2023年高考数学(文科)一轮复习——对数与对数函数

合集下载

高考数学一轮复习第6讲 对数与对数函数

高考数学一轮复习第6讲 对数与对数函数

第6讲对数与对数函数1.对数的定义如果a x=N(a>0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作01x=log a N,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.2.对数的运算法则如果a>0,且a≠1,M>0,N>0,那么(1)log a(MN)=02log a M+log a N,(2)log a MN=03log a M-log a N,(3)log a M n=n log a M(n∈R).3.对数函数的定义函数04y=log a x(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量.4.对数函数的图象与性质a>10<a<1 图象定义域05(0,+∞)值域R定点过点06(1,0)单调性07增函数08减函数函数值正负当x>1时,y>0;当0<x<1时,y<0当x>1时,y<0;当0<x<1时,y>05.反函数指数函数y=a x(a>0且a≠1)与对数函数y=09log a x(a>0且a≠1)互为反函数,它们的图象关于直线10y=x对称.1.对数的性质(a>0且a≠1)(1)log a1=0;(2)log a a=1;(3)a log aN=N.2.换底公式及其推论(1)log a b=logcblogca(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=1logba(a,b均大于0且不等于1);(3)log am b n=nm log a b;(4)log a b·log b c·log c d=log a d.3.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.(2020·全国卷Ⅰ)设a log 34=2,则4-a =( ) A .116B .19C .18D .16答案 B解析 由a log 34=2可得log 34a=2,所以4a=9,所以4-a=19,故选B .2.已知a >0,a ≠1,函数y =a x 与y =log a (-x )的图象可能是( )答案 B解析 若a >1,则y =a x 是增函数,y =log a (-x )是减函数;若0<a <1,则y =a x 是减函数,y =log a (-x )是增函数,故选B .3.函数f (x )=错误!的定义域是( ) A .(-∞,1)∪(3,+∞) B .(1,3) C .(-∞,2)∪(2,+∞) D .(1,2)∪(2,3)答案 D解析 由题意知⎩⎪⎨⎪⎧-x2+4x -3>0,-x2+4x -3≠1,即⎩⎪⎨⎪⎧1<x<3,x≠2,故函数f (x )的定义域为(1,2)∪(2,3).故选D .4.(2021·菏泽高三月考)已知x =log 52,y =log 25,z =3,则下列关系正确的是( )A .x <z <yB .x <y <zC .z <x <yD .z <y <x答案 A解析 ∵x =log 52<log 55=12,y =log 25>1,z =3=13∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,1.∴x <z <y .故选A .5.函数f (x )=ln (x 2-2x -8)的单调递增区间是( ) A .(-∞,-2) B .(-∞,1) C .(1,+∞) D .(4,+∞)答案 D解析 由x 2-2x -8>0,得x >4或x <-2.设t =x 2-2x -8,∵y =ln t 为增函数,∴要求函数f (x )的单调递增区间,即求函数t =x 2-2x -8的单调递增区间.∵当x ∈(4,+∞)时,函数t =x 2-2x -8为增函数, ∴函数f (x )的单调递增区间为(4,+∞).故选D . 6.计算:log 23×log 34+(3)log 34=________.答案 4解析 log 23×log 34+(3)log 34=lg 3lg 2×2lg 2lg 3+3log 34=2+3log 32=2+2=4.考向一 对数的化简与求值例1 (1)(2020·海口模拟)《千字文》是我国传统的启蒙读物,相传是南北朝时期梁武帝命人从王羲之的书法作品中选取1000个不重复的汉字,让周兴嗣编纂而成的,全文为四字句,对仗工整,条理清晰,文采斐然.已知将1000个不同汉字任意排列,大约有4.02×102567种方法,设这个数为N ,则lg N 的整数部分为( )A .2566B .2567C.2568 D.2569答案 B解析由题可知,lg N=lg (4.02×102567)=2567+lg 4.02.因为1<4.02<10,所以0<lg 4.02<1,所以lg N的整数部分为2567.(2)化简12lg3249-43lg 8+lg 245=________.答案1 2解析12lg3249-43lg 8+lg 245=12×(5lg 2-2lg 7)-43×32lg 2+12(lg 5+2lg 7)=52lg 2-lg 7-2lg 2+12lg 5+lg 7=12lg 2+12lg 5=12lg (2×5)=12.(3)设2a=5b=m,且1a+1b=2,则m=________.答案10解析因为2a=5b=m>0,所以a=log2m,b=log5m,所以1a+1b=1log2m+1log5m=log m2+log m5=log m10=2.所以m2=10,所以m=10.对数运算的一般思路(1)拆:把底数或真数进行变形,将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算.(2)合:逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算.对数的运算性质以及有关公式都是在式子中所有的对数有意义的前提下才成立的,不能出现log212=log2[(-3)×(-4)]=log2(-3)+log2(-4)的错误.1.(2020·青岛质检)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x ,x≤0,-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12x ,x>0,则f (f (log 23))=( )A .-9B .-1C .-13D .-127 答案 B解析 f (log 23)=-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12log 23=-2log 23-1=-13<0,∴f (f (log 23))=f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-13=3×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-13=-1.2.lg 52+23lg 8+lg 5×lg 20+(lg 2)2的值为________. 答案 3解析 原式=2lg 5+2lg 2+lg 5(1+lg 2)+(lg 2)2=2(lg 5+lg 2)+lg 5+lg 2(lg 2+lg 5)=2+lg 5+lg 2=3.3.若log 147=a,14b =5,则用a ,b 表示log 3528=________. 答案2-a a +b解析 ∵a =log 147,b =log 145,∴a +b =log 1435.又log 1428=log 141427=2-log 147=2-a ,∴log 3528=log1428log1435=2-a a +b.考向二 对数函数的图象及其应用例2 (1)(2020·泰安模拟)对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)与二次函数y =(a -1)x 2-x 在同一坐标系内的图象可能是( )答案 A解析 由对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)与二次函数y =(a -1)x 2-x 可知,①当0<a <1时,此时a -1<0,对数函数y =log a x 为减函数,而二次函数y =(a -1)x 2-x 的图象开口向下,且其对称轴为x =错误!<0,故排除C ,D ;②当a >1时,此时a -1>0,对数函数y =log a x 为增函数,而二次函数y =(a -1)x 2-x 的图象开口向上,且其对称轴为x =错误!>0,故B 错误,而A 符合题意.故选A .(2)若方程4x =log a x 在⎝ ⎛⎦⎥⎥⎤0,12内有解,则实数a 的取值范围为________.答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎥⎤0,22 解析 构造函数f (x )=4x 和g (x )=log a x .当a >1时不满足条件,当0<a <1时,画出两个函数的大致图象,如图所示.可知,只需两图象在⎝ ⎛⎦⎥⎥⎤0,12上有交点即可,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12≥g ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,即2≥log a 12,则0<a ≤22,所以实数a 的取值范围为⎝⎛⎦⎥⎥⎤0,22.利用对数函数的图象可求解的两类热点问题(1)对一些可通过平移、对称变换作出其对数型函数的图象,在求解其单调性(单调区间)、值域(最值)、零点时,常利用数形结合思想求解.(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.4.函数f (x )=log a |x |+1(0<a <1)的图象大致是( )答案 A解析 由于函数f (x )=log a |x |+1(0<a <1)是偶函数,故其图象关于y 轴对称.当x >0时,f (x )=log a |x |+1(0<a <1)是减函数;当x <0时,f (x )=log a |x |+1(0<a <1)是增函数.再由图象过点(1,1),(-1,1),可知应选A .5.(2020·河南洛阳高三阶段性测试)已知正实数a ,b ,c 满足⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12a =log 3a ,⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫14b =log 3b ,c =log 32,则( )A .a <b <cB .c <b <aC .b <c <aD .c <a <b答案 B解析 在坐标系里画出y =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12x ,y =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫14x 与y =log 3x 的图象,可得a >b >1.而c =log 32<1,故c <b <a .多角度探究突破考向三 对数函数的性质及其应用 角度1 比较对数值的大小例3 (1)(2020·聊城二模)已知a =π,b =ln π,c =log πe ,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a >c >bB .b >a >cC .c >a >bD .a >b >c答案 D解析 因为a =π>π0=1,b =lnπ=ln (π)=12ln π,c =log πe =log π(e )=12log πe ,又log π1<log πe<log ππ,即c ∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0,12,ln e<ln π<ln e 2,即b ∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,1,所以a >b >c ,故选D .(2)(多选)若实数a ,b ,c 满足log a 2<log b 2<log c 2,则下列关系中可能成立的是( )A .a <b <cB .b <a <cC .c <b <aD .a <c <b答案 BCD解析 由log a 2<log b 2<log c 2的大小关系,可知a ,b ,c 有如下四种可能:①1<c <b <a ;②0<a <1<c <b ;③0<b <a <1<c ;④0<c <b <a <1.作出函数的图象(如图所示).由图象可知选项B ,C ,D 可能成立.(3)(2020·全国卷Ⅲ)已知55<84,134<85.设a=log53,b=log85,c=log138,则() A.a<b<c B.b<a<cC.b<c<a D.c<a<b答案 A解析∵a,b,c∈(0,1),ab=log53log85=lg 3lg 5·lg 8lg 5<错误!·错误!2=错误!2=错误!2<1,∴a<b.由b=log85,得8b=5,由55<84,得85b<84,∴5b<4,可得b<45.由c=log138,得13c=8,由134<85,得134<135c,∴5c>4,可得c>45.综上所述,a<b<c.故选A.比较对数值大小的方法6.(2021·长郡中学高三月考)已知实数a,b,c满足lg a=10b=1c,则下列关系式中不可能成立的是()A.a>b>c B.a>c>b C.c>a>b D.c>b>a 答案 D解析设lg a=10b=1c=t,t>0,则a=10t,b=lg t,c=1t,在同一坐标系中分别画出函数y=10x,y=lg x,y=1x的图象,如图,当t=x3时,a>b>c;当t=x2时,a>c >b ;当t =x 1时,c >a >b .故选D .7.(2020·全国卷Ⅱ)若2x -2y <3-x -3-y ,则( ) A .ln (y -x +1)>0 B .ln (y -x +1)<0 C .ln |x -y |>0 D .ln |x -y |<0答案 A解析 由2x -2y <3-x -3-y ,得2x -3-x <2y -3-y .令f (t )=2t -3-t ,∵y =2x 为R 上的增函数,y =3-x 为R 上的减函数,∴f (t )为R 上的增函数.∴x <y ,∴y -x >0,∴y -x +1>1,∴ln (y -x +1)>0,故A 正确,B 错误.∵|x -y |与1的大小关系不确定,故C ,D 无法确定.故选A .角度2 解简单的对数不等式例4 (1)设函数f (x )=错误!若f (a )>f (-a ),则实数a 的取值范围是( ) A .(-1,0)∪(0,1) B .(-∞,-1)∪(1,+∞) C .(-1,0)∪(1,+∞) D .(-∞,-1)∪(0,1) 答案 C解析 由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a>0,log2a>-log2a或错误!解得a >1或-1<a <0.故选C .(2)(2020·泰安四模)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ∈(-∞,0]时,f (x )=-x 2+2x ,若实数m 满足f (log 2m )≤3,则m 的取值范围是( )A .(0,2]B .12,2C .(0,8]D .18,8答案 A解析 根据题意,当x ∈(-∞,0]时,f (x )=-x 2+2x =-(x -1)2+1,则f (x )在区间(-∞,0]上为增函数,且f (-1)=(-1)+2×(-1)=-3,又f (x )为奇函数,则f (x )在区间[0,+∞)上为增函数,且f (1)=-f (-1)=3,故f (x )在R 上为增函数,f (log 2m )≤3⇒f (log 2m )≤f (1)⇒log 2m ≤1,解得0<m ≤2,即m 的取值范围为(0,2].故选A .解对数不等式的类型及方法(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,需先将b 化为以a 为底的对数式的形式.8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧21-x ,x≤1,1-log2x ,x>1,则满足f (x )≤2的x 的取值范围是( )A .[-1,2]B .[0,2]C .[1,+∞)D .[0,+∞)答案 D解析 当x ≤1时,由21-x ≤2得1-x ≤1,∴0≤x ≤1.当x >1时,由1-log 2x ≤2得x ≥12,∴x >1.综上,x 的取值范围为[0,+∞).故选D .9.(2020·北京模拟)已知定义域为R 的偶函数f (x )在[0,+∞)上是增函数,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12=0,则“不等式f (log 4x )>0的解集”是“⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|0<x <12”的( )A .充分不必要条件B .充要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件答案 C解析 ∵定义域为R 的偶函数f (x )在[0,+∞)上是增函数,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12=0,∴f (log 4x )>0,即f (log 4x )>f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,即f (|log 4x |)>f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,即|log 4x |>12,即log 4x >12或log 4x <-12,解得x >2或0<x <12.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|x >2或0<x <12是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|0<x <12的必要不充分条件.故选C .考向四 与对数有关的复合函数问题例5 (1)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________.答案 ⎝⎛⎭⎪⎪⎫1,83解析 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,得f (x )min =log a (8-2a )>1,解得1<a <83.当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,得f (x )min =log a (8-a )>1,得8-2a <0,a >4.a 不存在. 综上可知,实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎪⎫1,83.(2)(2020·海南省高三第一次联考)已知函数f (x )=3+log 2x ,x ∈[1,16],若函数g (x )=[f (x )]2+2f (x 2).①求函数g (x )的定义域; ②求函数g (x )的最值.解 ①函数g (x )=[f (x )]2+2f (x 2)满足⎩⎪⎨⎪⎧1≤x≤16,1≤x2≤16,解得1≤x ≤4,即函数g (x )=[f (x )]2+2f (x 2)的定义域为[1,4].②因为x ∈[1,4],所以log 2x ∈[0,2]. g (x )=[f (x )]2+2f (x 2) =(3+log 2x )2+6+2log 2x 2=(log 2x )2+10×log 2x +15=(log 2x +5)2-10, 当log 2x =0时,g (x )min =15, 当log 2x =2时,g (x )max =39,即函数g (x )的最大值为39,最小值为15.利用对数函数的性质,求与对数函数有关的函数值域和复合函数的单调性问题,必须弄清三方面的问题:一是定义域,所有问题都必须在定义域内讨论;二是底数与1的大小关系;三是复合函数的构成,即它是由哪些基本初等函数复合而成的.另外,解题时要注意数形结合、分类讨论、转化与化归思想的使用.10.