高三指数函数与对数函数第一轮复习.
高中三年级数学第一轮复习讲义12指数函数与对数函数

2018届高三第一轮复习讲义【12】-指数函数与对数函数一、知识梳理:1.指数函数的概念、图像和性质 (1)指数的运算性质()()()()()0,,;0,,;0,0,.m n m n nm mn nn n a a a a m n R a a a m n R a b a b a b n R ⋅⋅=>∈=>∈⋅=⋅>>∈(2)指数函数:一般地,函数(01)xy a a a =>≠且叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是R .(3)指数函数的图像与性质【注意】(1)会根据复合函数的单调性特征“同增异减”,判断形如()f x y a =(0a >且1a ≠)函数的单调性;(2)会根据x y a = (0a >且1a ≠)的单调性求形如(),f x y ax D =∈,(),x y f a x D=∈(1)定义域:x R ∈(2)值域:(0,y ∈的值域;(3)解题时注意“分类讨论”、“数形结合”、“换元”等思想方法的应用。
2.对数的概念及其运算 (1)对数的定义:如果=ba N (>0a ,1a ≠),那么b 叫做以a 为底N 的对数,记作=a log N b .读作“以a 为底N 的对数”,其中a 叫做底数,N 叫做真数.必须注意真数0N >,即零与负数没有对数.(2)指数式与对数式的关系:=ba N ⇔=a log Nb (>0a ,1a ≠,0N >).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)对数的性质:① log a N 中0(0,1)N a a >>≠,零和负数没有对数,即0N >; ② 底数的对数等于1,即log =1a a ,log a NaN =,()0,1,0a a N >≠>③ 1的对数0,即log 1=0a . (4)对数的运算性质:① ()=+a a a log MN log M log N (0M >,0N >,>0a ,1a ≠);② =aa a Mlog log M log N N-(0M >,0N >,>0a ,1a ≠) ③ =n a a log M nlog M ;log a NaN =(0M >,0N >,>0a ,1a ≠)④ 对数换底公式:log =log a b a Nlog N b(>0a ,1a ≠,>0b ,1b ≠,0N >)【提醒】(1)注意真数0N >,即零与负数没有对数.(2)底数满足>0a ,1a ≠ 3.对数函数:对数函数的图像与性质二、基础检测:1. 设16log 27a =, 则用a 表示6log 16=_______________.2. 函数222xxy +=的单调递增区间是_____________, 值域是____________. 3. 函数|1|45x y -⎛⎫= ⎪⎝⎭的单调递减区间是_____________, 值域是____________.4. 函数20.1log (62)y x x =+-的单调递增区间是________________.5. 若2log 13a<, 则实数a 的取值范围是________________________. 6. 不等式2(21)1x a -<的解集为(,0)-∞, 则实数a 的取值范围是______________.三、例题精讲:【例1】指数函数①x y a =,②x y b =,③x y c =,④xy d =在同一坐标系内的图像如图所示,则,,,a b c d 的大小顺序是().A .b a d c <<<B .a b d c <<<C .b a c d <<<D .b c a d <<< 【参考答案】A .【例2】若不论a 取何正实数,函数12x y a +=-的图像都通过同一定点,则该点坐标是____________. 【参考答案】()1,1--【例3】不等式()2211xa -<的解集为(),0-∞,则实数a 的取值范围是.【参考答案】()(),11,-∞-+∞【例4】根据统计资料,在A 小镇,当某件信息发布后,t 小时之内听到该信息的人口是全镇人口的100(12)%kt--,其中k 是某个大于0的常数,今有某信息,假设在发布后3小时之内已经有70%的人口听到该信息.又设最快要T 小时后,有99%的人口已听到该信息,则T =_______小时.(保留一位小数) 【参考答案】11.5【例5】已知22124x x x-+⎛⎫≤ ⎪⎝⎭,求函数22x xy -=-的值域.解:222242122224414x x xxxx x x x x -++-+⎛⎫≤⇔≤⇔+≤-+⇔-≤≤ ⎪⎝⎭,而函数22xxy -=-在区间[]4,1-上是增函数,所以,函数22xxy -=-的值域为2553,162⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.【例6】已知函数[)1423,2,x x y a x --=-⋅-∈-+∞的最小值是4-,求实数a 的值. 解:设2xu -=由于[)2,x ∈-+∞,所以(]0,4u ∈,()2124233x x y a u a a --=-⋅-=---①_x0001_(]0,4a ∈时,()()2min 34,1,f x a a =--==此时u a =,即0x =;②_x0001_当(),0a ∈-∞时,()()223g u u a a =---在(]0,4上是增函数,()f x 无最小值; ③_x0001_当()4,a ∈+∞时,()()223g u u a a =---在(]0,4上是减函数,()174,8a =∉+∞舍去. 