[配套K12]2018高考数学一轮复习 第2章 函数、导数及其应用 第6节 对数与对数函数教师用书 文 北师大版
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2018版高考数学一轮总复习 第2章 函数、导数及其应用 2.10 导数的概念及运算模拟演练 文[A 级 基础达标](时间:40分钟)1.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln x ,则f ′(1)等于( )A .-eB .-1C .1D .e 答案 B解析 ∵f ′(x )=2f ′(1)+1x,∴f ′(1)=2f ′(1)+1,∴f ′(1)=-1.故选B.2.[2017·洛阳二练]曲线f (x )=x 2+a x +1在点(1,f (1))处切线的倾斜角为3π4,则实数a=( )A .1B .-1C .7D .-7 答案 C 解析 f ′(x )=2xx +-x 2+a x +2=x 2+2x -ax +2, 又∵f ′(1)=tan 3π4=-1,∴a =7.3.[2017·河北质检]已知直线y =kx 是曲线y =ln x 的切线,则k 的值是( ) A .e B .-e C.1e D .-1e答案 C解析 依题意,设直线y =kx 与曲线y =ln x 切于点(x 0,kx 0),则有⎩⎪⎨⎪⎧kx 0=ln x 0,k =1x 0,由此得ln x 0=1,x 0=e ,k =1e,选C.4.[2017·海南文昌中学模拟]曲线y =x e x+2x -1在点(0,-1)处的切线方程为( ) A .y =3x -1 B .y =-3x -1 C .y =3x +1 D .y =-2x -1 答案 A解析 依题意得y ′=(x +1)e x +2,则曲线y =x e x+2x -1在点(0,-1)处的切线的斜率为(0+1)e 0+2=3,故曲线y =x e x+2x -1在点(0,-1)处的切线方程为y +1=3x ,即y =3x -1,故选A.5.[2017·上饶模拟]若点P 是曲线y =x 2-ln x 上任意一点,则点P 到直线y =x -2的最小值为( )A .1 B. 2 C.22D. 3 答案 B解析 因为定义域为(0,+∞),所以y ′=2x -1x=1,解得x =1,则在P (1,1)处的切线方程为x -y =0,所以两平行线间的距离为d =22= 2.6.直线x -2y +m =0与曲线y =x 相切,则切点的坐标为________. 答案 (1,1) 解析7.[2014·江苏高考]在平面直角坐标系xOy 中,若曲线y =ax 2+b x(a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x +2y +3=0平行,则a +b 的值是________.答案 -3解析 由曲线y =ax 2+b x过点P (2,-5), 得4a +b2=-5.①又y ′=2ax -b x 2,所以当x =2时,4a -b 4=-72,②由①②得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-2,所以a +b =-3.8.[2016·金版创新]函数f (x )(x ∈R )满足f (1)=1,且f (x )在R 上的导函数f ′(x )>12,则不等式f (x )<x +12的解集为__________. 答案 (-∞,1)解析 据已知f ′(x )>12,可得⎣⎢⎡⎦⎥⎤fx -12x ′=f ′(x )-12>0,即函数F (x )=f (x )-12x 在R 上为单调递增函数,又由f (1)=1可得F (1)=12,故f (x )<1+x 2=12+12x ,化简得f (x )-12x <12,即F (x )<F (1),由函数的单调性可得不等式的解集为(-∞,1). 9.[2017·山西师大附中质检]已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程.解 (1)根据已知得点P (2,4)是切点且y ′=x 2,所以在点P (2,4)处的切线的斜率为y ′| x =2=4.所以曲线在点P (2,4)处的切线方程为y -4=4(x -2),即4x -y -4=0.(2)设曲线y =13x 3+43与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝⎛⎭⎪⎫x 0,13x 30+43,则切线的斜率为y ′|x =x 0=x 20.所以切线方程为y -⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 30+43=x 20(x -x 0),即y =x 20·x -23x 30+43.因为点P (2,4)在切线上,所以4=2x 20-23x 30+43,即x 30-3x 20+4=0,所以x 30+x 20-4x 20+4=0, 所以x 20(x 0+1)-4(x 0+1)(x 0-1)=0,所以(x 0+1)(x 0-2)2=0,解得x 0=-1或x 0=2, 故所求的切线方程为x -y +2=0或4x -y -4=0.10.已知函数f (x )=x -1+ae x (a ∈R ,e 为自然对数的底数).(1)若曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线平行于x 轴,求a 的值; (2)当a =1时,若直线l :y =kx -1与曲线y =f (x )相切,求l 的直线方程.