若f (x )=lg (x 2-2ax +1+a )在区间(-∞,1]上单调递减,则a 的取值范围为( )A .[1,2)B .[1,2]C .[1,+∞)D .[2,+∞)答案 A解析 令函数g (x )=x 2-2ax +1+a =(x -a )2+1+a -a 2,对称轴为直线x =a ,要使函数在(-∞,1]上单调递减,则有错误!即错误!解得1≤a <2,即a ∈[1,2).故选A .11.已知函数f (x )=log a (x +2)+log a (4-x )(a >0且a ≠1). (1)求函数f (x )的定义域;(2)若函数f (x )在区间[0,3]上的最小值为-2,求实数a 的值.解 (1)依题意得⎩⎪⎨⎪⎧x +2>0,4-x>0,解得-2<x <4,∴f (x )的定义域为(-2,4).(2)f (x )=log a (x +2)+log a (4-x ) =log a [(x +2)(4-x )],令t =(x +2)(4-x ),则变形得t =-(x -1)2+9, ∵0≤x ≤3,∴5≤t ≤9.若a >1,则log a 5≤log a t ≤log a 9,∴f (x )min =log a 5=-2,则a 2=15<1(舍去),若0<a <1,则log a 9≤log a t ≤log a 5, ∴f (x )min =log a 9=-2, 则a 2=19,又0<a <1,∴a =13.综上,a =13.一、单项选择题1.函数f (x )=错误!的定义域是( ) A .(-3,0)B .(-3,0]C .(-∞,-3)∪(0,+∞)D .(-∞,-3)∪(-3,0)答案 A解析 因为f (x )=错误!,所以要使函数f (x )有意义,需使错误!即-3<x <0. 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.1 2xC.log12x D.2x-2答案 A解析由题意知f(x)=log a x(x>0).∵f(2)=1,∴log a2=1.∴a=2.∴f(x)=log2x.3.(2020·北京市平谷区二模)溶液酸碱度是通过pH计算的,pH的计算公式为pH =-lg [H+],其中[H+]表示溶液中氢离子的浓度,单位是摩尔/升,若人体胃酸中氢离子的浓度为2.5×10-2摩尔/升,则胃酸的pH是(参考数据:lg 2≈0.3010)() A.1.398 B.1.204C.1.602 D.2.602答案 C解析由题意可得,pH=-lg (2.5×10-2)=-(lg 2.5+lg 10-2)=-(1-2lg 2-2)=1+2lg 2≈1.6020.故选C.4.(2020·滨州二模)设a=0.30.1,b=log 15,c=log526,则a,b,c的大小关系是()A.a>b>c B.c>a>b C.b>a>c D.c>b>a 答案 D解析∵0<0.30.1<0.30=1,∴0<a<1,∵b=log 15=log35,log33<log35<log39,∴1<b<2,∵c=log526>log525=2,∴c>2,∴c>b>a.故选D.5.在同一直角坐标系中,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解析 由题意,知函数f (x )=2-ax (a >0,且a ≠1)为单调递减函数,当0<a <1时,函数f (x )=2-ax 的零点x =2a >2,且函数g (x )=log a (x +2)在(-2,+∞)上为单调递减函数;当a >1时,函数f (x )=2-ax 的零点x =2a <2,且x =2a >0,又g (x )=log a (x+2)在(-2,+∞)上是增函数.综上只有A 满足.6.若log a 23<1(a >0且a ≠1),则实数a 的取值范围是( )A .⎝⎛⎭⎪⎪⎫0,23B .⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫23,+∞C .⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫23,1∪(1,+∞)D .⎝⎛⎭⎪⎪⎫0,23∪(1,+∞)答案 D解析 因为log a 23<1,所以log a 23<log a a .若a >1,则上式显然成立;若0<a <1,则应满足0<a <23.所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎪⎫0,23∪(1,+∞).故选D .7.(2020·泰安一模)已知定义在R 上的函数f (x )的周期为4,当x ∈[-2,2)时,f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13x -x -4,则f (-log 36)+f (log 354)=( ) A .32B .32-log 32C .-12D .23+log 32答案 A解析 因为函数f (x )的周期为4,当x ∈[-2,2)时,f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13x -x -4,∴f (-log 36)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫log316=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13log 3-log 316-4=2+log 36,f (log 354)=f (3+log 32)=f (log 32-1)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫log323=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13log 3-log 323-4=32-log 32+1-4=-32-log 32,∴f (-log 36)+f (log 354)=2+log 36-32-log 32=32.故选A .8.(2020·枣庄模拟)已知a >b >0,若log a b +log b a =52,a b=b a,则ab=( )A .2B .2C .22D .4答案 B解析 对a b =b a 两边取以a 为底的对数,得log a a b =log a b a ,即b =a log a b ,同理有a =b log b a ,代入log a b +log b a =52,得ba +ab =52,因为a >b >0,所以ab >1,所以ab =2,ba =12,故选B .9.(2020·海南模拟)函数f (x )=log 2x4·log 4(4x 2)的最小值为( )A .-94B .-2C .-32D .0答案 A解析 由题意知f (x )的定义域为(0,+∞).所以f (x )=(-2+log 2x )(1+log 2x )=(log 2x )2-log 2x -2=⎝⎛⎭⎪⎪⎫log2x -122-94≥-94.当x =2时,函数取得最小值.故选A .10.(2020·全国卷Ⅱ)设函数f (x )=ln |2x +1|-ln |2x -1|,则f (x )( ) A .是偶函数,且在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,+∞单调递增B .是奇函数,且在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,12单调递减C .是偶函数,且在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-∞,-12单调递增D .是奇函数,且在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-∞,-12单调递减答案 D解析 f (x )=ln |2x +1|-ln |2x -1|的定义域为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x|x≠±12,关于坐标原点对称,又f (-x )=ln |1-2x |-ln |-2x -1|=ln |2x -1|-ln |2x +1|=-f (x ),∴f (x )为定义域上的奇函数,可排除A ,C ;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,12时,f (x )=ln (2x +1)-ln (1-2x ),∵y =ln (2x +1)在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,12上单调递增,y =ln (1-2x )在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,12上单调递减,∴f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,12上单调递增,排除B ;当x ∈⎝⎛⎭⎪⎪⎫-∞,-12时,f (x )=ln (-2x -1)-ln (1-2x )=ln 2x +12x -1=ln⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1+22x -1,∵μ=1+22x -1在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-∞,-12上单调递减,f (μ)=ln μ在定义域内单调递增,∴根据复合函数单调性可知f (x )在⎝⎛⎭⎪⎪⎫-∞,-12上单调递减,D 正确.故选D .二、多项选择题11.(2020·海南省普通高中高考调研测试)若10a =4,10b =25,则( ) A .a +b =2 B .b -a =1 C .ab >8(lg 2)2 D .b -a >lg 6答案 ACD解析 由10a =4,10b =25,得a =lg 4,b =lg 25,∴a +b =lg 4+lg 25=lg 100=2,∴b -a =lg 25-lg 4=lg254,∵b -a =lg254>lg 6,∴b -a >lg 6,∴ab =4lg 2×lg 5>4lg 2×lg 4=8(lg 2)2.故选ACD .12.(2020·泰安三模)已知直线y =-x +2分别与函数y =e x 和y =ln x 的图象交于点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则下列结论正确的是( )A .x 1+x 2=2B .e x 1+e x 2>2eC .x 1ln x 2+x 2ln x 1<0D .x 1x 2>e 2答案 ABC解析 函数y =e x 与y =ln x 互为反函数,则y =e x 与y =ln x 的图象关于y =x 对称,将y =-x +2与y =x 联立,得x =1,y =1,由直线y =-x +2分别与函数y =e x 和y =ln x 的图象交于点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),作出函数图象如图:则A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)的中点坐标为(1,1),对于A ,由x1+x22=1,解得x 1+x 2=2,故A 正确;对于B ,e x 1+e x 2≥2ex1·ex2=2ex1+x2=2e2=2e ,因为x 1≠x 2,即等号不成立,所以e x 1+e x 2>2e ,故B 正确;对于C ,将y =-x +2与y =e x 联立可得-x +2=e x ,即e x +x -2=0,设f (x )=e x +x -2,则函数为单调递增函数,因为f (0)=1+0-2=-1<0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12=e +12-2=e -32>0,故函数的零点在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0,12上,即0<x 1<12,由x 1+x 2=2,则32<x 2<2,x 1ln x 2+x 2ln x 1=x 1ln x 2-x 2ln 1x1<x 1ln x 2-x 2ln x 2=(x 1-x 2)ln x 2<0,故C 正确;对于D ,x 1x 2=x 1(2-x 1)=2x 1-x 21,又x 1∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0,12,所以x 1x 2∈⎝⎛⎭⎪⎪⎫0,34,故D 错误.故选ABC .三、填空题13.计算:lg 5(lg 8+lg 1000)+(lg 2)2+lg 16+lg 0.06=________. 答案 1解析 原式=lg 5(3lg 2+3)+3(lg 2)2+lg ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫16×0.06=3lg 5·lg 2+3lg 5+3(lg 2)2-2=3lg 2+3lg 5-2=1.14.(2020·南昌三模)已知函数f (x )=2|x |+x 2,m =f ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫log213,n =f (7-0.1),p =f (log 425),则m ,n ,p 的大小关系是________.答案 p >m >n解析 因为f (x )=2|x |+x 2,则f (-x )=2|-x |+(-x )2=f (x ),即f (x )为偶函数,当x >0时,f (x )=2x+x 2单调递增,m =f ⎝⎛⎭⎪⎪⎫log213=f (log 23),n =f (7-0.1),p =f (log 425)=f (log 25),又log 25>2>log 23>1>7-0.1>0,故p >m >n .15.函数y =log 0.6(-x 2+2x )的值域是________. 答案 [0,+∞)解析 -x 2+2x =-(x -1)2+1≤1,又-x 2+2x >0,则0<-x 2+2x ≤1.函数y =log 0.6x 为(0,+∞)上的减函数,则y =log 0.6(-x 2+2x )≥log 0.61=0,所以所求函数的值域为[0,+∞).16.如图,已知过原点O 的直线与函数y =log 8x 的图象交于A ,B 两点,分别过A ,B 作y 轴的平行线与函数y =log 2x 图象交于C ,D 两点,若BC ∥x 轴,则四边形ABDC 的面积为________.答案433log 23解析 设点A ,B 的横坐标分别为x 1,x 2,由题设知,x 1>1,x 2>1.则点A ,B 的纵坐标分别为log 8x 1,log 8x 2.因为A ,B 在过点O 的直线上,所以log8x1x1=log8x2x2,点C ,D 的坐标分别为(x 1,log 2x 1),(x 2,log 2x 2).由BC 平行于x 轴,知log 2x 1=log 8x 2,即log 2x 1=13log 2x 2,∴x 2=x 31.代入x 2log 8x 1=x 1log 8x 2得x 31log 8x 1=3x 1log 8x 1.由x 1>1知log 8x 1≠0,∴x 31=3x 1.考虑x 1>1,解得x 1=3.于是点A 的坐标为(3,log 83),即A ⎝⎛⎭⎪⎪⎫3,16log23,∴B ⎝⎛⎭⎪⎪⎫33,12log23,C ⎝⎛⎭⎪⎪⎫3,12log23,D ⎝⎛⎭⎪⎪⎫33,32log23.∴梯形ABDC 的面积为S =12(AC +BD )×BC =12×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13log23+log23×23=433log 23.四、解答题17.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且当x ≥0时,f (x )=log a (x +1)(a >0,且a ≠1).(1)求函数f (x )的解析式;(2)若-1<f (1)<1,求实数a 的取值范围. 解 (1)当x <0时,-x >0, 由题意知f (-x )=log a (-x +1),又f (x )是定义在R 上的偶函数,∴f (-x )=f (x ). ∴当x <0时,f (x )=log a (-x +1), ∴函数f (x )的解析式为f (x )=错误! (2)∵-1<f (1)<1,∴-1<log a 2<1, ∴log a 1a<log a 2<log a a .①当a >1时,原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧1a<2,a >2,解得a >2;②当0<a <1时,原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧1a>2,a <2,解得0<a <12.综上,实数a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0,12∪(2,+∞).18.已知函数f (x )=log 2⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12x +a .(1)若函数f (x )是R 上的奇函数,求a 的值;(2)若函数f (x )的定义域是一切实数,求a 的取值范围;(3)若函数f (x )在区间[0,1]上的最大值与最小值的差不小于2,求实数a 的取值范围.解 (1)若函数f (x )是R 上的奇函数,则f (0)=0, ∴log 2(1+a )=0,∴a =0.当a =0时,f (x )=-x 是R 上的奇函数.所以a =0. (2)若函数f (x )的定义域是一切实数,则12x +a >0恒成立.即a >-12x 恒成立,由于-12x∈(-∞,0), 故只要a ≥0,则a 的取值范围是[0,+∞).(3)由已知得函数f (x )是减函数,故f (x )在区间[0,1]上的最大值是f (0)=log 2(1+a ),最小值是f (1)=log 2⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12+a .由题设得log 2(1+a )-log 2⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12+a ≥2,则log 2(1+a )≥log 2(4a +2). ∴⎩⎪⎨⎪⎧1+a≥4a+2,4a +2>0,解得-12<a ≤-13.故实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎥⎤-12,-13.19.(2021·荆州月考)已知函数f (x )=log 13(x 2-2mx +5).(1)若f (x )的值域为R ,求实数m 的取值范围;(2)若f (x )在(-∞,2]内为增函数,求实数m 的取值范围.解 (1)由f (x )的值域为R ,可得u =x 2-2mx +5能取得(0,+∞)内的一切值, 故函数u =x 2-2mx +5的图象与x 轴有公共点, 所以Δ=4m 2-20≥0,解得m ≤-5或m ≥5.故实数m 的取值范围为(-∞,-5]∪[5,+∞).(2)因为f (x )在(-∞,2]内为增函数,所以u =x 2-2mx +5在(-∞,2]内单调递减且恒正, 所以⎩⎪⎨⎪⎧m≥2,9-4m>0,解得2≤m <94.故实数m 的取值范围为2,94.20.已知函数f (x )=log 4(ax 2+2x +3). (1)若f (1)=1,求f (x )的单调区间;(2)是否存在实数a ,使f (x )的最小值为0?若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由.解 (1)因为f (1)=1,所以log 4(a +5)=1, 因此a +5=4,a =-1, 此时f (x )=log 4(-x 2+2x +3). 由-x 2+2x +3>0得-1<x <3, 即函数f (x )的定义域为(-1,3). 令t =-x 2+2x +3,则t =-x 2+2x +3在(-1,1]上单调递增,在(1,3)上单调递减. 又y =log 4t 在(0,+∞)上单调递增,所以f (x )的单调递增区间是(-1,1],单调递减区间是(1,3). (2)存在.令h (x )=ax 2+2x +3,则h (x )有最小值1,因此应有⎩⎪⎨⎪⎧a>0,12a -44a =1,解得a =12.。