综上所述,实数a 的值为1.【例7】若两个函数的图像经过若干次平移后能够重合,则称这两个函数为“同形”函数,给出下列四个函数:()x x f 21log 2=,()()22log 2f x x =+,232log f x =,42log (2)f x =则“同形”函数是( ) A 1()f x 与2()f x B 2()f x 与3()f x C 2()f x 与4()f x D 1()f x 与4()f x【参考答案】C【例8】函数221()log (2)2ax f x x x -=+-+在[1,3]x ∈上恒有意义,则实数a 的取值范围是_________.【参考答案】(2)-+∞【例9】函数20.3log (2)y x x =-的单调递减区间为.解:先求定义域:由220x x ->得(2)0x x ->0x ∴<或2x >.∵函数0.3log y t =是减函数,故所求单调减区间即22t x x =-在定义域内的增区间, 又22t x x =-的对称轴为1x =,∴所求函数的单调递减区间为(2,)+∞. 【例10】已知函数2()log (01)2axf x a x+=<<-(1)试判断()f x 的奇偶性; (2)解不等式()log 3a f x x ≥. 解:(1)20222xx x+>⇒-<<-故()f x 的定义域关于原点对称, 且122()log log ()()22aa x x f x f x x x--+-===-+-∴()f x 是奇函数. (2)2()log 3log log 3.012a aa xf x x x a x+≥⇔≥<<-,故2220221(32)(1)230322xx x x x x x x x x+⎧-<<>⎧⎪⎪⎪-⇔⇔≤≤--⎨⎨+≥⎪⎪≤-⎩⎪-⎩,即原不等式的解集为2{|1}3x x ≤≤.【例11】设不等式211222(log )9(log )90x x ++≤的解集为M ,求当x M ∈时,函数22()(log )(log )28x xf x =的最大、最小值. 解:211222(log )9(log )90x x ++≤1122(2log 3)(log 3)0x x ∴++≤1233log 2x ∴-≤≤-即3333221112221111log ()log log (),()()2222x x ----≤≤∴≤≤∴8x ≤≤即{|M x x =∈又2222222()(log 1)(log 3)log 4log 3(log 2)1f x x x x x x =--=-+=--∵8x ≤≤∴23log 32x ≤≤ ∴当2log 2x =即4x =时min 1y =-;当2log 3x =,即8x =时,max 0y =. 【例12】通常表明地震能量大小的尺度是里氏震级,其计算公式是0lg lg M A A =-,其中,A 是被测地震最大振幅,0A 是“标准地震”的振幅,M 为震级.则7级地震的最大振幅是5级地震最大振幅的__倍.解:7050(lg lg )(lg lg )752A A A A ---=-=,即75lg 2A A =,75100AA =.【例13】已知函数()|lg |f x x =,若a b ≠,且()()f a f b =,则a b +的取值范围是________.解:如图,由()()f a f b =得|lg ||lg |a b =设0a b <<则lg lg 0a b +=∴1ab =∴22a b ab +>=,答案:(2,)+∞【例14】已知函数()log (01).a f x x x b a a =+->≠,且当234a b <<<<时,函数()f x 的零点*0(,1),,=x n n n N n ∈+∈则.解:方程log (0a 1)a x x b a +-≠>,且=0的根为0x ,即函数log (23)a y x a =<<的图像与函数(34)y x b b =-<<的交点横坐标为0x , 且*0(,1),x n n n N ∈+∈,结合图像,因为当(23)x a a =<<时,1y =,此时对应直线上1y =的点的横坐标1(4,5)x b =+∈;当2y =时, 对数函数log (23)a y x a =<<的图像上点的横坐标(4,9)x ∈,直线(34)y x b b =-<<的图像上点的横坐标(5,6)x ∈.故所求的2n =.四、难题突破: 例1. 已知函数1()log 1axf x x-=+(0, 1a a >≠). (1) 讨论函数()f x 的奇偶性和单调性;(2) 设函数()f x 的定义域为[,)a b , 值域为[1,)+∞, 求实数a , b 的值. (1)解: 函数的定义域为区间(1,1)-, 关于原点对称,任取(1,1)x ∈-, 111()log log log ()111a a ax x x f x f x x x x +--⎛⎫-===-=- ⎪-++⎝⎭, 即()f x 是奇函数.任取12,(1,1)x x ∈-, 12x x <, 则12011x x <+<+, 故有121211221111x x x x >⇔>++++, 因此1212121122111111x x x x x x ---+>-+⇔>++++, 当01a <<时, 由log a y x =在(0,)+∞上单调递减, 得121211log log 11a ax x x x --<++, 此时()f x 在(1,1)-上单调递增;当1a >时, 由log a y x =在(0,)+∞上单调递增, 得121211log log 11a ax x x x -->++, 此时()f x 在(1,1)-上单调递减.