x <2,即函数f (x )的定义域为(0,2).(2)函数式若有意义,需满足⎩⎪⎨⎪⎧ x +1>0,2-x >0,即⎩⎪⎨⎪⎧x >-1,x <2,解得-1<x <2,故函数的定义域为(-1,2). 例题10.比较下列各组值的大小:(1)log 534与log 543;(2)log 132与log 152;(3)log 23与log 54.【解析】 (1)法一(单调性法):对数函数y =log 5x 在(0,+∞)上是增函数,而34<43,所以log 534<log 543.法二(中间值法):因为log 534<0,log 543>0,所以log 534<log 543.(2)法一(单调性法):由于log 132=1log 213,log 152=1log 215,又因对数函数y =log 2x 在(0,+∞)上是增函数, 且13>15,所以0>log 213>log 215, 所以1log 213<1log 215,所以log 132<log 152.法二(图象法):如图,在同一坐标系中分别画出y =log 13x 及y =log 15x 的图象,由图易知:log 132<log 152.(3)取中间值1,因为log 23>log 22=1=log 55>log 54, 所以log 23>log 54. 五 易错点分析易错一 指数幂运算中的条件求值例题11.已知a 12+a -12=4,求下列各式的值: (1)a +a -1;(2)a 2+a -2.【解析】(1)将a 12+a -12=4两边平方,得a +a -1+2=16,故a +a -1=14. (2)将a +a -1=14两边平方,得a 2+a -2+2=196,故a 2+a -2=194. 误区警示已知条件求值时,注意把条件作为整体,找条件与所求结论的关系,根据关系利用合适的公式求解。
指数函数与对数函数知识点总结一、指数函数1、指数函数的定义一般地,函数\(y = a^x\)(\(a > 0\)且\(a ≠ 1\))叫做指数函数,其中\(x\)是自变量,函数的定义域是\(R\)。
需要注意的是,底数\(a\)的取值范围,当\(a = 1\)时,函数就变成了\(y = 1^x = 1\),是一个常函数,不符合指数函数的定义;当\(a < 0\)时,对于某些\(x\)的值,\(a^x\)无意义,比如\((-2)^{\frac{1}{2}}\)就没有实数解。
2、指数函数的图象当\(a > 1\)时,指数函数\(y = a^x\)的图象是上升的,经过点\((0, 1)\),在\(R\)上单调递增;当\(0 < a < 1\)时,指数函数\(y = a^x\)的图象是下降的,经过点\((0, 1)\),在\(R\)上单调递减。
我们可以通过几个特殊的点,比如\((0, 1)\)、\((1, a)\)、\((-1, \frac{1}{a})\)等来大致描绘指数函数的图象。
3、指数函数的性质(1)定义域:\(R\)(2)值域:\((0, +∞)\)(3)恒过定点\((0, 1)\)(4)单调性:当\(a > 1\)时,在\(R\)上单调递增;当\(0 <a < 1\)时,在\(R\)上单调递减(5)函数值的变化情况当\(a > 1\)时,若\(x > 0\),则\(a^x > 1\);若\(x = 0\),则\(a^x = 1\);若\(x < 0\),则\(0 < a^x < 1\)。
当\(0 < a < 1\)时,若\(x > 0\),则\(0 < a^x < 1\);若\(x = 0\),则\(a^x = 1\);若\(x < 0\),则\(a^x > 1\)。
4、指数运算的性质(1)\(a^m × a^n = a^{m + n}\)(2)\(\frac{a^m}{a^n} = a^{m n}\)(\(a ≠ 0\))(3)\((a^m)^n = a^{mn}\)(4)\((ab)^n = a^n b^n\)这些运算性质在化简指数表达式和进行指数运算时经常用到。
指数函数和对数函数是高中数学数学分析中较为重要的函数类型,它们不仅常见于数学领域,而且广泛应用于科学、工程等多个领域。
本文将引导读者了解的定义、性质、应用以及它们之间的联系。
一、指数函数指数函数可以被定义为具有形式$f(x)=a^x$的函数,其中a是正的常数,x可以是任何实数。