高考文科数学一轮复习对数与对数函数

高考文科数学一轮复习对数与对数函数
2、一些对数型方程、不等式问题常化为相应的函数图像 问题,利用数形结合法求解.
高三8班高考数学第一轮复习
考点三 对数函数的性质及其应用
1.对数函数的性质是每年高考必考内容之一,其中单调 性和对数函数的定义域是热点问题.单调性取决于底数与1的 大小关系.
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.
4当x>1时,y>0 当0<x<1时y, <0
4当x>1时, y<0 当0<x<1时, y>0
5单调性:是0,+∞上的
增函数
5是0,+∞上的
减函数
高三8班高考数学第一轮复习
问题一 对数函数 y=logax 与 y=log1x 的图象有什么
a
关系?
图象关于x轴对称.
高三8班高考数学第一轮复习
问题二 对数函数 y=logax 与指数函数 y=ax的图象有什 么关系?
高三8班高考数学第一轮复习
复习六 对数与对数函数
高三8班高考数学第一轮复习
考纲要求
考情分析
1.理解对数的概念及其运算性
质,会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.
通过对近两年高考试题的统计分 析可以看出,本节内容在高考中 属于必考内容,且占有重要的分
2.理解对数函数的概念,理解 量,命题形式主要以选择题和填 对数函数的单调性,掌握对数函 空题的形式出现.主要考查对数
高三8班高考数学第一轮复习
角度1 比较对数值的大小 例5、1设a=log36,b=log510,c=log714,则 D

2023版高考数学一轮总复习2-4对数与对数函数课件

2023版高考数学一轮总复习2-4对数与对数函数课件
[0,1)上为增函数,∴f(0.01)>f(0)=0,得a>c.再比较b与c的大小,b=ln(1+0.02),
c= 1 0.04 -1,令g(x)= 1 2x -1-ln(1+x),x∈[0,1),则g'(x)= 1 - 1 =
1 2x 1 x
1 x 1 2x ,而(1+x)2-(1+2x)=x2≥0,∴g(x)在[0,1)上为增函数,∴g(0.02)>g
(1 x) 1 2x
(0)=0,∴c>b.综上,a>c>b,故选B.
答案 (1)D (2)B
考法二 对数型复合函数的单调性问题 解决与对数函数有关的函数单调性问题的关键:一是看底数是否大于1, 当底数未明确给出时,应对底数a是否大于1进行讨论;二是运用复合法来 判断其单调性,但应注意中间变量的取值范围;三要注意其定义域(这是一 个隐含条件),也就是要坚持“定义域优先”的原则.
例1 (1)(2021天津,5,5分)设a=log20.3,b=log1 0.4,c=0.40.3,则a,b,c的大小关系
2
为( )ห้องสมุดไป่ตู้
A.a<b<c B.c<a<b C.b<c<a D.a<c<b
(2)(2021全国乙,12,5分)设a=2ln 1.01,b=ln 1.02,c= 1.04-1,则 ( )
2.反函数 指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数y=logax(a>0,且a≠1)互为反函数,它 们的图象关于直线y=x对称.其图象关系如图所示.
考法一 比较指数式、对数式大小的方法 1.单调性法:对于同底数指数式、对数式的大小比较,利用函数的单调性 进行比较. 2.中间量法:对于底数不同的指数式、对数式或指数式、对数式的综合 比较大小,利用“中间量法”比较,中间量常选0和1. 3.构造法:对于复杂的代数式的大小比较问题,常根据代数式的结构特点 构造函数,利用函数的性质比较大小.

高考数学一轮复习 2.8 对数与对数函数教案

高考数学一轮复习 2.8 对数与对数函数教案

2.8 对数与对数函数●知识梳理 1.对数(1)对数的定义:如果a b=N (a >0,a ≠1),那么b 叫做以a 为底N 的对数,记作log a N =b .(2)指数式与对数式的关系:a b=N ⇔log a N =b (a >0,a ≠1,N >0). 两个式子表示的a 、b 、N 三个数之间的关系是一样的,并且可以互化. (3)对数运算性质:①log a (MN )=log a M +log a N .②log aN M=log a M -log a N . ③log a M n=n log a M .(M >0,N >0,a >0,a ≠1)④对数换底公式:log b N =bNa a log log (a >0,a ≠1,b >0,b ≠1,N >0).2.对数函数(1)对数函数的定义 函数y =log a x (a >0,a ≠1)叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是(0,+∞). (2)对数函数的图象底数互为倒数的两个对数函数的图象关于x 轴对称. (3)对数函数的性质: ①定义域:(0,+∞). ②值域:R . ③过点(1,0),即当x =1时,y =0.④当a >1时,在(0,+∞)上是增函数;当0<a <1时,在(0,+∞)上是减函数. ●点击双基1.(2005年春季北京,2)函数f (x )=|log 2x |的图象是 解析:f (x )=⎩⎨⎧<<-≥.10,log ,1,log 22x x x x答案:A2.(2004年春季北京)若f -1(x )为函数f (x )=lg (x +1)的反函数,则f -1(x )的值域为___________________.解析:f -1(x )的值域为f (x )=lg (x +1)的定义域.由f (x )=lg (x +1)的定义域为(-1,+∞),∴f -1(x )的值域为(-1,+∞). 答案:(-1,+∞)3.已知f (x )的定义域为[0,1],则函数y =f [log 21(3-x )]的定义域是__________.解析:由0≤log 21(3-x )≤1⇒log 211≤log 21(3-x )≤log 2121⇒21≤3-x ≤1⇒2≤x ≤25.答案:[2,25] 4.若log x 7y =z ,则x 、y 、z 之间满足 A.y 7=x zB.y =x 7zC.y =7x zD.y =z x解析:由log x 7y =z ⇒x z=7y ⇒x 7z=y ,即y =x 7z.答案:B5.已知1<m <n ,令a =(log n m )2,b =log n m 2,c =log n (log n m ),则 A.a <b <c B.a <c <b C.b <a <c D.c <a <b 解析:∵1<m <n ,∴0<log n m <1.∴log n (log n m )<0. 答案:D ●典例剖析【例1】 已知函数f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧<+≥,4),1(,4,)21(x x f x x则f (2+log 23)的值为A.31B.61C.121D.241剖析:∵3<2+log 23<4,3+log 23>4,∴f (2+log 23)=f (3+log 23)=(21)3+log 23=241.答案:D【例2】 求函数y =log 2|x |的定义域,并画出它的图象,指出它的单调区间. 解:∵|x |>0,∴函数的定义域是{x |x ∈R 且x ≠0}.显然y =log 2|x |是偶函数,它的图象关于y 轴对称.又知当x >0时,y =log 2|x |⇔y =log 2x .故可画出y =log 2|x |的图象如下图.由图象易见,其递减区间是(-∞,0),递增区间是(0,+∞).评述:研究函数的性质时,利用图象更直观.深化拓展已知y =log 21[a 2x+2(ab )x -b 2x +1](a 、b ∈R +),如何求使y 为负值的x 的取值范围?提示:要使y <0,必须a 2x +2(ab )x -b 2x +1>1,即a 2x +2(ab )x -b 2x>0. ∵b 2x>0,∴(b a )2x +2(b a )x-1>0. ∴(b a )x >2-1或(b a )x<-2-1(舍去).再分b a >1,b a =1,ba<1三种情况进行讨论.答案:a >b >0时,x >log ba (2-1);a =b >0时,x ∈R ;0<a <b 时,x <log ba (2-1).【例3】 已知f (x )=log 31[3-(x -1)2],求f (x )的值域及单调区间.解:∵真数3-(x -1)2≤3,∴log 31[3-(x -1)2]≥log 313=-1,即f (x )的值域是[-1,+∞).又3-(x -1)2>0,得1-3<x <1+3,∴x ∈(1-3,1]时,3-(x -1)2单调递增,从而f (x )单调递减;x ∈[1,1+3)时,f (x )单调递增.特别提示讨论复合函数的单调性要注意定义域.●闯关训练 夯实基础1.(2004年天津,5)若函数f (x )=log a x (0<a <1)在区间[a ,2a ]上的最大值是最小值的3倍,则a 等于A.42 B.22 C.41 D.21 解析:∵0<a <1,∴f (x )=log a x 是减函数.∴log a a =3·log a 2a .∴log a 2a =31.∴1+log a 2=31.∴log a 2=-32.∴a =42.答案:A2.函数y =log 2|ax -1|(a ≠0)的对称轴方程是x =-2,那么a 等于A. 21B.-21C.2D.-2解析:y =log 2|ax -1|=log 2|a (x -a 1)|,对称轴为x =a 1,由a 1=-2得a =-21.答案:B评述:此题还可用特殊值法解决,如利用f (0)=f (-4),可得0=log 2|-4a -1|.∴|4a +1|=1.∴4a +1=1或4a +1=-1.∵a ≠0,∴a =-21.3.(2004年湖南,理3)设f -1(x )是f (x )=log 2(x +1)的反函数,若[1+ f-1(a )][1+ f -1(b )]=8,则f (a +b )的值为A.1B.2C.3D.log 23解析:∵f -1(x )=2x -1,∴[1+ f -1(a )][1+ f -1(b )]=2a ·2b =2a +b .由已知2a +b=8,∴a +b =3.答案:C4.(2004年春季上海)方程lg x +lg (x +3)=1的解x =___________________.解析:由lg x +lg (x +3)=1,得x (x +3)=10,x 2+3x -10=0. ∴x =-5或x =2. ∵x >0,∴x =2. 答案:25.已知y =log a (3-ax )在[0,2]上是x 的减函数,求a 的取值范围.解:∵a >0且a ≠1,∴t =3-ax 为减函数.依题意a >1,又t =3-ax 在[0,2]上应有t >0,∴3-2a >0.∴a <23.故1<a <23. 6.设函数f (x )=lg (1-x ),g (x )=lg (1+x ),在f (x )和g (x )的公共定义域内比较|f (x )|与|g (x )|的大小.解:f (x )、g (x )的公共定义域为(-1,1). |f (x )|-|g (x )|=|lg (1-x )|-|lg (1+x )|.(1)当0<x <1时,|lg (1-x )|-|lg (1+x )|=-lg (1-x 2)>0; (2)当x =0时,|lg (1-x )|-|lg (1+x )|=0;(3)当-1<x <0时,|lg (1-x )|-|lg (1+x )|=lg (1-x 2)<0.综上所述,当0<x <1时,|f (x )|>|g (x )|;当x =0时,|f (x )|=|g (x )|;当-1<x <0时,|f (x )|<|g (x )|.培养能力7.函数f (x )=log 2|x |,g (x )=-x 2+2,则f (x )·g (x )的图象只可能是 解析:∵f (x )与g (x )都是偶函数,∴f (x )·g (x )也是偶函数,由此可排除A 、D.又由x →+∞时,f (x )·g (x )→-∞,可排除B. 答案:C8.若f (x )=x 2-x +b ,且f (log 2a )=b ,log 2[f (a )]=2(a ≠1). (1)求f (log 2x )的最小值及对应的x 值;(2)x 取何值时,f (log 2x )>f (1)且log 2[f (x )]<f (1)?解:(1)∵f (x )=x 2-x +b ,∴f (log 2a )=log 22a -log 2a +b .由已知有log 22a -log 2a +b =b ,∴(log 2a -1)log 2a =0. ∵a ≠1,∴log 2a =1.∴a =2.又log 2[f (a )]=2,∴f (a )=4. ∴a 2-a +b =4,b =4-a 2+a =2.故f (x )=x 2-x +2,从而f (log 2x )=log 22x -log 2x +2=(log 2x -21)2+47. ∴当log 2x =21即x =2时,f (log 2x )有最小值47. (2)由题意⎪⎩⎪⎨⎧<+->+-2)2(log 22log log 22222x x x x ⇒⎩⎨⎧<<-<<>⇒21102x x x 或0<x <1. 探究创新9.(2004年苏州市模拟题)已知函数f (x )=3x+k (k 为常数),A (-2k ,2)是函数y = f -1(x )图象上的点.(1)求实数k 的值及函数f -1(x )的解析式;(2)将y = f -1(x )的图象按向量a =(3,0)平移,得到函数y =g (x )的图象,若2 f -1(x +m -3)-g (x )≥1恒成立,试求实数m 的取值范围.解:(1)∵A (-2k ,2)是函数y = f -1(x )图象上的点,∴B (2,-2k )是函数y =f (x )上的点.∴-2k =32+k .∴k =-3.∴f (x )=3x -3.∴y = f -1(x )=log 3(x +3)(x >-3).(2)将y = f -1(x )的图象按向量a =(3,0)平移,得到函数y =g (x )=log 3x (x >0),要使2 f -1(x +m -3)-g (x )≥1恒成立,即使2log 3(x +m )-log 3x ≥1恒成立,所以有x +x m +2m ≥3在x >0时恒成立,只要(x +x m+2m )min ≥3. 又x +x m ≥2m (当且仅当x =x m ,即x =m 时等号成立),∴(x +xm+2m )min =4m ,即4m ≥3.∴m ≥169.●思悟小结1.对数的底数和真数应满足的条件是求解对数问题时必须予以特别重视的.2.比较几个数的大小是对数函数性质应用的常见题型.在具体比较时,可以首先将它们与零比较,分出正负;正数通常都再与1比较分出大于1还是小于1,然后在各类中间两两相比较.3.在给定条件下,求字母的取值范围是常见题型,要重视不等式知识及函数单调性在这类问题上的应用.●教师下载中心 教学点睛1.本小节的重点是对数函数图象和性质的运用.由于对数函数与指数函数互为反函数,所以它们有许多类似的性质,掌握对数函数的性质时,与掌握指数函数的性质一样,也要结合图象理解和记忆.2.由于在对数式中真数必须大于0,底数必须大于零且不等于1,因此有关对数的问题已成了高考的热点内容.希望在讲解有关的例题时,要强化这方面的意识.拓展题例【例1】 求函数y =2lg (x -2)-lg (x -3)的最小值.解:定义域为x >3,原函数为y =lg 3)2(2--x x .又∵3)2(2--x x =3442-+-x x x =31)3(2)3(2-+-+-x x x =(x -3)+31-x +2≥4,∴当x =4时,y min =lg4.【例2】 (2003年北京宣武第二次模拟考试)在f 1(x )=x 21,f 2(x )=x 2,f 3(x )=2x,f 4(x )=log 21x 四个函数中,x 1>x 2>1时,能使21[f (x 1)+f (x 2)]<f (221x x +)成立的函数是A.f 1(x )=x 21B.f 2(x )=x 2C.f 3(x )=2xD.f 4(x )=log 21x解析:由图形可直观得到:只有f 1(x )=x 21为“上凸”的函数. 答案:A。