(2)解: 由题意, [,)(1,1)a b ⊆-, 故11a b -<<≤, 即01a b <<<,由(1)可知()f x 在(1,1)-上单调递增, 故有11()1log 111a a af a a a a--=⇔=⇔=++, 解得1a =;当1b <时, 由单调性得1()log 1a bf x b-<+, 不合题意, 故1b =;综上有1, 1a b =.例2. 已知函数22()lg[(1)(1)1]f x a x a x =-+++(其中a 为实常数). (1) 若函数的定义域为, 求实数a 的取值范围; (2) 若函数的值域为, 求实数a 的取值范围.(1)解: 即不等式22(1)(1)10a x a x -+++>的解集为,当1a =时, 不等式为210x +>, 不合题意;当1a =-时, 不等式为10>恒成立, 符合题意;当21a ≠时, 则有22210(1)4(1)0a a a ⎧->⎪⎨∆=+--<⎪⎩, 解得5(,1)(,)3a ∈-∞-⋃+∞; 综上所述, 5(,1](,)3a ∈-∞-⋃+∞;(2)解: 即函数22(1)(1)1y a x a x =-+++的值域包含+,当1a =时, 函数为21y x =+, 符合题意; 当1a =-时, 函数为1y =, 不合题意;当21a ≠时, 则有22210(1)4(1)0a a a ⎧->⎪⎨∆=+--≥⎪⎩, 解得5(1,]3a ∈, 综上所述, 5[1,]3a ∈.例3. 已知函数2()log ()a f x ax x =-(0, 1a a >≠)在区间[2,4]上是增函数, 求实数a 的取值范围.解: 令210(1)0(,0)(,)ax x x ax x a->⇔->⇒∈-∞⋃+∞给出,函数在[2,4]有定义, 则1122a a <⇒>, 令2t ax x =-, 其图像对称轴为直线12x a=, 当1a >时, 外层函数单调递增, 因此内层函数2t ax x =-在[2,4]上单调递增, 得11224a a ≤⇔≥, 结合定义域要求, 即1a >; 当01a <<时, 外层函数单调递减, 因此内层函数2t ax x =-在[2,4]上单调递减, 因此11428a a ≥⇒≤, 结合定义域要求, 无解; 综上所述, 1a >. 五、课堂练习:1. 函数||3x y -=的值域是____________.2. 已知01a <<, 1b <-, 则函数x y a b =+的图像不会经过第______象限.3. 函数y =_________________.4. 若()log (0, 1)a f x x a a =>≠在[,2]a a 上的最大值是最小值的3倍, 则实数a 的值为_____.5. 函数lg100xy =的图像与函数10010x y =⋅的图像关于直线______________对称; 函数lg100x y =的图像与函数0.1log 100x y =的图像关于直线______________对称. 6. 函数3()log |2|f x x a =+的图像的对称轴是直线2x =, 则实数a =__________. 7. 使2log ()1x x -<+成立的x 的取值范围是_____________. 8. 设223()2(1)xx f x x -+=≥, 则其反函数1()f x -=_______________________.9. 求2211()log ()log ()24f x x x =⋅, 当[2,8]x ∈时的最小值和最大值.10. 求函数2221()log log (1)log ()1x f x x p x x +=+-+--(其中p 为常数, 且1p >)的值域.11. 已知0a >, 1a ≠, 21(log )()1a a f x x a x=--, (1) 判断()f x 的定义域内的奇偶性及单调性, 并加以证明; (2) 若()40f x -<的解集为(,2)-∞, 求a 的值.12. 已知函数()lg()x x f x a b =-(其中a , b 为常数, 且01b a <<<). (1) 求函数()f x 的定义域;(2) 在函数()y f x =的图像上是否存在两个不同的点, 使得过它们的直线平行于x 轴? 若存在, 求出这样的点; 若不存在, 说明理由;(3) 当a , b 满足什么条件时, 不等式()0f x >对一切(1,)x ∈+∞都成立?六、回顾总结:1.主要方法:①指数函数、对数函数的单调性决定于底数a ,要分1a >与01a <<来分类讨论.②熟练掌握对、指数公式的使用和化简计算;2.易错、易漏点:①解决与对数函数有关的问题,要特别注意定义域(对数的底数和真数应满足的条件);注意区别log (1)a b +与log 1a b +的区别;②不同底的对数运算问题,应化为同底对数式进行运算.七、课后作业:1.幂函数)(x f y =图像经过点)21,41(,则=)(x f . 2.已知幂函数a x y =的图像,当10<<x 时,在直线x y =的上方,当1>x 时,在直线x y =的下方,则a 的取值范围是.3.函数2223()(1)mm f x m m x --=--是幂函数,且在(0,)x ∈+∞上是减函数,则实数m =. 4.幂函数),*,,,()1(互质n m N k n m xy m nk ∈=-图象在一、二象限,不过原点,则n m k ,,的奇偶性为.5.设,函数在区间上的最大值与最小值之差为,则( ) AB . C. D .6.已知函数|lg|)(x x f =,若b a <<0,且)()(b f a f =,则b a 2+的取值范围是 ( )A .B .C .D .7.