指数函数的图像通常表现出指数增长或指数衰减的特征,根据a的不同取值,可以分为指数增长和指数衰减两种情况。
例如,当a>1时,函数f(x)=a^x会不断增长,当0<a<1时,函数会不断衰减。
特别地,当a=1时,函数f(x)=1^x 恒等于1。
指数函数的常用性质有:1.当a>1时,指数函数在定义域上单调递增,并且在x=0处的值恒为1;当0<a<1时,指数函数在定义域上单调递减,且在x=0处的值恒为1.2.指数函数的导数也是指数函数,即[latex]\frac{d}{dx}a^x[latex]=a^x \times ln(a)3.指数函数f(x)=a^x是以a为底的幂函数f(x)=b^x的反函数,即f^{-1}(x)=log_a(x)指数函数与对数函数有着密切联系。
下面我们将介绍对数函数。
二、对数函数对数函数一般表示为g(x)=log_a (x),其中a是正实数,且a ≠ 1,x是正实数。
对数函数的图像表现为一条光滑曲线,通常在a>1的时候,曲线向上迅速爬升,而在a<1的时候,曲线向下迅速下降。
对数函数的常用性质有:1.定义域为(x,∞);值域为(-∞,∞)2.当x=a 时,g(x)=13.当x>1时,log_a (x) > 0;当0<x<1时,log_a (x) < 04.对数函数g(x)=log_a(x)是指数函数f(x)=a^x的反函数,即a^{g(x)} = x三、指数函数的应用指数函数在生态学、生物学、物理学、经济学、金融学等多个领域有广泛应用。
指数函数和对数函数知识点总结一、指数函数:1.基本概念:指数函数是形如y=a^x(a>0,且a≠1)的函数,其中a称为底数,x 称为指数,a^x称为底数a的x次幂。
2.基本性质:(1)a^0=1,任何数的0次幂等于1;(2)a^x*a^y=a^(x+y),相同底数的指数幂相乘,底数不变,指数相加;(3)a^x÷a^y=a^(x-y),相同底数的指数幂相除,底数不变,指数相减;(4)(a^x)^y=a^(x*y),指数幂的乘积再乘方,指数相乘;(5)a^(-x)=1/(a^x),任何数的负指数满足倒数规律。
3.常见指数函数:(1)指数函数y=2^x:以2为底的指数函数,可以用来描述2的x 次幂关系,是一种常见的指数型增长函数,图像逐渐向上凸起。
二、对数函数:1.基本概念:对数函数是指y=loga(x),其中a>0,且a≠1,a称为底数,x称为真数,y称为以a为底x的对数。
2.基本性质:(1)loga(1)=0,底数为任何正数时,1的对数都是0;(2)loga(a)=1,底数为任何正数时,底数的对数都是1;(3)loga (x*y) = loga(x) + loga(y),对数相乘,真数取乘积,对数相加;(4)loga (x/y) = loga(x) - loga(y),对数相除,真数取商,对数相减;(5)loga(x^k) = k * loga(x),对数乘方,真数取底数的k次方,对数乘以指数。
3.常见对数函数:(1)常用对数函数:y=log10(x),其中底数为10,对数函数可以简写为y=log(x)。
常用对数函数是以10为底的对数函数,输入一个正实数x,输出满足10^y=x的y值。
(2)自然对数函数:y=ln(x),其中底数为e。
自然对数函数是以e 为底的对数函数,输入一个正实数x,输出满足e^y=x的y值。
三、指数函数与对数函数的关系:四、指数函数与对数函数的应用:1.科学中的指数增长:指数函数常常用于描述原子衰变、细胞分裂和放射性物质的衰变等过程。
指数与对数函数的性质指数与对数函数是高中数学中重要的两类函数,它们在数学和科学领域中具有广泛的应用。
本文将探讨指数和对数函数的性质,帮助读者更好地理解和应用这两种函数。
一、指数函数的性质指数函数可以用以下的形式表示:y = a^x,其中a为底数,x为指数,y为函数值。
下面是指数函数的性质:1. 基本性质:当底数a>0且a≠1时,指数函数y = a^x的定义域为实数集R,值域为正实数集R^+。
2. 单调性:当底数a>1时,指数函数y = a^x是增函数,即随着x的增大,函数值也增大;当0<a<1时,指数函数是减函数。
3. 对称性:指数函数y = a^x关于直线x=0对称,即f(-x) = 1/f(x)。