2025年高考数学一轮复习 第三章-第六节 对数与对数函数【课件】

2025年高考数学一轮复习 第三章-第六节 对数与对数函数【课件】

01
强基础 知识回归
知识梳理
一、对数的概念与性质
1.对数的概念
=
log
如果________(
> 0,且 ≠ 1),那么数叫作以为底的对数,记作 =_______,
真数
其中叫作对数的底数,叫作______.
常用对数
两个重要对数:以10为底的对数lg 称为__________;以无理数e
B.(2,3]
C.[3, +∞)
D.[2,3]
[解析] 由− + − > ,得 < < .设函数 = − + − = ,

= − + − ,则抛物线 = − + − 的对称轴方程是 = ,∴ 函数

= − + − 的单调递增区间是(, ],单调递减区间是[, ). ∵ = 是减函
B.
C.
D.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
[解析] = + ,函数的定义域为 −, +∞ ,有 = ,函数图象过
原点,A,D选项不符合, = +
≥ ,B选项不符合.故选C.
4.函数 = log 1 − 2 + 6 − 8 的单调递减区间为( B )
2
A.[3,4)
典例1 化简或求值:
(1)
2
3
lg 3+5lg 9+5lg 27−lg 3
lg 81−lg 27

解 原式
4
=
1
4lg 3−3lg 3
4
=
9

log − log
=_______________;

2023年高考数学一轮复习讲义——对数与对数函数

2023年高考数学一轮复习讲义——对数与对数函数

§2.7 对数与对数函数考试要求 1.理解对数的概念及运算性质,能用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数.2.通过实例,了解对数函数的概念,会画对数函数的图象,理解对数函数的单调性与特殊点.3.了解指数函数y =a x 与对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)互为反函数.知识梳理 1.对数的概念一般地,如果a x =N (a >0,且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. 以10为底的对数叫做常用对数,记作lg N . 以e 为底的对数叫做自然对数,记作ln N . 2.对数的性质与运算性质(1)对数的性质:log a 1=0,log a a =1,log a Na =N (a >0,且a ≠1,N >0).(2)对数的运算性质如果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 ).(3)换底公式:log a b =log c blog c a (a >0,且a ≠1,b >0,c >0,且c ≠1).3.对数函数的图象与性质y =log a xa >10<a <1图象定义域 (0,+∞)值域R性质过定点(1,0),即x =1时,y =0当x >1时,y >0; 当0<x <1时,当x >1时,y <0; 当0<x <1时,y <0y >0在(0,+∞)上是增函数在(0,+∞)上是减函数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. 常用结论1.log a b ·log b a =1,log nm b a =n m log a b .2.如图给出4个对数函数的图象则b >a >1>d >c >0,即在第一象限,不同的对数函数图象从左到右底数逐渐增大. 3.对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)的图象恒过点(1,0),(a,1),⎝⎛⎭⎫1a ,-1. 思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若MN >0,则log a (MN )=log a M +log a N .( × )(2)对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)在(0,+∞)上是增函数.( × ) (3)函数y =log a 1+x1-x 与函数y =ln(1+x )-ln(1-x )是同一个函数.( × )(4)函数y =log 2x 与y =121log x的图象重合.( √ ) 教材改编题1.函数y =log a (x -2)+2(a >0且a ≠1)的图象恒过定点 . 答案 (3,2) 解析 ∵log a 1=0, 令x -2=1,∴x =3, ∴y =log a 1+2=2,∴原函数的图象恒过定点(3,2). 2.计算:(log 29)·(log 34)= .答案 4解析 (log 29)·(log 34)=lg 9lg 2×lg 4lg 3=2lg 3lg 2×2lg 2lg 3=4.3.若函数y =log a x (a >0,a ≠1)在[2,4]上的最大值与最小值的差是1,则a = . 答案 12或2解析 当a >1时,log a 4-log a 2=log a 2=1, ∴a =2;当0<a <1时,log a 2-log a 4=-log a 2=1, ∴a =12,综上有a =12或2.题型一 对数式的运算例1 (1)设2a =5b =m ,且1a +1b =2,则m 等于( )A.10 B .10 C .20 D .100 答案 A解析 2a =5b =m , ∴log 2m =a ,log 5m =b ,∴1a +1b =1log 2m +1log 5m =log m 2+log m 5 =log m 10=2, ∴m 2=10,∴m =10(舍m =-10). (2)计算:log 535+122log 2log 5150-log 514= .答案 2解析 原式=log 535-log 5150-log 514+212log 2=log 535150×14+12log 2 =log 5125-1=log 553-1=3-1=2.教师备选计算:(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.思维升华 解决对数运算问题的常用方法 (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.跟踪训练1 (1)已知a >b >1,若log a b +log b a =52,a b =b a ,则a +b = .答案 6解析 设log b a =t ,则t >1,因为t +1t =52,所以t =2,则a =b 2.又a b =b a , 所以b 2b =2b b ,即2b =b 2,又a >b >1,解得b =2,a =4. 所以a +b =6.(2)计算:lg 25+lg 50+lg 2·lg 500+(lg 2)2= . 答案 4解析 原式=2lg 5+lg(5×10)+lg 2·lg(5×102)+(lg 2)2 =2lg 5+lg 5+1+lg 2·(lg 5+2)+(lg 2)2 =3lg 5+1+lg 2·lg 5+2lg 2+(lg 2)2=3lg 5+2lg 2+1+lg 2(lg 5+lg 2) =3lg 5+2lg 2+1+lg 2 =3(lg 5+lg 2)+1 =4.题型二 对数函数的图象及应用例2 (1)已知函数f (x )=log a (2x +b -1)(a >0,且a ≠1)的图象如图所示,则a ,b 满足的关系是( )A .0<a -1<b <1 B .0<b <a -1<1 C .0<b -1<a <1 D .0<a -1<b -1<1答案 A解析 由函数图象可知,f (x )为增函数,故a >1.函数图象与y 轴的交点坐标为(0,log a b ),由函数图象可知-1<log a b <0,解得1a <b <1.综上有0<1a<b <1.(2)若方程4x =log a x 在⎝⎛⎦⎤0,12上有解,则实数a 的取值范围为 . 答案 ⎝⎛⎦⎤0,22解析若方程4x =log a x 在⎝⎛⎦⎤0,12上有解,则函数y =4x 和函数y =log a x 在⎝⎛⎦⎤0,12上有交点, 由图象知⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,log a 12≤2,解得0<a ≤22. 教师备选已知x 1,x 2分别是函数f (x )=e x +x -2,g (x )=ln x +x -2的零点,则1e x +ln x 2的值为( ) A .e 2+ln 2 B .e +ln 2 C .2D .4答案 C解析根据题意,已知x1,x2分别是函数f(x)=e x+x-2,g(x)=ln x+x-2的零点,函数f(x)=e x+x-2的零点为函数y=e x的图象与y=2-x的图象的交点的横坐标,则两个函数图象的交点为(x1,1e x),函数g(x)=ln x+x-2的零点为函数y=ln x的图象与y=2-x的图象的交点的横坐标,则两个函数图象的交点为(x2,ln x2),又由函数y=e x与函数y=ln x互为反函数,其图象关于直线y=x对称,而直线y=2-x也关于直线y=x对称,则点(x1,1e x)和(x2,ln x2)也关于直线y=x对称,则有x1=ln x2,则有1e x+ln x2=1e x+x1=2.思维升华对数函数图象的识别及应用方法(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.跟踪训练2(1)已知函数f(x)=log a x+b的图象如图所示,那么函数g(x)=a x+b的图象可能为()答案 D解析 结合已知函数的图象可知, f (1)=b <-1,a >1,则g (x )单调递增,且g (0)=b +1<0,故D 符合题意.(2)(2022·广州调研)设x 1,x 2,x 3均为实数,且1e x -=ln x 1,2e x -=ln(x 2+1),3e x -=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解析 画出函数y =⎝⎛⎭⎫1e x ,y =ln x ,y =ln(x +1),y =lg x 的图象,如图所示.数形结合,知x 2<x 1<x 3.题型三 对数函数的性质及应用 命题点1 比较指数式、对数式大小 例3 (1)设a =log 3e ,b =e 1.5,c =131log 4,则( ) A .b <a <c B .c <a <b C .c <b <a D .a <c <b答案 D 解析 c =131log 4=log 34>log 3e =a . 又c =log 34<log 39=2,b =e 1.5>2, ∴a <c <b .(2)(2022·昆明一中月考)设a =log 63,b =log 126,c =log 2412,则( )A .b <c <aB .a <c <bC .a <b <cD .c <b <a答案 C解析 因为a ,b ,c 都是正数, 所以1a =log 36=1+log 32,1b=log 612=1+log 62, 1c=log 1224=1+log 122, 因为log 32=lg 2lg 3,log 62=lg 2lg 6,log 122=lg 2lg 12,且lg 3<lg 6<lg 12,所以log 32>log 62>log 122, 即1a >1b >1c , 所以a <b <c .命题点2 解对数方程不等式例4 若log a (a +1)<log a (2a )<0(a >0,a ≠1),则实数a 的取值范围是 . 答案 ⎝⎛⎭⎫14,1解析 依题意log a (a +1)<log a (2a )<log a 1,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a >1,a +1<2a <1或⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,a +1>2a >1,解得14<a <1.命题点3 对数性质的应用例5 (2020·全国Ⅱ)设函数f (x )=ln|2x +1|-ln|2x -1|,则f (x )( ) A .是偶函数,且在⎝⎛⎭⎫12,+∞上单调递增 B .是奇函数,且在⎝⎛⎭⎫-12,12上单调递减C .是偶函数,且在⎝⎛⎭⎫-∞,-12上单调递增 D .是奇函数,且在⎝⎛⎭⎫-∞,-12上单调递减 答案 D解析 f (x )=ln|2x +1|-ln|2x -1|的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠±12. 又f (-x )=ln|-2x +1|-ln|-2x -1| =ln|2x -1|-ln|2x +1|=-f (x ), ∴f (x )为奇函数,故排除A ,C. 当x ∈⎝⎛⎭⎫-∞,-12时, f (x )=ln(-2x -1)-ln(1-2x )=ln -2x -11-2x=ln 2x +12x -1=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+22x -1,∵y =1+22x -1在⎝⎛⎭⎫-∞,-12上单调递减, ∴由复合函数的单调性可得f (x )在⎝⎛⎭⎫-∞,-12上单调递减. 教师备选1.(2022·安徽十校联盟联考)已知a =log 23,b =2log 53,c =13log 2,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a >c >b B .a >b >c C .b >a >c D .c >b >a答案 B解析 ∵a =log 23>1,b =2log 53=log 59>1, c =13log 2<0,∴a b =log 23log 59=lg 3lg 2×lg 5lg 9=lg 3lg 2×lg 52lg 3 =lg 52lg 2=lg 5lg 4=log 45>1, ∴a >b ,∴a >b >c .2.若f (x )=lg(x 2-2ax +1+a )在区间(-∞,1]上单调递减,则a 的取值范围为( ) A .[1,2) B .[1,2] C .[1,+∞) D .[2,+∞)答案 A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f (x )在(-∞,1]上单调递减,则有⎩⎪⎨⎪⎧ g (1)>0,a ≥1,即⎩⎪⎨⎪⎧2-a >0,a ≥1,解得1≤a <2,即a ∈[1,2).思维升华 求与对数函数有关的函数值域和复合函数的单调性问题,必须弄清三个问题:一是定义域;二是底数与1的大小关系;三是复合函数的构成.跟踪训练3 (1)若实数a ,b ,c 满足log a 2<log b 2<log c 2<0,则下列关系中正确的是( ) A .a <b <c B .b <a <c C .c <b <a D .a <c <b答案 C解析 根据不等式的性质和对数的换底公式可得1log 2a <1log 2b <1log 2c <0,即log 2c <log 2b <log 2a <0, 可得c <b <a <1.(2)若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log a x ,x ≥2,-log ax -4,0<x <2存在最大值,则实数a 的取值范围是 .答案 ⎝⎛⎦⎤0,22解析 当a >1时,函数f (x )=log a x 在[2,+∞)上单调递增,无最值,不满足题意, 故0<a <1.当x ≥2时,函数f (x )=log a x 在[2,+∞)上单调递减,f (x )≤f (2)=log a 2; 当0<x <2时,f (x )=-log a x -4在(0,2)上单调递增,f (x )<f (2)=-log a 2-4, 则log a 2≥-log a 2-4,即log a 2≥-2=log a a -2, 即1a 2≥2,0<a ≤22, 故实数a 的取值范围是⎝⎛⎦⎤0,22. (3)(2022·潍坊模拟)已知f (x )=1+log 3x (1≤x ≤9),设函数g (x )=f 2(x )+f (x 2),则g (x )max -g (x )min= .答案 5解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 1≤x ≤9,1≤x 2≤9,∴1≤x ≤3,∴g (x )的定义域为[1,3],g (x )=f 2(x )+f (x 2)=(1+log 3x )2+1+log 3x 2=(log 3x )2+4log 3x +2,设t =log 3x ,则0≤t ≤1,则y =t 2+4t +2=(t +2)2-2,在[0,1]上单调递增,∴当t =0即x =1时,g (x )min =2,当t =1即x =3时,g (x )max =7,∴g (x )max -g (x )min =5.课时精练1.(2022·重庆巴蜀中学月考)设a =12,b =log 75,c =log 87,则( )A .a >b >cB .a >c >bC .c >b >aD .c >a >b答案 D解析 a =12=log 77>b =log 75,c =log 87>log 88=12=a ,所以c >a >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 )等于() A .log 2x B.12x C .12log x D .2x -2答案 A解析 函数y =a x (a >0,且a ≠1)的反函数是f (x )=log a x ,又f (2)=1,即log a 2=1,所以a =2.故f (x )=log 2x .3.(2022·昆明模拟)我们知道:人们对声音有不同的感觉,这与它的强度有关系.一般地,声音的强度用(W/m 2)表示,但在实际测量时,声音的强度水平常用L 1=10 lg I I 0(单位:分贝,L 1≥0,其中I 0=1×10-12是人们平均能听到的最小强度,是听觉的开端).某新建的小区规定:小区内公共场所的声音的强度水平必须保持在50分贝以下,则声音强度I 的取值范围是( )A .(-∞,10-7)B .[10-12,10-5)C .[10-12,10-7)D .(-∞,10-5)答案 C解析 由题意可得,0≤10·lg I I 0<50, 即0≤lg I -lg(1×10-12)<5,所以-12≤lg I <-7,解得10-12≤I <10-7,所以声音强度I 的取值范围是[10-12,10-7).4.设函数f (x )=()212log ,0,log ,0.x x x x >⎧⎪⎨-<⎪⎩若f (a )>f (-a ),则实数a 的取值范围是( ) A .(-1,0)∪(0,1)B .(-∞,-1)∪(1,+∞)C .(-1,0)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(0,1)答案 C解析 由题意得2120,log log a a a >⎧⎪⎨>⎪⎩ 或()()1220,log log a a a <⎧⎪⎨->-⎪⎩ 解得a >1或-1<a <0.5. (多选)函数y =log a (x +c )(a ,c 为常数,其中a >0,a ≠1)的图象如图所示,则下列结论成立的是( )A .a >1B .0<c <1C .0<a <1D .c >1答案 BC解析 由图象可知函数为减函数,∴0<a <1,令y =0得log a (x +c )=0,x +c =1,x =1-c ,由图象知0<1-c <1,∴0<c <1.6.(多选)已知函数f (x )=ln(e 2x +1)-x ,则( )A .f (ln 2)=ln 52B .f (x )是奇函数C .f (x )在(0,+∞)上单调递增D .f (x )的最小值为ln 2答案 ACD解析 f (ln 2)=ln(e 2ln 2+1)-ln 2=ln 52, 故A 项正确;f (x )=ln(e 2x +1)-x =ln(e 2x +1)-ln e x=ln e 2x +1e x =ln(e x +e -x ), 所以f (-x )=ln(e x +e -x ),所以f (-x )=f (x ),所以f (x )为偶函数,故B 项错误;当x >0时,y =e x +e -x 在(0,+∞)上单调递增,因此y =ln(e x +e -x )在(0,+∞)上单调递增,故C 项正确;由于f (x )在(0,+∞)上单调递增,又f (x )为偶函数,所以f (x )在(-∞,0]上单调递减,所以f (x )的最小值为f (0)=ln 2,故D 项正确.7.(2022·海口模拟)log 327+lg 25+lg 4+27log 7+138的值等于 . 答案 152 解析 原式=323log 3+lg 52+lg 22+2+1332⨯ =32+2lg 5+2lg 2+2+2 =32+2(lg 5+lg 2)+2+2 =32+2+2+2 =152. 8.函数f (x )=log 2x ·()2x 的最小值为 .答案 -14 解析 依题意得f (x )=12log 2x ·(2+2log 2x )=(log 2x )2+log 2x =⎝⎛⎭⎫log 2x +122-14≥-14,当log 2x =-12,即x =22时等号成立,所以函数f (x )的最小值为-14. 9.设f (x )=log 2(a x -b x ),且f (1)=1,f (2)=log 212.(1)求a ,b 的值;(2)当x ∈[1,2]时,求f (x )的最大值.解 (1)因为f (x )=log 2(a x -b x ),且f (1)=1,f (2)=log 212,所以⎩⎪⎨⎪⎧ log 2(a -b )=1,log 2(a 2-b 2)=log 212,即⎩⎪⎨⎪⎧a -b =2,a 2-b 2=12,解得a =4,b =2.(2)由(1)得f (x )=log 2(4x -2x ),令t =4x -2x ,则t =4x -2x =⎝⎛⎭⎫2x -122-14, 因为1≤x ≤2,所以2≤2x ≤4,所以94≤⎝⎛⎭⎫2x -122≤494,即2≤t ≤12, 因为y =log 2t 在[2,12]上单调递增,所以y max =log 212=2+log 23,即函数f (x )的最大值为2+log 23.10.(2022·枣庄模拟)已知函数f (x )=log a (x +1)-log a (1-x ),a >0且a ≠1.(1)判断f (x )的奇偶性并予以证明;(2)当a >1时,求使f (x )>0的x 的解集.解 (1)f (x )是奇函数,证明如下:因为f (x )=log a (x +1)-log a (1-x ),所以⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,1-x >0,解得-1<x <1,f (x )的定义域为(-1,1).f (-x )=log a (-x +1)-log a (1+x )=-[log a (1+x )-log a (-x +1)]=-f (x ),故f (x )是奇函数.(2)因为当a >1时,y =log a (x +1)是增函数,y =log a (1-x )是减函数,所以当a >1时,f (x )在定义域(-1,1)内是增函数,f (x )>0即log a (x +1)-log a (1-x )>0,log a x +11-x >0,x +11-x >1,2x 1-x >0,2x (1-x )>0,解得0<x <1,故使f (x )>0的x 的解集为(0,1).11.设a =log 0.20.3,b =log 20.3,则( )A .a +b <ab <0B .ab <a +b <0C .a +b <0<abD .ab <0<a +b答案 B解析 ∵a =log 0.20.3>log 0.21=0,b =log 20.3<log 21=0,∴ab <0. ∵a +b ab =1a +1b=log 0.30.2+log 0.32=log 0.30.4, ∴1=log 0.30.3>log 0.30.4>log 0.31=0,∴0<a +b ab<1,∴ab <a +b <0. 12.若实数x ,y ,z 互不相等,且满足2x =3y =log 4z ,则( )A .z >x >yB .z >y >xC .x >y ,x >zD .z >x ,z >y 答案 D解析 设2x =3y =log 4z =k >0,则x =log 2k ,y =log 3k ,z =4k ,根据指数、对数函数图象易得4k >log 2k ,4k >log 3k ,即z >x ,z >y .13.(2022·沈阳模拟)函数f (x )=|log 3x |,若正实数m ,n (m <n )满足f (m )=f (n ),且f (x )在区间[m 2,n ]上的最大值为2,则n -m 等于( ) A.83 B.809 C.154 D.25516答案 A解析 ∵f (x )=|log 3x |,正实数m ,n (m <n )满足f (m )=f (n ),∴0<m <1<n ,且|log 3m |=|log 3n |,∴log 3m =-log 3n ,∴log 3m +log 3n =0,解得mn =1,又∵f (x )在区间[m 2,n ]上的最大值为2,易知f (m 2)=-log 3m 2=2,此时⎩⎪⎨⎪⎧m =13,n =3,∴n -m =83. 14.(2022·惠州模拟)若函数f (x )=log a ⎝⎛⎭⎫x 2-ax +12有最小值,则实数a 的取值范围是 . 答案 (1,2)解析 令u =x 2-ax +12=⎝⎛⎭⎫x -a 22+12-a 24, 则u 有最小值12-a 24, 欲使函数f (x )=log a ⎝⎛⎭⎫x 2-ax +12有最小值, 则有⎩⎪⎨⎪⎧a >1,12-a 24>0,解得1<a <2,即实数a 的取值范围为(1,2).15.(2022·丽水模拟)已知log a (a +1)<log (a +1)a (a >0且a ≠1),则a 的取值范围是 . 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1+52,1 解析 ∵log a (a +1)-log (a +1)a=lg (a +1)lg a -lg a lg (a +1)=lg 2(a +1)-lg 2a lg a lg (a +1)=[lg (a +1)-lg a ][lg (a +1)+lg a ]lg a lg (a +1)当a >1时,lg(a +1)>lg a >0,∴log a (a +1)>log (a +1)a ,不符合题意;当0<a <1时,lg a <0,lg(a +1)>0, lg(a +1)-lg a =lg a +1a>lg 1=0, lg(a +1)+lg a =lg [a (a +1)]=lg ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫a +122-14, ∴log a (a +1)<log (a +1)a (0<a <1)即为lg ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫a +122-14>0, 由于y =lg x (x >0)单调递增,∴⎝⎛⎭⎫a +122-14>1. 又0<a <1,解得-1+52<a <1, 综上有a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-1+52,1. 16.已知函数f (x )=log 2(2x +k )(k ∈R ).(1)当k =-4时,解不等式f (x )>2;(2)若函数f (x )的图象过点P (0,1),且关于x 的方程f (x )=x -2m 有实根,求实数m 的取值范围. 解 (1)当k =-4时,f (x )=log 2(2x -4).由f (x )>2,得log 2(2x -4)>2,得2x -4>4,得2x >8,解得x >3.故不等式f (x )>2的解集是(3,+∞).(2)因为函数f (x )=log 2(2x +k )(k ∈R )的图象过点P (0,1), 所以f (0)=1,即log 2(1+k )=1,解得k =1.所以f (x )=log 2(2x +1).因为关于x 的方程f (x )=x -2m 有实根, 即log 2(2x +1)=x -2m 有实根. 所以方程-2m =log 2(2x +1)-x 有实根. 令g (x )=log 2(2x +1)-x ,则g (x )=log 2(2x +1)-x=log 2(2x +1)-log 22x=log 22x +12x =log 2⎝⎛⎭⎫1+12x . 因为1+12x >1,log 2⎝⎛⎭⎫1+12x >0, 所以g (x )的值域为(0,+∞). 所以-2m >0,解得m <0.所以实数m 的取值范围是(-∞,0).。