设函数)(x f =若)()(a f a f ->,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)8.函数的值域为 A . B . C . D .9.为了得到函数的图像,只需把函数的图像上所有的点() A .向左平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度B .向右平移3个单位长度,再向上平移1个单位长度C .向左平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度D .向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度10.在同一平面直角坐标系中,函数的图象与的图象关于直线对称.而函数的图象与的图象关于轴对称,若,则的值是()1a >()log a f x x =[]2a a ,12a =24)+∞)+∞(3,)+∞[3,)+∞()212log log x x ⎧⎪⎨-⎪⎩0,0x x ><()()2log 31x f x =+()0,+∞)0,+∞⎡⎣()1,+∞)1,+∞⎡⎣3lg 10x y +=lg y x =()y g x =x y e =y x =()y f x =()y g x =y ()1f m =-mA .B .C .D . 11.函数的图象大致是( )12.若在上是减函数,则的取值范围是 ( )A .B .C .D .13.若函数|1|()2x f x m --=-的图象与x 轴有交点,则实数m 的范围是__________. 14.函数)1,0(≠>=a a a y x 在[]2,1上最大值比最小值大2a ,则_________=a . 15.已知函数),0[,)(+∞∈+⋅=x cb a x f x 的值域为)3,2[-,则)(x f 的一个可能的解析式为__________.【思考题】1.设函数()121,x f x x R -=-∈e -1e -e 1elg ||x y x=)2(log ax y a -=]1,0[a )1,0()2,0()2,1(),2(+∞(1)分别作出()y f x =和()y f x =的图像;(2)求实数a 的取值范围,使得方程()fx a =与()f x a =都有且仅有两个实数解.2.已知2()lg x f x ax b =+,(1)0f =,当0x >时,恒有1()lg f x f x x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.⑴求()f x 的解析式;⑵若方程()lg()f x m x =+的解集是∅,求实数m 的取值范围.3.已知函数2()log (1)f x x =-,222x t g x t ⎛⎫-=∈ ⎪⎝⎭R ,.⑴求()y g x =的解析式;⑵若1t =,求当[2,3]x ∈时,()()g x f x -的最小值;⑶若在[2,3]x ∈时,恒有()()g x f x ≥成立,求实数t 的取值范围.。
指数函数和对数函数知识点总结

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。
2023年高考数学(文科)一轮复习——对数与对数函数

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.。
版高考数学一轮总复习指数与对数函数的性质证明

版高考数学一轮总复习指数与对数函数的性质证明在进行高考数学一轮总复习时,掌握指数与对数函数的性质是至关重要的。
本文将详细探讨指数与对数函数的性质,并给出相应的证明。
一、指数函数的性质证明指数函数是形如f(x) = a^x的函数,其中a为常数且a>0且不等于1。
下面将详细证明指数函数的性质:1. 性质1:指数函数的定义域为实数集。
证明:对于任意实数x来说,a^x的定义域是实数集,因此指数函数的定义域为实数集。
2. 性质2:指数函数的值域为正数集。
证明:由指数函数的定义可知,对于任意实数x来说,a^x的值都是一个正数,因此指数函数的值域为正数集。
3. 性质3:指数函数是严格递增的。
证明:设x1 < x2,即x2-x1 > 0,我们要证明a^x2 > a^x1。
由于a > 0且不等于1,所以a^(x2-x1) > 1。
两边同时乘以a^x1,得到a^x2 > a^x1,即证明了指数函数是严格递增的性质。
4. 性质4:指数函数的图像关于y轴是对称的。
证明:对于任意实数x来说,有a^(-x) = 1/(a^x)。
因此,关于y轴,可以得到f(x) = a^x和f(-x) = 1/(a^x)。
由于a > 0且不等于1,所以f(x)与f(-x)不相等,即指数函数的图像关于y轴是对称的。
二、对数函数的性质证明对数函数是指以某个正数为底数,将正实数x所对应的幂指数记作y的函数,即f(x) = log_a x,其中a为底数且a>0且不等于1。
下面将证明对数函数的性质:1. 性质1:对数函数的定义域为正数集。
证明:对于任意正实数x来说,存在正实数y,使得a^y = x成立,因此对数函数的定义域为正数集。
2. 性质2:对数函数的值域为实数集。
证明:对于任意正实数x来说,存在正实数y,使得a^y = x成立。
也就是说,对于任意实数y来说,都可以找到正实数x,使得a^y = x 成立。
指数+课件-2025届高三数学一轮复习

负数没有偶次方根,故C错误;
x + y 2 是非负数,所以
x+y
2
= |x + y|,故D正确.