解 (1)f ′(x )=1-ae x ,因为曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线平行于x 轴,所以f ′(1)=1-ae=0,解得a =e.(2)当a =1时,f (x )=x -1+1e x ,f ′(x )=1-1e x .设切点为(x 0,y 0),①+②得x 0=kx 0-1+k ,即(k -1)(x 0+1)=0. 若k =1,则②式无解,∴x 0=-1,k =1-e. ∴l 的直线方程为y =(1-e)x -1.[B 级 知能提升](时间:20分钟)11.[2016·昆明调研]若曲线f (x )=a cos x 与曲线g (x )=x 2+bx +1在交点(0,m )处有公切线,则a +b =( )A .-1B .0C .1D .2答案 C解析 依题意得,f ′(x )=-a sin x ,g ′(x )=2x +b ,于是有f ′(0)=g ′(0),即-a sin0=2×0+b ,则b =0,又m =f (0)=g (0),即m =a =1,因此a +b =1,选C.12.[2016·山东高考]若函数y =f (x )的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称y =f (x )具有T 性质.下列函数中具有T 性质的是( )A .y =sin xB .y =ln xC .y =e xD .y =x 3答案 A解析 设两切点坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2).选项A 中,y ′=cos x ,cos x 1cos x 2=-1,当x 1=0,x 2=π时满足,故选项A 中的函数具有T 性质;选项B 、C 、D 中函数的导数均为正值或非负值,故两点处的导数之积不可能为-1,故选A.13.若曲线f (x )=ax 3+ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是________. 答案 (-∞,0)解析 由题意,可知f ′(x )=3ax 2+1x ,又存在垂直于y 轴的切线,所以3ax 2+1x=0,即a =-13x3(x >0),故a ∈(-∞,0).14.[2017·云南大理月考]设函数f (x )=ax -bx,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形面积为定值,并求此定值.解 (1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3.当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +bx2,于是⎩⎪⎨⎪⎧2a -b 2=12,a +b 4=74,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =3.故f (x )=x -3x.(2)证明:设P (x 0,y 0)为曲线上的任一点,由y ′=1+3x2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x -x 0),即y -⎝⎛⎭⎪⎫x 0-3x 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x20(x -x 0). 令x =0得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0.切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形面积为12⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x 0||2x 0=6.故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为定值,此定值为6.。
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.。
2018版高考数学一轮总复习 第2章 函数、导数及其应用 2.8 函数与方程模拟演练 文[A 级 基础达标](时间:40分钟)1.函数f (x )=2x-2x-a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数a 的取值范围是( )A .(1,3)B .(1,2)C .(0,3)D .(0,2) 答案 C解析 由条件可知f (1)f (2)<0,即(2-2-a )(4-1-a )<0,即a (a -3)<0,解得0<a <3.2.函数y =log a (x +1)+x 2-2(0<a <1)的零点的个数为( ) A .0 B .1 C .2 D .无法确定 答案 C解析 令log a (x +1)+x 2-2=0,方程解的个数即为所求函数零点的个数,即为函数y =log a (x +1)(0<a <1)与函数y =-x 2+2(x >-1)的图象的交点个数,易知图象交点个数为2,故选C.3.[2017·湖南师大附中模拟]设f (x )=3x+3x -8,用二分法求方程3x+3x -8=0在x ∈(1,2)内近似解的过程中得f (1)<0,f (1.5)>0,f (1.25)<0,则方程的根落在( )A .(1,1.25)B .(1.25,1.5)C .(1.5,2)D .不能确定答案 B解析 由f (1.25)<0,f (1.5)>0可得方程f (x )=0的根落在(1.25,1.5)上,故选B.4.