新高考数学一轮复习对数与对数函数

新高考数学一轮复习对数与对数函数

log 15
log 2


x=log2k,y=log3k,z=log5k, +
=log215≈4,故选 C.
log2
= log
3
log2
+ log
5
=
考点二
对数函数的图象及其应用
典例突破
例2.(2021浙江丽水高三期中)函数y=|lg(x-1)|的图象是(
)
答案
C
解析 将函数y=lg x的图象先向右平移1个单位长度,可得到函数y=lg(x-1)
7
7
当 a>1 时,f(x)max=loga4=2,得 a=2;当 0<a<1 时,f(x)max=loga4=2,得 a= 2 (舍去),
故 a=2.
考向3.对数函数性质的综合问题
典例突破
例5.已知函数f(x)=log2(mx2+4x+8)(m∈R),则下列说法正确的是(
-
f(x)=log2(x+ 2 + 1)(a>0,a≠1)等均为奇函数.
6.在第一象限内,不同底数的对数函数的图象从左到右底数逐渐增大.
7.对于函数f(x)=|logax|(a>0,且a≠1),若f(m)=f(n)(m≠n),则必有mn=1.
8.互为反函数的两个函数的图象关于直线y=x对称.
二判 判断内层函数和外层函数的单调性,运用复合函数“同增异减”原
则判断函数的单调性
对点训练4若函数f(x)=loga(x2-x+2)在区间[0,2]上的最大值为2,则实数
a=
.
答案 2
解析 令 u(x)=x -x+2,则 u(x)在[0,2]上的最大值 u(x)max=4,最小值