)
例1-2 [教材链接题]已知a,b ∈ ,下列各式总能成立的有( B )
A.
3
a−b
4
3
=b−a
B.
4
C. a4 − b 4 = a − b
【解析】
3
a−b
3
【答案】 − = − =
− ,∴
− =
∴
+
− = − ,
−
− =
=
−
+−
=
−
=
−
,
,
故 − + �� − = − +
−
.
− × = ( − ) =
再将x + x −1 = 7平方并化简得x 2 + x −2 = 47,
3
2
x +x
3
−2
1
2
= x +x
1
−2
1
2
x−x ⋅x
3
2
1
−2
方和公式展开求解,也可由x + x
解)
从而
3
3
−
x2 +x 2 +2
x2 +x−2 +3
=
18+2
2025年高考数学一轮复习-4.3.1-对数的概念【课件】

指数式与对数式互化的思路 (1)指数式化为对数式:将指数式的幂作为真数,指数作为对数,底数不 变,写出对数式. (2)对数式化为指数式:将对数式的真数作为幂,对数作为指数,底数不 变,写出指数式.
将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式.
(1)43=64;(2)ln a=b;(3)12m=n;(4)lg 1 000=3. 解:(1)因为 43=64,所以 log4 64=3. (2)因为 ln a=b,所以 eb=a.
第四章 指数函数与对数函数
4.3 对数 4.3.1 对数的概念
01
预习案 自主学习
02
探究案 讲练互动
03
自测案 当堂达标
04
应用案 巩固提升
学习指导
核心素养
1.数学抽象:理解对数的概念,掌握对数的基 1.会用对数的定义进行对
本性质,理解常用对数和自然对数的定义形式 数式与指数式的互化.
以及在科学实践中的应用. 2.理解和掌握对数的性质,
1
假设 log-42 存在,设 log-42=x,则(-4)x=2,我们知道 42= 4=2,但是 -4 的任何次幂都不可能等于 2,所以这样的 x 是不存在的.
(2)若a=0,且N≠0,则logaN不存在;若a=0,N=0,log00有无数个,不 能确定.为此,规定a≠0,N≠0. (3)若a=1,且N≠1,则logaN不存在;若a=1,N=1,logaN有无数个值, 不能确定.为此,规定a≠1.因此,为了避免对数logaN不存在或不唯一确 定的情况,规定a>0,且a≠1. 2.任何一个指数式都可以化为对数式吗? 提示:不是,如(-3)2=9,不能写成log(-3)9=2.
(2)对数恒等式 alogaN=N 的应用 ①能直接应用对数恒等式的直接应用即可. ②对于不能直接应用对数恒等式的情况按以下步骤求解.
(完整版)指数函数及对数函数复习(有详细知识点及习题详细讲解)

指数函数与对数函数总结与练习一、指数的性质(一)整数指数幂n 1.整数指数幂概念:a =a ⋅Λ⋅a (n ∈N )a 0=1(a ≠0)1⋅4a 243*n 个aa-n=1a ≠0,n ∈N *)n(a 2.整数指数幂的运算性质:(1)a m ⋅a n =a m +n (m ,n ∈Z )(2)a (3)(ab )=a ⋅b n n n ()mn=a mn(m ,n ∈Z )(n ∈Z )其中a ÷a =a ⋅a m n m -n =a m -n a n ⎛a ⎫-1nn -n , ⎪=(a ⋅b)=a ⋅b =n .b ⎝b ⎭n 3.a 的n 次方根的概念即:若x n 一般地,如果一个数的n 次方等于a n >1,n ∈N ),那么这个数叫做a 的n 次方根,=a ,则x 叫做a 的n 次方根,(n >1,n ∈N )**(说明:①若n 是奇数,则a 的n 次方根记作n a ;若a >0则n a >0,若a <o 则n a <0;②若n 是偶数,且a >0则a 的正的n 次方根记作n a ,a 的负的n 次方根,记作:-n a ;(例如:8的平方根±8=±2216的4次方根±416=±2)③若n 是偶数,且a <0则n a 没意义,即负数没有偶次方根;④Θ0=0n >1,n ∈N nn (*)∴n 0=0;⑤式子a 叫根式,n 叫根指数,a 叫被开方数。
∴(a )nn=a ..4.a 的n 次方根的性质一般地,若n 是奇数,则n a n =a ;若n 是偶数,则n a n =a =⎨5.例题分析:例1.求下列各式的值:(1)3-8⎧a⎩-aa ≥0a <0.(3)(2)(-10)*2(3)4(3-π)(4)4例2.已知a <b <0,n >1,n ∈N ,化简:n (a -b )+n (a +b ).n n (二)分数指数幂1051231.分数指数幂:5a =a =a102(a >0)3a =a =a124(a >0)即当根式的被开方数能被根指数整除时,根式可以写成分数指数幂的形式;如果幂的运算性质(2)a 3()kn=akn 对分数指数幂也适用,442255⨯3⨯4⎛2⎫⎛⎫2532例如:若a >0,则 a 3⎪=a 3=a , a 4⎪=a 4=a ,∴a =a 3⎝⎭⎝⎭a =a .545即当根式的被开方数不能被根指数整除时,根式也可以写成分数指数幂的形式。