[2017·广东七校联考]已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫15x-log 3x ,若实数x 0是方程f (x )=0的解,且x 0<x 1,则f (x 1)的值( )A .恒为负B .等于零C .恒为正D .不大于零 答案 A解析 由于函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫15x-log 3x 在定义域内是减函数,于是,若f (x 0)=0,当x 0<x 1时,一定有f (x 1)<0,故选A.5.[2017·黑龙江哈师大附中月考]关于x 的方程⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x |-a -1=0有解,则a 的取值范围是( )A .0<a ≤1B .-1<a ≤0C .a ≥1D .a >0答案 B解析 方程⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x |-a -1=0有解等价于存在x ∈R 使得⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x |-1=a 成立,设f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13|x |-1=⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫13x -1,x ≥0,3x -1,x <0,易得函数f (x )的值域为(-1,0],所以a 的取值范围为-1<a ≤0,故选B.6.函数f (x )=e x+12x -2的零点有________个.答案 1解析 ∵f ′(x )=e x+12>0,∴f (x )在R 上单调递增,又f (0)=1-2<0,f (1)=e -32>0,∴函数在区间(0,1)上有零点且只有一个.7.[2015·安徽高考]在平面直角坐标系xOy 中,若直线y =2a 与函数y =|x -a |-1的图象只有一个交点,则a 的值为________.答案 -12解析 若直线y =2a 与函数y =|x -a |-1的图象只有一个交点,则方程2a =|x -a |-1只有一解,即方程|x -a |=2a +1只有一解,故2a +1=0,所以a =-12.8.[2017·嘉兴模拟]设函数y =x 3与y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2的图象的交点为(x 0,y 0),若x 0∈(n ,n+1),n ∈N ,则x 0所在的区间是________.答案 (1,2)解析 设f (x )=x 3-⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2,则x 0是函数f (x )的零点,在同一坐标系下画出函数y =x3与y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2的图象如图所示.因为f (1)=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=-1<0,f (2)=8-⎝ ⎛⎭⎪⎫120=7>0,所以f (1)f (2)<0,所以x 0∈(1,2). 9.[2017·唐山模拟]当x ∈[1,2]时,函数y =12x 2与y =a x(a >0)的图象有交点,求a 的取值范围________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2 解析 当a =1时,显然成立.当a >1时,如图①所示,使得两个函数图象有交点,需满足12·22≥a2,即1<a≤2;当0<a<1时,如图②所示,需满足12·12≤a1,即12≤a<1,综上可知,a∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2. 10.[2017·江西模拟]已知函数f(x)=-x2+2e x+m-1,g(x)=x+e2x(x>0).(1)若g(x)=m有实数根,求m的取值范围;(2)确定m的取值范围,使得g(x)-f(x)=0有两个相异实根.解(1)∵x>0时,g(x)=x+e2x≥2x·e2x=2e,等号成立的条件是x=e,故g(x)的值域是[2e,+∞),因而只需m≥2e,则y=g(x)-m就有零点.∴m的取值范围是[2e,+∞).(2)若g(x)-f(x)=0有两个相异的实根,即g(x)与f(x)的图象有两个不同的交点,作出g(x)=x+e2x(x>0)的大致图象.∵f(x)=-x2+2e x+m-1=-(x-e)2+m-1+e2,∴其图象的对称轴为x=e,开口向下,最大值为m-1+e2.故当m-1+e2>2e,即m>-e2+2e+1时,g(x)与f(x)的图象有两个不同的交点,即g(x)-f(x)=0有两个相异实根.∴m的取值范围是(-e2+2e+1,+∞).[B级知能提升](时间:20分钟) 11.设a是方程2ln x-3=-x的解,则a在下列哪个区间内( ) A.(0,1) B.(3,4) C.(2,3) D.(1,2)答案 D解析 令f (x )=2ln x -3+x ,则函数f (x )在(0,+∞)上递增,且f (1)=-2<0,f (2)=2ln 2-1=ln 4-1>0,所以函数f (x )在(1,2)上有零点,即a 在区间(1,2)内.12.