2023年新高考数学一轮复习3-6 对数与对数函数(知识点讲解)含详解

2023年新高考数学一轮复习3-6  对数与对数函数(知识点讲解)含详解

专题3.6 对数与对数函数(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.对数的运算性质与对数的换底公式相结合考查对数的运算,凸显数学运算的核心素养.2.与不等式等问题相结合考查对数函数的图象及其应用,凸显直观想象、数学运算的核心素养.3.与不等式等问题相结合考查对数函数的单调性、值域等性质,凸显直观想象、逻辑推理和数学运算的核心素养.【知识点展示】1.对数2.对数函数:函数y =log a x (a >0且a ≠1)叫做对数函数 3.对数函数的图象与性质定义域为(0,+∞)4.常用结论(1)换底公式的三个重要结论 ①log a b =1log b a ;②log am b n=n mlog a b ;③log a b ·log b c ·log c d =log a d .(2)底数的大小决定了图象相对位置的高低不论是a >1还是0<a <1,在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大,如图,0<c <d <1<a <b .在x 轴上侧,图象从左到右相应的底数由小变大;在x 轴下侧,图象从右到左相应的底数由小变大.(无论在x 轴的上侧还是下侧,底数都按顺时针方向变大) 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.【常考题型剖析】题型一 对数的概念与性质例1.(2022·浙江·高考真题)已知825,log 3ab ==,则34a b -=( )A .25B .5C .259 D .53例2.(2021·天津·高考真题)若2510a b ==,则11a b+=( )A .1-B .lg 7C .1D .7log 10【总结提升】1. 对数式log a N =b 是由指数式a b =N 变化得来的,两式底数相同,对数式中的真数N 就是指数式中的幂的值,而对数值b 是指数式中的幂指数,对数式与指数式的关系如图:并非所有指数式都可以直接化为对数式.如(-3)2=9就不能直接写成log (-3)9=2,只有a >0且a ≠1,N >0时,才有a x =N ⇔x =log a N . 2. 对数性质在计算中的应用(1)对数运算时的常用性质:log a a =1,log a 1=0.(2)使用对数的性质时,有时需要将底数或真数进行变形后才能运用;对于多重对数符号的,可以先把内层视为整体,逐层使用对数的性质. 3. 运用对数恒等式时注意事项(1)对于对数恒等式a log a N =N 要注意格式:①它们是同底的;②指数中含有对数形式;③其值为对数的真数.(2)对于指数中含有对数值的式子进行化简,应充分考虑对数恒等式的应用. 题型二: 对数的化简与求值例3.(2014·四川·高考真题(文))已知0b >,5log b a =,lg b c =,510d =,则下列等式一定成立的是 A .d ac = B .a cd = C .c ad = D .d a c =+例4.(2014·安徽·高考真题(文))34331654+log log 8145-⎛⎫+= ⎪⎝⎭________. 【规律方法】 1.对数运算的一般思路(1)拆: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,然后利用对数运算性质化简合并.(2)合:将对数式化为同底数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算.2.应用换底公式应注意的事项(1)注意换底公式的正用、逆用以及变形应用.(2)题目中有指数式和对数式时,要注意将指数式与对数式统一成一种形式,注意转化与化归思想的运用. 3.对数式的条件求值问题要注意观察所给数字特征,分析找到实现转化的共同点进行转化. 4.利用换底公式计算、化简、求值的一般思路:思路一:用对数的运算法则及性质进行部分运算→换成同一底数. 思路二:一次性统一换为常用对数(或自然对数)→化简、通分、求值. 题型三:对数函数的概念例5.(2010·浙江·高考真题(文))已知函数2()log (1)=+f x x ,若()1f α=,则α=( ) A .0B .1C .2D .3例6.(2010·山东·高考真题(文))函数2()log 31()x f x =+的值域为( )A .(0,)+∞B .[0,)+∞C .(1,)+∞D .[1,)+∞例7.(2020·北京·高考真题)函数1()ln 1f x x x =++的定义域是____________. 题型四:对数函数的图象及应用例8.(2007·湖南·高考真题(文))函数244 1(){431x x f x x x x -≤=-+>,,的图象和函数2()log g x x =的图象的交点个数是 A .1B .2C .3D .4例9.(2008·山东·高考真题(文))已知函数()log (21)(01)xa f xb a a =+->≠,的图象如图所示,则a b ,满足的关系是( )A .101a b -<<<B .101b a -<<<C .101b a -<<<D .1101a b --<<<例10.(2012·湖南·高考真题(理))已知两条直线1l :y =m 和2l : y=821m +(m >0),1l 与函数2log y x =的图像从左至右相交于点A ,B ,2l 与函数2log y x =的图像从左至右相交于C,D .记线段AC 和BD 在X 轴上的投影长度分别为a ,b ,当m 变化时,ba的最小值为A .B .C .D .例11.(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; 【总结提升】log a y x =的底数变化,其图象具有如下变化规律:(1)上下比较:在直线1x =的右侧,1a >时,底大图低(靠近x 轴);01a <<时,底大图高(靠近x 轴).(2)左右比较(比较图象与1y =的交点):交点横坐标越大,对应的对数函数的底数越大.【特别提醒】对于对数概念要注意以下两点: (1)在函数的定义中,a >0且a ≠1.(2)在解析式y =log a x 中,log a x 的系数必须为1,真数必须为x ,底数a 必须是大于0且不等于1的常数.题型五:对数函数的性质及应用 例12.(2007·山西·高考真题(理))设,函数在区间上的最大值与最小值之差为,则a =( )A .B .2C .2D .4例13.(2020·海南·高考真题)已知函数2()lg(45)f x x x =--在(,)a +∞上单调递增,则a 的取值范围是( )A .(2,)+∞B .[2,)+∞C .(5,)+∞D .[5,)+∞例14.(2020·全国·高考真题(理))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例15.(2022·全国·高考真题(文))已知910,1011,89m m m a b ==-=-,则( ) A .0a b >>B .0a b >>C .0b a >>D .0b a >>例16.(2011·辽宁·高考真题(理))设函数122,1()1log ,1x x f x x x -⎧≤=⎨->⎩则满足()2f x ≤的x 取值范围是( )A .[-1,2]B .[0,2]C .[1,+∞)D .[0,+∞)【总结提升】1.对数值log a x 的符号(x >0,a >0且a ≠1)规律:“同正异负”.(1)当0<x <1,0<a <1或x >1,a >1时,log a x >0,即当真数x 和底数a 同大于(或小于)1时,对数log a x >0,即对数值为正数,简称为“同正”;(2)当0<x <1,a >1或x >1,0<a <1时,log a x <0,即当真数x 和底数a 中一个大于1,而另一个小于1时,也就是说真数x 和底数a 的取值范围“相异”时,对数log a x <0,即对数值为负数,简称为“异负”.因此对数的符号简称为“同正异负”.2.比较对数式大小的类型及相应的方法(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,-1等中间量进行比较. 3. 解对数不等式的类型及方法(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,需先将b 化为以a 为底的对数式的形式.题型六:对数函数、指数函数图象和性质的综合运用例17.(2013·天津·高考真题(理))0.5()21xf x log x =-的零点个数为( )A .1B .2C .3D .4例18.(2021·全国·高考真题(文))下列函数中最小值为4的是( ) A .224y x x =++ B .4sin sin y x x=+ C .222x x y -=+D .4ln ln y x x=+例19.(2020·全国·高考真题(理))若2233x y x y ---<-,则( ) A .ln(1)0y x -+>B .ln(1)0y x -+<C .ln ||0x y ->D .ln ||0x y -<例20.(2015·山东·高考真题)已知函数()x f x a =(0a >且1a ≠)在区间[]2,4-上的最大值是16,(1)求实数a 的值;(2)假设函数()()22log 32g x x x a =-+的定义域是R ,求不等式()log 121a t -≤的实数t 的取值范围.【总结提升】1.复合函数y =f [g (x )]及其里层函数μ=g (x )与外层函数y =f (μ)的单调性之间的关系(见下表).2.①由f (-x )=f (x )或f (-x )=-f (x )直接列关于参数的方程(组),解之得结果.②由f (-a )=f (a )或f (-a )=-f (a )(其中a 是某具体数)得关于参数的方程(组),解之得结果,但此时需检验. 3.用定义证明形如y =log a f (x )函数的单调性时,应先比较与x 1,x 2对应的两真数间的大小关系,再利用对数函数的单调性,比较出两函数值之间的大小关系.专题3.6 对数与对数函数(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.对数的运算性质与对数的换底公式相结合考查对数的运算,凸显数学运算的核心素养.2.与不等式等问题相结合考查对数函数的图象及其应用,凸显直观想象、数学运算的核心素养.3.与不等式等问题相结合考查对数函数的单调性、值域等性质,凸显直观想象、逻辑推理和数学运算的核心素养.【知识点展示】1.对数2.对数函数:函数y =log a x (a >0且a ≠1)叫做对数函数 3.对数函数的图象与性质定义域为(0,+∞)4.常用结论(1)换底公式的三个重要结论 ①log a b =1log b a ;②log am b n=n mlog a b ;③log a b ·log b c ·log c d =log a d .(2)底数的大小决定了图象相对位置的高低不论是a >1还是0<a <1,在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大,如图,0<c <d <1<a <b .在x 轴上侧,图象从左到右相应的底数由小变大;在x 轴下侧,图象从右到左相应的底数由小变大.(无论在x 轴的上侧还是下侧,底数都按顺时针方向变大) 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.【常考题型剖析】题型一 对数的概念与性质例1.(2022·浙江·高考真题)已知825,log 3ab ==,则34a b -=( )A .25B .5C .259 D .53【答案】C 【解析】 【分析】根据指数式与对数式的互化,幂的运算性质以及对数的运算性质即可解出. 【详解】 因为25a=,821log 3log 33b ==,即323b =,所以()()22323232452544392a aa b b b -====. 故选:C.例2.(2021·天津·高考真题)若2510a b ==,则11a b+=( )A .1-B .lg 7C .1D .7log 10【答案】C 【解析】 【分析】由已知表示出,a b ,再由换底公式可求. 【详解】2510a b ==,25log 10,log 10a b ∴==,251111lg 2lg 5lg101log 10log 10a b ∴+=+=+==. 故选:C.【总结提升】1. 对数式log a N =b 是由指数式a b =N 变化得来的,两式底数相同,对数式中的真数N 就是指数式中的幂的值,而对数值b 是指数式中的幂指数,对数式与指数式的关系如图:并非所有指数式都可以直接化为对数式.如(-3)2=9就不能直接写成log (-3)9=2,只有a >0且a ≠1,N >0时,才有a x =N ⇔x =log a N . 2. 对数性质在计算中的应用(1)对数运算时的常用性质:log a a =1,log a 1=0.(2)使用对数的性质时,有时需要将底数或真数进行变形后才能运用;对于多重对数符号的,可以先把内层视为整体,逐层使用对数的性质. 3. 运用对数恒等式时注意事项(1)对于对数恒等式a log a N =N 要注意格式:①它们是同底的;②指数中含有对数形式;③其值为对数的真数.(2)对于指数中含有对数值的式子进行化简,应充分考虑对数恒等式的应用. 题型二: 对数的化简与求值例3.(2014·四川·高考真题(文))已知0b >,5log b a =,lg b c =,510d =,则下列等式一定成立的是 A .d ac = B .a cd = C .c ad = D .d a c =+【答案】B 【解析】 【详解】试题分析:5log ,lg b a b c ==相除得55log ,log 10lg b a a b c c ==,又5510,log 10d d =∴=,所以ad cd a c=⇒=.选B.例4. (2014·安徽·高考真题(文))34331654+log log 8145-⎛⎫+= ⎪⎝⎭________. 【答案】278【解析】 【详解】试题分析:原式=344332542727log log 134588-⎡⎤⎛⎫+⨯=+=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦【规律方法】1.对数运算的一般思路(1)拆: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,然后利用对数运算性质化简合并.(2)合:将对数式化为同底数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算.2.应用换底公式应注意的事项(1)注意换底公式的正用、逆用以及变形应用.(2)题目中有指数式和对数式时,要注意将指数式与对数式统一成一种形式,注意转化与化归思想的运用. 3.对数式的条件求值问题要注意观察所给数字特征,分析找到实现转化的共同点进行转化. 4.利用换底公式计算、化简、求值的一般思路:思路一:用对数的运算法则及性质进行部分运算→换成同一底数. 思路二:一次性统一换为常用对数(或自然对数)→化简、通分、求值. 题型三:对数函数的概念例5.(2010·浙江·高考真题(文))已知函数2()log (1)=+f x x ,若()1f α=,则α=( ) A .0 B .1 C .2 D .3【答案】B 【解析】 【分析】代入函数式,由对数的定义求解. 【详解】由题意2()log (1)1f αα=+=,12α+=,1α=. 故选:B .例6.(2010·山东·高考真题(文))函数2()log 31()x f x =+的值域为( )A .(0,)+∞B .[0,)+∞C .(1,)+∞D .[1,)+∞【答案】A 【解析】 【分析】利用指数函数的性质求得311x +>,再由对数函数的性质可得结果.【详解】 30x >, 311x ∴+>,()2log 310x ∴+>,∴函数()f x 的值域为(0,)+∞. 故选:A例7.(2020·北京·高考真题)函数1()ln 1f x x x =++的定义域是____________.【答案】(0,)+∞ 【解析】 【分析】根据分母不为零、真数大于零列不等式组,解得结果. 【详解】由题意得010x x >⎧⎨+≠⎩,0x ∴>故答案为:(0,)+∞题型四:对数函数的图象及应用例8.(2007·湖南·高考真题(文))函数244 1(){431x x f x x x x -≤=-+>,,的图象和函数2()log g x x =的图象的交点个数是 A .1 B .2C .3D .4【答案】C 【解析】 【详解】试题分析:解:在同一坐标系中画出函数的图象和函数g (x )=log 2x 的图象,如下图所示:由函数图象得,两个函数图象共有3个交点,故选C.例9.(2008·山东·高考真题(文))已知函数()log (21)(01)xa f xb a a =+->≠,的图象如图所示,则a b ,满足的关系是( )A .101a b -<<<B .101b a -<<<C .101b a -<<<D .1101a b --<<<【答案】A 【解析】 【详解】本小题主要考查正确利用对数函数的图象来比较大小.由图易得1a >,101a -∴<<;取特殊点01log 0a x y b =⇒-<=<, 11log log log 10aa ab a⇒-=<<=,101a b -∴<<<.选A . 例10.(2012·湖南·高考真题(理))已知两条直线1l :y =m 和2l : y=821m +(m >0),1l 与函数2log y x =的图像从左至右相交于点A ,B ,2l 与函数2log y x =的图像从左至右相交于C,D .记线段AC 和BD 在X 轴上的投影长度分别为a ,b ,当m 变化时,ba的最小值为A.B.C.D.【答案】B 【解析】 【详解】 【分析】在同一坐标系中作出y=m ,y=821m +(m >0), 2log y x =图像如下图, 由2log x = m ,得122,2mmx x -==, 2log x = 821m +,得 821821342,2m m x x +-+==.依照题意得8218218218212222,22,22m m mmm m m m b a b a++--+--+-=-=-=-821821222m m mm +++==.8141114312122222m m m m +=++-≥-=++, min ()b a∴=【点评】在同一坐标系中作出y=m ,y=821m +(m >0),2log y x =图像,结合图像可解得.例11.(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; 【答案】详见解析. 【解析】 【分析】分1a >和01a <<,先作出函数()log a f x x =的图象,再得到|()|y f x =的图象求解.