高三一轮复习-指数函数与对数函数(带答案)

个性化辅导授课教案指数函数与对数函数一、指数函数【考情解读】1.考查指数函数的求值、指数函数的图象和性质;2.讨论与指数函数有关的复合函数的性质;3.将指数函数与对数函数、抽象函数相结合,综合考查指数函数知识的应用. 【重点知识梳理】 1.根式的性质 (1)(na )n =a .(2)当n 为奇数时na n =a . 当n 为偶数时na n ={ a a ≥0-aa <0.2.有理数指数幂 (1)幂的有关概念①正整数指数幂:a n =a ·a ·…·a n 个 (n ∈N *). ②零指数幂:a 0=1(a ≠0).③负整数指数幂:a -p =1ap (a ≠0,p ∈N *).④正分数指数幂:a m n =na m (a >0,m 、n ∈N *,且n >1).⑤负分数指数幂:a -m n =1a m n =1na m (a >0,m 、n ∈N *,且n >1).⑥0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. (2)有理数指数幂的性质①a r a s =a r +s (a >0,r 、s ∈Q ); ②(a r )s =a rs (a >0,r 、s ∈Q ); ③(ab )r =a r b r (a >0,b >0,r ∈Q ). 3.指数函数的图象与性质y =a xa >10<a <1图象定义域 (1)R 值域(2)(0,+∞) 性质(3)过定点(0,1)(4)当x >0时,y >1;x <0时,0<y <1(5)当x >0时,0<y <1; x <0时,y >1(6)在(-∞,+∞)上是增函数(7)在(-∞,+∞)上是减函数【高频考点突破】 考点一 指数幂的运算例1、 (1)计算:(124+223)12-2716+1634-2×(8-23)-1;(2)已知x 12+x -12=3,求x 2+x -2-2x 32+x -32-3的值.【探究提高】根式运算或根式与指数式混合运算时,将根式化为指数式计算较为方便,对于计算的结果,不强求统一用什么形式来表示,如果有特殊要求,要根据要求写出结果.但结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母又有负指数.【变式探究】计算下列各式的值:(1)⎝⎛⎭⎫-278-23+(0.002)-12-10(5-2)-1+(2-3)0; (2)15+2-(3-1)0-9-45; (3)a 3b 23ab 2a 14b 124a -13b 13(a >0,b >0).考点二 指数函数的图象、性质的应用 例2、 (1)函数f (x )=a x-b的图象如图所示,其中a ,b 为常数,则下列结论正确的是 ( )A .a >1,b <0B .a >1,b >0C .0<a <1,b >0D .0<a <1,b <0 【答案】 (1) D 【解析】由f (x )=a x-b的图象可以观察出函数f (x )=a x-b在定义域上单调递减,所以0<a <1.函数f (x )=a x -b 的图象是在f (x )=a x 的基础上向左平移得到的,所以b <0.(2)求函数f (x )=3x 2-5x +4的定义域、值域及其单调区间. 【解析】依题意x 2-5x +4≥0,解得x ≥4或x ≤1, ∴f (x )的定义域是(-∞,1]∪[4,+∞).【探究提高】(1)与指数函数有关的函数的图象的研究,往往利用相应指数函数的图象,通过平移、对称变换得到其图象. (2)对复合函数的性质进行讨论时,要搞清复合而成的两个函数,然后对其中的参数进行讨论. 【变式探究】 (1)函数y =e x +e -xe x -e-x 的图象大致为( )【答案】A【解析】y =e x +e -x e x -e -x =1+2e 2x -1,当x >0时,e 2x -1>0,且随着x 的增大而增大,故y =1+2e 2x -1>1且随着x的增大而减小,即函数y 在(0,+∞)上恒大于1且单调递减.又函数y 是奇函数,故只有A 正确.(2)若函数f (x )=e -(x -μ)2 (e 是自然对数的底数)的最大值是m ,且f (x )是偶函数,则m +μ=________. 【答案】1【解析】由于f (x )是偶函数,所以f (-x )=f (x ),即e -(-x -μ)2=e -(x -μ)2,∴(x +μ)2=(x -μ)2,∴μ=0, ∴f (x )=e -x 2.又y =e x 是R 上的增函数,而-x 2≤0, ∴f (x )的最大值为e 0=1=m ,∴m +μ=1. 考点三 指数函数的综合应用例3、(1)k 为何值时,方程|3x -1|=k 无解?有一解?有两解? (2)已知定义在R 上的函数f (x )=2x -12|x |.①若f (x )=32,求x 的值;②若2t f (2t )+mf (t )≥0对于t ∈[1,2]恒成立,求实数m 的取值范围.