[2017·大连模拟]函数f (x )=(x +1)ln x -1的零点有( ) A .0个 B .1个 C .2个 D .3个 答案 B解析 由f (x )=(x +1)ln x -1=0,得ln x =1x +1,作出函数y =ln x ,y =1x +1的图象如图,由图象可知交点个数为1,即函数的零点个数为1,选B.13.g (x )=x +e2x-m (x >0,其中e 表示自然对数的底数).若g (x )在(0,+∞)上有零点,则m 的取值范围是________.答案 m ≥2e解析 由g (x )=0,得x 2-mx +e 2=0,x >0.由此方程有大于零的根,得⎩⎪⎨⎪⎧m 2>0,Δ=m 2-4e 2≥0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m >0,m ≥2e或m ≤-2e ,故m ≥2e.14.已知函数f (x )=-x 2-2x , g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +14x,x >0,x +1,x ≤0.(1)求g [f (1)]的值;(2)若方程g [f (x )]-a =0有4个实数根,求实数a 的取值范围. 解 (1)∵f (1)=-12-2×1=-3, ∴g [f (1)]=g (-3)=-3+1=-2.(2)令f (x )=t ,则原方程化为g (t )=a ,易知方程f (x )=t 在t ∈(-∞,1)内有2个不同的解,则原方程有4个解等价于函数y =g (t )(t <1)与y =a 的图象有2个不同的交点,作出函数y =g (t )(t <1)的图象,如图所示,由图象可知,当1≤a <54时,函数y =g (t )(t <1)与y =a 有2个不同的交点,即所求a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,54.。
(时间:分钟).现有一组数据如下:).=.=.=.=-答案解析取=≈(或=≈),代入得==≠;代入,得==-≠;代入,得==;代入,得=×-=≠,故选..根据统计,一名工人组装第件某产品所用的时间(单位:分钟)为()=(\\((,()),<,,(,()),≥))(,为常数).已知工人组装第件产品用时分钟,组装第件产品用时分钟,那么和的值分别是( )....答案解析(回顾检验法)∵=,故>,则有=,解得=,=,将=,=代入解析式检验知正确.故选..某商店已按每件元的成本购进某商品件,根据市场预测,销售价为每件元时可全部售完,定价每提高元时销售量就减少件,若要获得最大利润,销售价应定为每件( ).元.元.元.元答案解析设售价提高元,利润为元,则依题意得=(-)×(+)=-++=-(-)+.故当=时,=,此时售价为每件元..用清水洗衣服,若每次能洗去污垢的,要使存留的污垢不超过,则至少要洗的次数是(参考数据≈)()....答案解析设至少要洗次,则≤,∴≥)≈,因此需次,故选..国家规定个人稿费纳税办法为:不超过元的不纳税;超过元而不超过元的按超过部分的纳税;超过元的按全稿酬的纳税.若某人共纳税元,则这个人的稿费为( ).元.元.元.元答案解析由题意可建立纳税额关于稿费的函数解析式为=(\\(,-,<≤,,>))显然由(-)=,可得=..某生产厂商更新设备,已知在未来(>)年内,此设备所花费的各种费用总和(万元)与满足函数关系=+,欲使此设备的年平均花费最低,则此设备的使用年限为.答案解析=+≥=,当且仅当=,即=时等号成立..若某商场将彩电价格由原价(元台)提高,然后在广告上写出“大酬宾八折优惠”,则商场每台彩电比原价多卖元.答案解析由题意可得每台彩电比原价多卖×(+)×-=(元)..某厂有许多形状为直角梯形的铁皮边角料(如图),为降低消耗,开源节流,现要从这些边角料上截取矩形铁片(如图阴影部分)备用,则截取的矩形面积的最大值为.答案解析依题意,知=,即=(-),∴阴影部分的面积==(-)=(-+)(<<),∴当=时,有最大值为..甲厂以千克小时的速度匀速生产某种产品(生产条件要求≤≤),每小时可获得利润是元.()要使生产该产品小时获得的利润不低于元,求的取值范围;()要使生产千克该产品获得的利润最大,问:甲厂应该选取何种生产速度?并求最大利润.解()根据题意,≥,。
第六节 对数与对数函数[考纲传真] 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;了解对数在简化运算中的作用.2.理解对数函数的概念,理解对数函数的单调性,掌握对数函数图像通过的特殊点.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.对数的概念如果a b=N (a >0且a ≠1),那么b 叫作以a 为底N 的对数,记作log a N =b ,其中a 叫作对数的底数,N 叫作真数.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=n log a M (n ∈R ); ③log a M N=log a M -log a N .3.对数函数的定义、图像与性质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,它们的图像关于直线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)的图像过定点(1,0),且过点(a,1),⎝ ⎛⎭⎪⎫1a,-1,函数图像不在第二、三象限.( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√2.已知a =2-13,b =log 213,c =log 1213,则( )A .a >b >cB .a >c >bC .c >b >aD .c >a >bD [∵0<a =2-13<20=1,b =log 213<log 21=0,c =log 1213>log 1212=1,∴c >a >b .]图2613.已知函数y =log a (x +c )(a ,c 为常数,其中a >0,a ≠1)的图像如图261,则下列结论成立的是( )A .a >1,c >1B .a >1,0<c <1C .0<a <1,c >1D .0<a <1,0<c <1D [由图像可知y =log a (x +c )的图像是由y =log a x 的图像向左平移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( )【导学号:66482059】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=________,2log43=________.【导学号:66482060】23 [2log 510+log 514=log 5⎝⎛⎭⎪⎫102×14=2,因为log 43=12log 23=log 23,所以2log 43=2log 23= 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=________.(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·东城区综合练习(二))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 33 [(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=3×2log 23=3 3.](1)(2016·河南焦作一模)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 |的图像大致是( )A B C D(2)(2017·衡水调研)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:66482061】(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 |的大致图像如图所示.故选B.(2)如图,在同一坐标系中分别作出y =f (x )与y =-x +a 的图像,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.在识别函数图像时,要善于利用已知函数的性质、函数图像上的特殊点(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像问题,利用数形结合法求解. [变式训练2] (2017·西城区二模)如图262,点A ,B 在函数y =log 2x +2的图像上,点C 在函数y =log 2x 的图像上,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 =( )A .2B .3 C. 2 D .3图262D [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的图像上,故有⎩⎨⎧log 2m +2=n ,log 2m +3+2=n +1,解得m =3,故选D.](2016·全国卷Ⅰ)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 [∵0<c <1,∴当a >b >1时,log a c >log b c ,A 项错误; ∵0<c <1,∴y =log c x 在(0,+∞)上递减,又a >b >0, ∴log c a <log c b ,B 项正确;∵0<c <1,∴函数y =x c在(0,+∞)上递增, 又∵a >b >0,∴a c>b c,C 项错误; ∵0<c <1,∴y =c x 在(0,+∞)上递减, 又∵a >b >0,∴c a<c b ,D 项错误.] ☞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( )【导学号:66482062】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. 3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 ,7分f (x )最大值为f (1)=log a (3-a ),∴⎩⎪⎨⎪⎧3-2a >0,log a -a =1,即⎩⎪⎨⎪⎧a <32,a =32,10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. 12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.多个对数函数图像比较底数大小的问题,可通过比较图像与直线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 M α=αlog a M 中,要特别注意条件,在无M >0的条件下应为log a M α=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.。