【详解】 当1a >时,函数()log a f x x =的图象,如图所示:则|()|y f x =的图象,如图所示:由图象知:|()|y f x =在()0,1上递减,在()1,+∞上递增;当01a <<时,函数()log a f x x =的图象,如图所示:则|()|y f x =的图象,如图所示:由图象知:|()|y f x =在()0,1上递减,在()1,+∞上递增;【总结提升】log a y x =的底数变化,其图象具有如下变化规律:(1)上下比较:在直线1x =的右侧,1a >时,底大图低(靠近x 轴);01a <<时,底大图高(靠近x 轴).(2)左右比较(比较图象与1y =的交点):交点横坐标越大,对应的对数函数的底数越大.【特别提醒】对于对数概念要注意以下两点: (1)在函数的定义中,a >0且a ≠1.(2)在解析式y =log a x 中,log a x 的系数必须为1,真数必须为x ,底数a 必须是大于0且不等于1的常数. 题型五:对数函数的性质及应用 例12.(2007·山西·高考真题(理))设,函数在区间上的最大值与最小值之差为,则a =( )A .B .2C .2D .4【答案】D 【解析】 【详解】 试题分析:设,函数为上的增函数,则在区间上的最小值为,最大值为,则,即为,解得,故选D .例13.(2020·海南·高考真题)已知函数2()lg(45)f x x x =--在(,)a +∞上单调递增,则a 的取值范围是( ) A .(2,)+∞ B .[2,)+∞C .(5,)+∞D .[5,)+∞【答案】D 【解析】 【分析】首先求出()f x 的定义域,然后求出2()lg(45)f x x x =--的单调递增区间即可.【详解】由2450x x -->得5x >或1x <- 所以()f x 的定义域为(),1(5,)-∞-⋃+∞ 因为245y x x =--在(5,)+∞上单调递增 所以2()lg(45)f x x x =--在(5,)+∞上单调递增 所以5a ≥ 故选:D例14.(2020·全国·高考真题(理))已知55<84,134<85.设a =log 53,b =log 85,c =log 138,则( ) A .a <b <c B .b <a <c C .b <c <a D .c <a <b【答案】A 【解析】 【分析】由题意可得a 、b 、()0,1c ∈,利用作商法以及基本不等式可得出a 、b 的大小关系,由8log 5b =,得85b =,结合5458<可得出45b <,由13log 8c =,得138c =,结合45138<,可得出45c >,综合可得出a 、b 、c 的大小关系. 【详解】由题意可知a 、b 、()0,1c ∈,()222528log 3lg 3lg81lg 3lg8lg 3lg8lg 241log 5lg 5lg 522lg 5lg 25lg 5a b ⎛⎫⎛⎫++⎛⎫==⋅<⋅==<⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,a b ∴<; 由8log 5b =,得85b =,由5458<,得5488b <,54b ∴<,可得45b <; 由13log 8c =,得138c =,由45138<,得451313c <,54c ∴>,可得45c >.综上所述,a b c <<. 故选:A.例15.(2022·全国·高考真题(文))已知910,1011,89m m m a b ==-=-,则( ) A .0a b >> B .0a b >>C .0b a >>D .0b a >>【答案】A 【解析】【分析】根据指对互化以及对数函数的单调性即可知9log 101m =>,再利用基本不等式,换底公式可得lg11m >,8log 9m >,然后由指数函数的单调性即可解出.【详解】由910m=可得9lg10log 101lg 9m ==>,而()222lg9lg11lg99lg9lg111lg1022+⎛⎫⎛⎫<=<= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以lg10lg11lg 9lg10>,即lg11m >,所以lg11101110110m a =->-=.又()222lg8lg10lg80lg8lg10lg922+⎛⎫⎛⎫<=< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以lg9lg10lg8lg9>,即8log 9m >, 所以8log 989890m b =-<-=.综上,0a b >>. 故选:A.例16.(2011·辽宁·高考真题(理))设函数122,1()1log ,1x x f x x x -⎧≤=⎨->⎩则满足()2f x ≤的x 取值范围是( )A .[-1,2]B .[0,2]C .[1,+∞)D .[0,+∞)【答案】D 【解析】 【分析】根据函数解析式,结合指对数函数的单调性,讨论不同区间对应()2f x ≤的x 范围,然后取并. 【详解】由1122x x -≤⎧⎨≤⎩,可得01x ≤≤;或211log 2x x >⎧⎨-≤⎩,可得1x >;综上,()2f x ≤的x 取值范围是[0,)+∞. 故选:D 【总结提升】1.对数值log a x 的符号(x >0,a >0且a ≠1)规律:“同正异负”.(1)当0<x <1,0<a <1或x >1,a >1时,log a x >0,即当真数x 和底数a 同大于(或小于)1时,对数log a x >0,即对数值为正数,简称为“同正”;(2)当0<x <1,a >1或x >1,0<a <1时,log a x <0,即当真数x 和底数a 中一个大于1,而另一个小于1时,也就是说真数x 和底数a 的取值范围“相异”时,对数log a x <0,即对数值为负数,简称为“异负”.因此对数的符号简称为“同正异负”.2.比较对数式大小的类型及相应的方法(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,-1等中间量进行比较. 3. 解对数不等式的类型及方法(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,需先将b 化为以a 为底的对数式的形式. 题型六:对数函数、指数函数图象和性质的综合运用例17.(2013·天津·高考真题(理))0.5()21xf x log x =-的零点个数为( )A .1B .2C .3D .4【答案】B 【解析】 【分析】由题得0.50.5x log x =,在同一坐标系下,作出函数0,5|log |,0.5xy x y ==的图象,即得解.【详解】令0.50.5()210,0.5x xf x log x log x ==∴=-,在同一坐标系下,作出函数0,5|log |,(0.5)xy x y ==的图象,如图所示,由于0,5|log |,(0.5)xy x y ==的图象有两个交点,所以0.5()21xf x log x =-的零点个数为2,故选:B 例18.(2021·全国·高考真题(文))下列函数中最小值为4的是( ) A .224y x x =++ B .4sin sin y x x=+ C .222x x y -=+D .4ln ln y x x=+【解析】【分析】根据二次函数的性质可判断A 选项不符合题意,再根据基本不等式“一正二定三相等”,即可得出,B D 不符合题意,C 符合题意.【详解】对于A ,()2224133y x x x =++=++≥,当且仅当1x =-时取等号,所以其最小值为3,A 不符合题意;对于B ,因为0sin 1x <≤,4sin 4sin y x x =+≥,当且仅当sin 2x =时取等号,等号取不到,所以其最小值不为4,B 不符合题意;对于C ,因为函数定义域为R ,而20x >,2422242x x x x y -=+=+≥,当且仅当22x =,即1x =时取等号,所以其最小值为4,C 符合题意;对于D ,4ln ln y x x =+,函数定义域为()()0,11,+∞,而ln x R ∈且ln 0x ≠,如当ln 1x =-,5y =-,D 不符合题意.故选:C .例19.(2020·全国·高考真题(理))若2233x y x y ---<-,则( )A .ln(1)0y x -+>B .ln(1)0y x -+<C .ln ||0x y ->D .ln ||0x y -<【答案】A【解析】【分析】将不等式变为2323x x y y ---<-,根据()23t t f t -=-的单调性知x y <,以此去判断各个选项中真数与1的大小关系,进而得到结果.【详解】由2233x y x y ---<-得:2323x x y y ---<-,令()23t t f t -=-,2x y =为R 上的增函数,3x y -=为R 上的减函数,()f t ∴为R 上的增函数,x y ∴<,0y x ->,11y x ∴-+>,()ln 10y x ∴-+>,则A 正确,B 错误; x y -与1的大小不确定,故CD 无法确定.【点睛】本题考查对数式的大小的判断问题,解题关键是能够通过构造函数的方式,利用函数的单调性得到,x y 的大小关系,考查了转化与化归的数学思想.例20.(2015·山东·高考真题)已知函数()x f x a =(0a >且1a ≠)在区间[]2,4-上的最大值是16,(1)求实数a 的值;(2)假设函数()()22log 32g x x x a =-+的定义域是R ,求不等式()log 121a t -≤的实数t 的取值范围. 【答案】(1)2a =或14;(2)11,22⎡⎫-⎪⎢⎣⎭. 【解析】【分析】(1)当01a <<时,由函数()f x 在区间[]2,4-上是减函数求解;,当1a >时,函数()f x 在区间[]2,4-上是增函数求解;(2)根据()()22log 32g x x x a =-+的定义域是R ,由2320x x a -+>恒成立求解. 【详解】(1)当01a <<时,函数()f x 在区间[]2,4-上是减函数,因此当2x =-时,函数()f x 取得最大值16,即216a -=, 因此14a =. 当1a >时,函数()f x 在区间[]2,4-上是增函数,当4x =时,函数()f x 取得最大值16,即416a =,因此2a =.(2)因为()()22log 32g x x x a =-+的定义域是R ,即2320x x a -+>恒成立. 则方程2320x x a -+=的判别式∆<0,即()23420a --⨯<, 解得98a >, 又因为14a =或2a =,因此2a =. 代入不等式得()2log 121t -≤,即0122t <-≤,解得11 22t-≤<,因此实数t的取值范围是11,22⎡⎫-⎪⎢⎣⎭.【总结提升】1.复合函数y=f[g(x)]及其里层函数μ=g(x)与外层函数y=f(μ)的单调性之间的关系(见下表).2.①由f(-x)=f(x)或f(-x)=-f(x)直接列关于参数的方程(组),解之得结果.②由f(-a)=f(a)或f(-a)=-f(a)(其中a是某具体数)得关于参数的方程(组),解之得结果,但此时需检验.3.用定义证明形如y=log a f(x)函数的单调性时,应先比较与x1,x2对应的两真数间的大小关系,再利用对数函数的单调性,比较出两函数值之间的大小关系.。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第6节对数与对数函数考试要求 1.理解对数的概念及其运算性质,知道用换底公式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及其单调性,掌握对数函数图象通过的特殊点,会画底数为2,10,12的对数函数的图象;3.体会对数函数是一类重要的函数模型;4.了解指数函数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.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、运算性质与换底公式(1)对数的性质:①a log a N=N;②log a a b=b(a>0,且a≠1).(2)对数的运算性质如果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).(3)换底公式:log b N=log a Nlog a b(a,b均大于零且不等于1,N>0).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a>10<a<1图象性质定义域:(0,+∞)值域:R当x =1时,y =0,即过定点(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 >0在(0,+∞)上是增函数在(0,+∞)上是减函数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.1.换底公式的两个重要结论(1)log a b =1log b a (a >0,且a ≠1;b >0,且b ≠1).(2)log am b n =nm log a b (a >0,且a ≠1;b >0;m ,n ∈R ,且m ≠0). 2.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.3.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.思考辨析(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 .( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×解析 (1)log 2x 2=2log 2|x |,故(1)错误.(2)形如y =log a x (a >0,且a ≠1)为对数函数,故(2)错误. (4)若0<b <1<a ,则当x >1时,log a x >log b x ,故(4)错误.2.(2021·全国甲卷)青少年视力是社会普遍关注的问题,视力情况可借助视力表测量,通常用五分记录法和小数记录法记录视力数据,五分记录法的数据L 和小数记录法的数据V 满足L =5+lg V .已知某同学视力的五分记录法的数据为4.9,则其视力的小数记录法的数据约为(1010≈1.259)( ) A.1.5 B.1.2 C.0.8D.0.6答案 C解析 由题意知,4.9=5+lg V ,得lg V =-0.1,得V =10-110=11010≈11.259≈0.8,所以该同学视力的小数记录法的数据约为0.8.3.(2021·天津卷)设a =log 2 0.3,b =log 120.4,c =0.40.3,则a ,b ,c 的大小关系为( )A.a <b <cB.c <a <bC.b <c <aD.a <c <b答案 D解析 ∵log 20.3<log 21=0,∴a <0. ∵log 120.4=-log 20.4=log 252>log 22=1,∴b >1.∵0<0.40.3<0.40=1,∴0<c <1, ∴a <c <b .4.(易错题)函数y =log a (x -1)+2(a >0,且a ≠1)的图象恒过的定点是________. 答案 (2,2)解析 当x =2时,函数y =log a (x -1)+2(a >0,且a ≠1)的值为2,所以图象恒过定点(2,2).5.(易错题)已知lg x +lg y =2lg(x -2y ),则xy =________. 答案 4解析 ∵lg x +lg y =2lg(x -2y ), ∴lg(xy )=lg(x -2y )2,∴⎩⎪⎨⎪⎧x >0,y >0,x -2y >0,xy =(x -2y )2,即⎩⎪⎨⎪⎧x >2y ,y >0,(x -y )(x -4y )=0,则x =4y >0,∴xy =4.6.若函数y =log a x (a >0,a ≠1)在[2,4]上的最大值与最小值的差是1,则a =________. 答案 2或12解析 当0<a <1时,f (x )=log a x 在[2,4]上单调递减,故f (x )max =f (2),f (x )min =f (4),则f (2)-f (4)=log a 12=1,解得a =12.当a >1时,f (x )在[2,4]上单调递增,此时f (x )max =f (4),f (x )min =f (2),则f (4)-f (2)=log a 2=1,解得a =2.考点一 对数的运算1.(2020·全国Ⅰ卷)设a log 34=2,则4-a =( ) A.116 B.19C.18D.16答案 B解析 法一 因为a log 34=2,所以log 34a =2,则4a =32=9,所以4-a =14a =19. 法二 因为a log 34=2,所以a =2log 34=2log 43=log 432=log 49,所以4-a =4-log 49=4log 49-1=9-1=19.2.在天文学中,天体的明暗程度可以用星等或亮度来描述.两颗星的星等与亮度满足m 2-m 1=52lg E 1E 2,其中星等为m k 的星的亮度为E k (k =1,2).已知太阳的星等是-26.7,天狼星的星等是-1.45,则太阳与天狼星的亮度的比值为( ) A.1010.1 B.10.1 C.lg 10.1D.10-10.1答案 A解析 依题意,m 1=-26.7,m 2=-1.45,代入所给公式得52lg E 1E 2=-1.45-(-26.7)=25.25.所以lg E 1E 2=25.25×25=10.1,即E 1E 2=1010.1.3.(2021·天津卷)若2a =5b =10,则1a +1b =( ) A.-1 B.lg 7 C.1 D.log 710答案 C解析 ∵2a =5b =10, ∴a =log 210,b =log 510,∴1a +1b =1log 210+1log 510=lg 2+lg 5=lg 10=1.4.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.感悟提升 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.考点二 对数函数的图象及应用例1 (1)函数f (x )=log a |x |+1(0<a <1)的图象大致为( )(2)若方程4x =log a x 在⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12上有解,则实数a 的取值范围为________.答案 (1)A (2)⎝⎛⎦⎥⎤0,22解析 (1)由函数f (x )的解析式可确定该函数为偶函数,图象关于y 轴对称.设g (x )=log a |x |,先画出x >0时,g (x )的图象,然后根据g (x )的图象关于y 轴对称画出x <0时g (x )的图象,最后由函数g (x )的图象向上整体平移一个单位长度即得f (x )的图象,结合图象知选A.