【解析】(1)函数y =|3x -1|的图象是由函数y =3x 的图象向下平移一个单位后,再把位于x 轴下方的图象沿x 轴翻折到x 轴上方得到的,函数图象如图所示.当k <0时,直线y =k 与函数y =|3x -1|的图象无交点,即方程无解;当k =0或k ≥1时,直线y =k 与函数y =|3x -1|的图象有唯一的交点,所 以方程有一解;当0<k <1时,直线y =k 与函数y =|3x -1|的图象有两个不同的交点,所以方程有两解.【探究提高】对指数函数的图象进行变换是利用图象的前提,方程f (x )=g (x )解的个数即为函数y =f (x )和y =g (x )图象交点的个数;复合函数问题的关键是通过换元得到两个新的函数,搞清复合函数的结构.【变式探究】已知f(x)=aa2-1(a x-a-x) (a>0且a≠1).(1)判断f(x)的奇偶性;(2)讨论f(x)的单调性;(3)当x∈[-1,1]时,f(x)≥b恒成立,求b的取值范围.【解析】(1)因为函数的定义域为R,所以关于原点对称.又因为f(-x)=aa2-1(a-x-a x)=-f(x),所以f(x)为奇函数.二、对数函数【考情解读】1.考查对数函数的图象、性质;2.考查对数方程或不等式的求解;3.考查和对数函数有关的复合函数问题.【重点知识梳理】1.对数的概念一般地,对于指数式a b=N,我们把“以a为底N的对数b”记作log a N,即b=log a N(a>0,且a≠1).其中,数a叫做对数的底数,N叫做真数,读作“b等于以a为底N的对数”.2.对数的性质与运算法则(1)对数的运算法则如果a >0且a ≠1,M >0,N >0,那么①log a (MN )=log a M +log a N ;②log a MN =log a M -log a N ;③log a M n =n log a M (n ∈R );④log am M n =nm log a M .(2)对数的性质①a log a N =__N __;②log a a N =__N __(a >0且a ≠1). (3)对数的重要公式①换底公式:log b N =log a Nlog a b (a ,b 均大于零且不等于1);②log a b =1log b a ,推广log a b ·log b c ·log c d =log a d .3.对数函数的图象与性质a >1 0<a <1图 象性 质(1)定义域:(0,+∞)(2)值域:R(3)过定点(1,0),即x =1时,y =0(4)当x >1时,y >0 当0<x <1时,y <0 (5)当x >1时,y <0 当0<x <1时,y >0 (6)在(0,+∞)上是增函数(7)在(0,+∞)上是减函数4.反函数指数函数y =a x 与对数函数y =log a x 互为反函数,它们的图象关于直线__y =x __对称. 【高频考点突破】 考点一 对数式的运算 例1、计算下列各式: (1)lg 25+lg 2·lg 50+(lg 2)2; (2)lg 32-lg 9+1·lg 27+lg 8-lg 1 000lg 0.3·lg 1.2;(3)(log 32+log 92)·(log 43+log 83).【探究提高】(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,然后再运用对数运算法则化简合并,在运算中要注意化同底或指数与对数互化.(2)熟练地运用对数的三个运算性质并配以代数式的恒等变形是对数计算、化简、证明常用的技巧. 【变式探究】 求值:(1)log 89log 23;(2)(lg 5)2+lg 50·lg 2;(3)12lg 3249-43lg 8+lg 245. 【解析】(1)原式=log 2332log 23=23.(2)原式=(lg 5)2+lg(10×5)lg 105=(lg 5)2+(1+lg 5)(1-lg 5) =(lg 5)2+1-(lg 5)2=1. (3)原式=lg 427-lg 4+lg(75) =lg42×757×4=lg 10=12. 考点二 对数函数的图象与性质例2、已知f (x )是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,且在(-∞,0]上是增函数,设a =f (log 47),b =f (log 123),c=f (0.2-0.6),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .c <a <bB .c <b <aC .b <c <aD .a <b <c【答案】B【探究提高】(1)函数的单调性是函数最重要的性质,可以用来比较函数值的大小,解不等式等;(2)函数图象可以直观表示函数的所有关系,充分利用函数图象解题也体现了数形结合的思想. 【变式探究】 (1)已知a =21.2,b =⎝⎛⎭⎫12-0.8,c =2log 52,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c <b <a B .c <a <bC .b <a <cD .b <c <a【答案】A【解析】b =⎝⎛⎭⎫12-0.8=20.8<21.2=a , c =2log 52=log 522<log 55=1<20.8=b , 故c <b <a .