4. 上下界:若0<a<1,则指数函数的值域为(0, +∞),即该函数没有最小值;若a>1,则指数函数的值域为(0, +∞),即该函数没有最大值。
5. 零点:指数函数y = a^x的零点只有x = 0,即f(0) = 1。
二、对数函数的性质对数函数可以用以下的形式表示:y = loga(x),其中a为底数,x为对数的真数,y为函数值。
下面是对数函数的性质:1. 基本性质:对数函数y = loga(x)的定义域为正实数集R^+,值域为实数集R。
2. 单调性:当底数a>1时,对数函数y = loga(x)是增函数;当0<a<1时,对数函数是减函数。
3. 对数运算:loga(MN) = loga(M) + loga(N),loga(M/N) = loga(M) - loga(N),loga(M^p) = ploga(M)。
这些性质可以简化对数运算。
4. 换底公式:loga(M) = logb(M) / logb(a),通过换底公式可以转化不同底数的对数。
5. 特殊值:loga(1) = 0,loga(a) = 1。
三、指数与对数函数的关系指数函数和对数函数是互为反函数的关系,即对于指数函数y = a^x和对数函数y = loga(x),有以下关系:1. a^loga(x) = x,loga(a^x) = x,这两个等式表明指数函数和对数函数互为反函数。
指数函数指数函数程中(当然不能等于0),函数的曲线从分别接近于Y轴与X轴的正半轴的单调递减函数的位置,趋向分别接近于Y轴的正半轴与X轴的负半轴的单调递增函数的位置。
其中水平直线y=1是从递减到递增的一个过渡位置。
(6)函数总是在某一个方向上无限趋向于X轴,并且永不相交。
(7)函数总是通过(0,1)这点,(若y=a^x+b,则函数定过点(0,1+b)(8)显然指数函数无界。
(9)指数函数既不是奇函数也不是偶函数。
(10)当两个指数函数中的a互为倒数时,两个函数关于y轴对称,但这两个函数都不具有奇偶性。
(11)当指数函数中的自变量与因变量一一映射时,指数函数具有反函数。
底数的平移:对于任何一个有意义的指数函数:在指数上加上一个数,图像会向左平移;减去一个数,图像会向右平移。
在f(X)后加上一个数,图像会向上平移;减去一个数,图像会向下平移。
即“上加下减,左加右减”底数与指数函数图像:指数函数(1)由指数函数y=a^x与直线x=1相交于点(1,a)可知:在y轴右侧,图像从下到上相应的底数由小变大。
(2)由指数函数y=a^x与直线x=-1相交于点(-1,1/a)可知:在y轴左侧,图像从下到上相应的底数由大变小。
(3)指数函数的底数与图像间的关系可概括的记忆为:在y轴右边“底大图高”;在y轴左边“底大图低”。
幂的大小比较:比较大小常用方法:(1)比差(商)法:(2)函数单调性法;(3)中间值法:要比较A与B的大小,先找一个中间值C,再比较A与C、B与C的大小,由不等式的传递性得到A与B之间的大小。
比较两个幂的大小时,除了上述一般方法之外,还应注意:(1)对于底数相同,指数不同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数的单调性来判断。
例如:y1=3^4,y2=3^5,因为3大于1所以函数单调递增(即x的值越大,对应的y值越大),因为5大于4,所以y2大于y1.(2)对于底数不同,指数相同的两个幂的大小比较,可指数函数以利用指数函数图像的变化规律来判断。
11.指数函数与对数函数 主备人:陈永
考纲要求:指数函数的图象和性质; 对数函数的图象和性质(理解)
基础训练
1.对于任意),1()1,0(+∞∈Y a 函数)(x f )1(log 1-+=x a 的图象通过的定点是 .
2.若<-=∈≤≤=-1|{},,822|{2x B Z x x A x }.,1log 2R x x ∈<则)(B C A R I 的元素个数为 .
3.设0.311
3211log 2,log ,()32
a b c ===,则,,a b c 中最大的为 4.在区间[]1,1-上随机取一个数x ,则2x 介于
12到1之间的概率为 考点梳理:1.指数函数:y =a x (a >0且a ≠1)的性质
①定义域: .