(2)若方程4x =log a x 在⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12上有解,则函数y =4x 和函数y =log a x 的图象在⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12上有交点,由图象知⎩⎨⎧0<a <1,log a 12≤2,解得0<a ≤22. 感悟提升 对数函数图象的识别及应用方法(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1 (1)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,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 <1(2)已知函数f (x )=⎩⎨⎧log 2x ,x >0,3x ,x ≤0,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)D (2)(1,+∞)解析 (1)由该函数的图象通过第一、二、四象限知该函数为减函数,∴0<a <1,∵图象与x 轴的交点在区间(0,1)之间,∴该函数的图象是由函数y =log a x 的图象向左平移不到1个单位长度后得到的,∴0<c <1.(2)问题等价于函数y =f (x )与y =-x +a 的图象有且只有一个交点,结合函数图象可知a >1.考点三 解决与对数函数的性质有关的问题 角度1 比较大小例2 (1)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(2)若实数a ,b ,c 满足log a 2<log b 2<log c 2<0,则下列关系中正确的是( ) A.a <b <c B.b <a <c C.c <b <aD.a <c <b(3)(2021·衡水中学检测)已知a =⎝ ⎛⎭⎪⎫120.2,b =log 120.2,c =a b ,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A.a <b <c B.c <a <b C.a <c <bD.b <c <a答案 (1)D (2)C (3)B解析 (1)∵0<a <1,b =log 213=-log 23<0,c =log 1213=log 23>1.∴c >a >b .(2)根据不等式的性质和对数的换底公式可得1log 2a <1log 2b <1log 2c <0,即log 2c <log 2b <log 2a <0, 可得c <b <a <1.故选C.(3)函数y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x与y =log 12x 的图象关于直线y =x 对称,则0<⎝ ⎛⎭⎪⎫120.2<1<log 120.2,∴a <b .又c =a b =⎝ ⎛⎭⎪⎫120.2log 120.2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12log 120.20.2=0.20.2<⎝ ⎛⎭⎪⎫120.2=a ,所以b >a >c . 角度2 解对数不等式例3 (1)(2022·太原质检)定义在R 上的奇函数f (x ),当x ∈(0,+∞)时,f (x )=log 2x ,则不等式f (x )<-1的解集是________.(2)不等式log a (a 2+1)<log a (2a )<0,则a 的取值范围是________. 答案 (1)(-∞,-2)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1解析 (1)设x <0,则-x >0, ∴f (x )=-f (-x )=-log 2(-x ), ∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,0,x =0,-log 2(-x ),x <0.当x >0时,f (x )<-1,即log 2x <-1=log 212,解得0<x <12. 当x <0时,f (x )<-1,即-log 2(-x )<-1, 则log 2(-x )>1=log 22,解得x <-2. 当x =0时,f (x )=0<-1显然不成立.综上,原不等式的解集为(-∞,-2)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12.(2)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, 所以2a >1,即a >12. 综上,12<a <1.角度3 对数型函数性质的综合应用 例4 已知函数f (x )=log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +a .(1)若函数f (x )是R 上的奇函数,求a 的值;(2)若函数f (x )的定义域是一切实数,求a 的取值范围;(3)若函数f (x )在区间[0,1]上的最大值与最小值的差不小于2,求实数a 的取值范围.解 (1)若函数f (x )是R 上的奇函数,则f (0)=0,∴log 2(1+a )=0,∴a =0.当a =0时,f (x )=-x 是R 上的奇函数. 所以a =0.(2)若函数f (x )的定义域是一切实数, 则12x +a >0恒成立.即a >-12x 恒成立,由于-12x ∈(-∞,0), 故只要a ≥0,则a 的取值范围是[0,+∞).(3)由已知得函数f (x )是减函数,故f (x )在区间[0,1]上的最大值是f (0)=log 2(1+a ),最小值是f (1)=log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12+a .由题设得log 2(1+a )-log 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12+a ≥2,则log 2(1+a )≥log 2(4a +2). ∴⎩⎪⎨⎪⎧1+a ≥4a +2,4a +2>0,解得-12<a ≤-13. 故实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,-13.感悟提升 1.比较对数值的大小与解形如log a f (x )>log a g (x )的不等式,主要是应用函数的单调性求解,如果a 的取值不确定,需要分a >1与0<a <1两种情况讨论. 2.与对数函数有关的复合函数的单调性问题,必须弄清三方面的问题:一是定义域,所有问题都必须在定义域内讨论;二是底数与1的大小关系;三是复合函数的构成,即它是由哪些基本初等函数复合而成的.训练2 (1)(2019·天津卷)已知a =log 27,b =log 38,c =0.30.2,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A.c <b <aB.a <b <cC.b <c <aD.c <a <b(2)若f (x )=lg(x 2-2ax +1+a )在区间(-∞,1]上单调递减,则a 的取值范围为________.(3)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________.答案 (1)A (2)[1,2) (3)⎝ ⎛⎭⎪⎫1,83 解析 (1)显然c =0.30.2∈(0,1).因为log 33<log 38<log 39,所以1<b <2.因为log 27>log 24=2,所以a >2.故c <b <a .(2)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).(3)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 =f (2)=log a (8-2a )>1,即8-2a >a ,且8-2a >0,解得1<a <83.当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,知f (x )min =f (1)=log a (8-a )>1,且8-2a >0.∴8-a <a 且8-2a >0,此时解集为∅.综上可知,实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫1,83.1.已知b >0,log 5b =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 ∵log 5b =a ,lg b =c ,∴5a =b ,10c =b .又∵5d =10,∴5a =b =10c =(5d )c =5cd ,∴a =cd .2.(2021·濮阳模拟)已知函数f (x )=lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +43x +m 的值域是全体实数,则实数m 的取值范围是( )A.(-4,+∞)B.[-4,+∞)C.(-∞,-4)D.(-∞,-4]答案 D解析 由题意可知3x +43x +m 能取遍所有正实数.又3x +43x +m ≥m +4,所以m +4≤0,即m ≤-4.∴实数m 的取值范围为(-∞,-4].3.若函数f (x )=|x |+x 3,则f (lg 2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 12+f (lg 5)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫lg 15=( ) A.2B.4C.6D.8答案 A 解析 由于f (x )=|x |+x 3,得f (-x )+f (x )=2|x |.又lg 12=-lg 2,lg 15=-lg 5.所以原式=2|lg 2|+2|lg 5|=2(lg 2+lg 5)=2.4.(2021·新高考Ⅱ卷)已知a =log 52,b =log 83,c =12,则下列判断正确的是( )A.c <b <aB.b <a <cC.a <c <bD.a <b <c答案 C解析 a =log 52<log 55=12=log 822<log 83=b ,即a <c <b .5.在同一直角坐标系中,函数y =1a x ,y =log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12(a >0,且a ≠1)的图象可能是( )答案 D解析 若a >1,则y =1a x 单调递减,A ,B ,D 不符合,且y =log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,C 项不符合,因此0<a <1.当0<a <1时,函数y =a x 的图象过定点(0,1),在R 上单调递减,于是函数y =1a x的图象过定点(0,1),在R 上单调递增,函数y =log a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12的图象过定点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,在(-12,+∞)上单调递减.因此, 选项D 中的两个图象符合.6.已知函数f (x )=log 2(1-|x |),则关于函数f (x )有下列说法:①f (x )的图象关于原点对称;②f (x )的图象关于y 轴对称;③f (x )的最大值为0;④f (x )在区间(-1,1)上单调递增.其中正确的是( )A.①③B.①④C.②③D.②④答案 C解析f(x)=log2(1-|x|)为偶函数,不是奇函数,∴①错误,②正确;根据f(x)的图象(图略)可知④错误;∵1-|x|≤1,∴f(x)≤log21=0,故③正确.7.(2021·济南一中检测)已知函数y=log a(2x-3)+2(a>0且a≠1)的图象恒过定点A,若点A也在函数f(x)=3x+b的图象上,则b=________.答案-7解析令2x-3=1,得x=2,∴定点为A(2,2),将定点A的坐标代入函数f(x)中,得2=32+b,解得b=-7.8.计算:lg 25+lg 50+lg 2·lg 500+(lg 2)2=________.答案 4解析原式=2lg 5+lg(5×10)+lg 2·lg(5×102)+(lg 2)2=2lg 5+lg 5+1+lg 2·(lg 5+2)+(lg 2)2=3lg 5+1+lg 2·lg 5+2lg 2+(lg 2)2=3lg 5+2lg 2+1+lg 2(lg 5+lg 2)=3lg 5+2lg 2+1+lg 2=3(lg 5+lg 2)+1 =4.9.函数f(x)=log2x·log2(2x)的最小值为________.答案-1 4解析依题意得f(x)=12log2x·(2+2log2x)=(log2x)2+log2x=⎝ ⎛⎭⎪⎫log2x+122-14≥-14,当log2x=-12,即x=22时等号成立,所以函数f(x)的最小值为-14.10.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且当x≥0时,f(x)=log a(x+1)(a>0,且a≠1).(1)求函数f (x )的解析式;(2)若-1<f (1)<1,求实数a 的取值范围.解 (1)当x <0时,-x >0,由题意知f (-x )=log a (-x +1),又f (x )是定义在R 上的偶函数,所以f (-x )=f (x ).所以当x <0时,f (x )=log a (-x +1),所以函数f (x )的解析式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log a (x +1),x ≥0,log a (-x +1),x <0.(2)因为-1<f (1)<1,所以-1<log a 2<1,所以log a 1a <log a 2<log a a .①当a >1时,原不等式等价于⎩⎨⎧1a <2,a >2,解得a >2; ②当0<a <1时,原不等式等价于⎩⎨⎧1a >2,a <2,解得0<a <12.综上,实数a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12∪(2,+∞). 11.已知函数f (x )=log 21+ax x -1(a 为常数)是奇函数. (1)求a 的值与函数f (x )的定义域;(2)若当x ∈(1,+∞)时,f (x )+log 2(x -1)>m 恒成立,求实数m 的取值范围.解 (1)因为函数f (x )=log 21+ax x -1是奇函数,所以f (-x )=-f (x ),所以log21-ax-x-1=-log21+axx-1,即log2ax-1x+1=log2x-11+ax,所以a=1,f(x)=log21+x x-1,令1+xx-1>0,解得x<-1或x>1,所以函数的定义域为{x|x<-1或x>1}.(2)f(x)+log2(x-1)=log2(1+x),当x>1时,x+1>2,所以log2(1+x)>log22=1.因为x∈(1,+∞)时,f(x)+log2(x-1)>m恒成立,所以m≤1,所以m的取值范围是(-∞,1].12.(2022·烟台模拟)某工厂产生的废气经过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量P(单位:mg/L)与时间t(单位:h)间的关系式为P=P0e-kt,其中P0,k为正常数.如果一定量的废气在前10 h的过滤过程中污染物被消除了20%,那么污染物减少到最初含量的50%还需要经过多长时间?(结果四舍五入取整数,参考数据:ln 2≈0.693,ln 5≈1.609)()A.11 hB.21 hC.31 hD.41 h答案 B解析由已知得1-15=e-10k,方程两边同取自然对数得ln 45=-10k,所以k=2ln 2-ln 5-10≈0.022 3.设污染物减少到最初含量的50%需要经过t h,则12=e-0.022 3t,方程两边同取自然对数得ln 12=-0.022 3t,解得t≈31.所以还需要经过31-10=21(h)使污染物减少到最初含量的50%,故选B.13.已知函数f (x )=⎩⎨⎧log 2(x -1),x >1,2x ,x ≤1,且关于x 的方程f (x )-a =0有两个实数根,则实数a 的取值范围为( )A.(0,1)B.(0,1]C.(1,2)D.(0,2]答案 D解析 作出函数y =f (x )的图象(如图),方程f (x )-a =0有两个实数根,即y =f (x )与y =a 有两个交点,由图知,0<a ≤2.14.(2022·郑州调研)在①f (x )+f (-x )=0,②f (x )-f (-x )=0,③f (-2)=-f (2)这三个条件中选择一个合适的补充在下面问题中,并给出解答.已知函数f (x )=log 2(x 2+a +x )(a ∈R )满足________.(1)求a 的值;(2)若函数g (x )=2f (-x )+1-x 2+1,证明:g (x 2-x )≤54. 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.解 若选择②f (x )-f (-x )=0,因为f (x )-f (-x )=0,所以log 2(x 2+a +x )-log 2(x 2+a -x )=0, 所以x 2+a +x =x 2+a -x ,所以x =0,a ≥0,此时求不出a 的具体值,所以不能选②. 若选择①f (x )+f (-x )=0,(1)因为f (x )+f (-x )=0,所以log 2(x 2+a +x )+log 2(x 2+a -x )=0, 所以log 2[(x 2+a +x )(x 2+a -x )]=0, 所以x 2+a -x 2=1,解得a =1. 若选择③f (-2)=-f (2),(1)因为f (-2)=-f (2),所以log 2(4+a -2)=-log 2(4+a +2), 所以(4+a -2)(4+a +2)=1, 所以4+a -4=1,所以a =1.(2)由(1)知f (x )=log 2(x 2+1+x ), f (-x )=log 2(x 2+1-x ),所以g (x )=2log2(x 2+1-x )+1-x 2+1 =x 2+1-x +1-x 2+1=-x +1, 所以g (x 2-x )=-(x 2-x )+1=-x 2+x +1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+54≤54.。

相关文档
最新文档