②值域: .
③过点 ,即x = 时,y = .
④当a >1时,在R 上是 函数;当0<a <1时,在R 上是 函数.
2.对数函数y =log a x (a >0,a ≠1)的性质:
①定义域: .
②值域: .
③过点 ,即当x = 时,y = .
④当a >1时,在(0,+∞)上是 ;当0<a <1时,在(0,+∞)上是 .
例题精讲
例1 比较下列各组数的大小:
(1)5.08.0与.9.04.0 (2)5.148.09.021,8,4-⎪⎭⎫ ⎝⎛ 3)7.0log ,7.0log 2.21.2
例2:已知不等式log (24)log (5)(1)a a x x a +〈+〉的解集是函数423x x
y =+-的定义域, 求该函数的值域.
例3:已知函数()2.x
f x = (1)试求()]()(2),(,0F x f x af x x =+∈-∞的最大值;
(2)若存在]()(,0,(2)1,x af x f x ∈-∞-〉使试求a 的取值范围;
(3)当0,a 〉 且[]0,15x ∈时,不等式2(1)(2)f x f x a ⎡⎤+≤+⎣⎦恒成立, 求a 的
取值范围
例4:函数2()log (1)(0,a f x a a =->且).1=/a
求证:(1)函数)(x f 的图像总在y 轴一侧;
(2) 函数)(x f 的图像上任意两点的连线的斜率都大于0.
巩固练习
1
.若函数()f x =
R ,则a 的取值范围为 . 2.函数211()lg(),,122f x a x x ⎡⎤=+∈-⎢⎥-⎣⎦
奇函数,则a = . 3.设(]()
812,,1()log ,1,x x f x x x -⎧∈-∞⎪=⎨∈+∞⎪⎩则满足1()4f x =的x 的值为 4.函数()log (2)a f x ax =-在[]0,1上是x 的减函数,则a 的取值范围是 .
11.指数函数与对数函数
1.若函数log (2)a y x =+的图象过点()0,1,则a = ; 函数x y b =的图象过点11,2⎛⎫- ⎪⎝
⎭,则b = 2.若 ()2x f x =的定义域为集合A ,值域为()4,32,则集合A =
3.已知ln 2ln 3ln 5,,235
a b c ===,则,,a b c 的大小关系为 . 4.已知函数log ()a y x a =+的图象过点()1,3,则log (2)a y x a =+的取值大于0
时,x 的取值范围是 .
5.函数)2
)(log 4(log )(22x x x f =的最小值为 . 6.已知函数221(01)x x y a a a a =+-〉≠且在[]1,1-上的最大值为14,求a 的值.
7.已知,093109≤+⋅-x x 求函数2)2
1(4)41(1+-=-x x y 的最大值和最小值.
8.已知函数11()312x f x x ⎛⎫=+ ⎪-⎝⎭
(1求()x f 的定义域; (2)讨论()f x 的奇偶性; (3)求证;()0f x 〉⋅
9.设函数)0,0(log )(>>-+=b a b
x b x x f a 且).1=/a (1) 求)(x f 的定义域;(2)讨论)(x f 的奇偶性;(3)判断)(x f 的单调性并加以证明.
10.函数2lg(2)y x x =-++的定义域为A ,指数函数(01)()x
y a a a x A =〉≠∈且的值域为B
(1)若2a =,求A B U ;(2) 若1(,2)2
A B =I ,求a 的值.
()()222{|20}(1,2)1122(4)(4)22(1,4)(1,2)12111()(2)211222x x A x x x a y a B A B A a B a A B a a a a >∈⎧=⎪⇒⎨⎪≥⎩
U I 依题意知=-+-=-.若=,则==,,即=,,所以=-;由=-,知①当>时,=,,若=,,则必有【解析=】
;221111(2(4)(2)222
2)1101()(2)2
111(2)(2)2222
2.
a B A B a a a B a A B a a a B A B a ==I I I 或
,=此时=,,=,,符合题意,故=为所求.
②当<<时,=,,若=,,则必有,==,,=,,不符合题意,舍去;综上可知=。