(2)已知函数f (x )=log a (x +b ) (a >0且a ≠1)的图象过两点(-1,0)和(0,1),则a =________,b =________. 【答案】2 2【解析】f (x )的图象过两点(-1,0)和(0,1). 则f (-1)=log a (-1+b )=0且f (0)=log a (0+b )=1,∴⎩⎪⎨⎪⎧ b -1=1b =a ,即⎩⎪⎨⎪⎧b =2a =2. 考点三 对数函数的综合应用 例3、已知函数f (x )=log a (3-ax ).(1)当x ∈[0,2]时,函数f (x )恒有意义,求实数a 的取值范围;(2)是否存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a 的值;如果不存在,请说明理由.【探究提高】解决对数函数综合问题时,无论是讨论函数的性质,还是利用函数的性质(1)要分清函数的底数a∈(0,1),还是a∈(1,+∞);(2)确定函数的定义域,无论研究函数的什么性质或利用函数的某个性质,都要在其定义域上进行;(3)如果需将函数解析式变形,一定要保证其等价性,否则结论错误.【变式探究】已知函数f(x)=log a(8-2x) (a>0且a≠1).(1)若f(2)=2,求a的值;(2)当a>1时,求函数y=f(x)+f(-x)的最大值.。
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分数指数幂的运算【知识要点】1、整数指数幂运算性质(1)=⋅nma a ),(Z n m ∈ (2) =n maa ),(Z n m ∈(3) =n m a )( ),(Z n m ∈ (4)=⋅nb a )( )(Z n ∈ (5) 根式运算性质 ⎩⎨⎧=为偶数为奇数n a n a a nn,,2、正数的正分数指数幂的意义n m nm a a= (n m a ,,0>∈N *,且)1>n注意:(1)分数指数幂是根式的另一种表示形式;(2)二是根式与分数指数幂可以进行互化. 3、对正数的负分数指数幂和0的分数指数幂作如下规定.(1)nm nmaa1=- (n m a ,,0>∈N *,且)1>n(2)0的正分数指数幂等于0. (3)0的负分数指数幂无意义. 4、有理指数幂的运算性质(1)∈>=⋅+s r a aa a sr sr,,0(Q )(2)∈>=s r a a a rss r ,,0()(Q ) (3) ∈>=⋅s r a b a b a rr r ,,0()(Q )注意:若p a ,0>是一个无理数,则pa 表示一个确定的实数,上述有理指数幂的运算性质,对于无理数指数幂都适用 求值:4332132)8116(,)41(,100,8---,23)425(-,423981⨯,63125.132⨯⨯计算:[].01.016)2()87()064.0(2175.0343031-++-+-----1.化简:(1)2932)- (2 (3)2.计算求值()()().322510002.0833012132-+--+⎪⎭⎫⎝⎛----3.÷--)8)(3(31212132b a b a )6(6561b a -4.化简代数式.21122112112----------+---+-b a b a b a b b a a5.化简计算:(1))2(4121y x -)2(4121y x + (2)4234321)(k n m -6.已知22121=+-aa ,求下列各式的值。
(1);1-+a a (2);22-+a a7.已知32x a b --=+, .指数函数图像及其性质【知识要点】一、指数函数的概念、图象和性质定义函数x y a =(0a >,且1)a ≠叫做指数函数.指数函数图象分类1a > 01a <<指数函数图象特征向x 轴、y 轴正半轴方向无限延伸图象关于原点和y 轴都不对称函数图象都在x 轴上方 函数图象都过定点(0,1)自左向右看,图象逐渐上升 自左向右看,图象逐渐下降 在第一象限内的图象纵坐标都大于1 在第一象限内的图象纵坐标都小于1 在第二象限内的图象纵坐标都小于1 在第二象限内的图象纵坐标都大于1 图象上升趋势是越来越陡图象下降趋势是越来越缓指数函数性质函数的定义域为R 非奇非偶函数 函数的值域为()0,+∞在定义域上是增函数在定义域上是减函数1a ,0x x >> 1a ,0x x <> 1a ,0x x <<1a ,0x x ><函数值开始增长较慢,到了某一值后增长速度极快;函数值开始减小极快,到了某一值后减小速度较慢;例、比较大小①35.27.1,7.1②2.01.08.0,8.0--③1.33.09.0,7.1例、已知[]2,3-∈x ,求)(x f =12141+-x x 的最小值与最大值。
例、设)(x f =)(1222R x a a x x ∈+-+⋅,试确定a 的值,使)(x f 为奇函数。
【课后作业】1、下列哪个函数是指数函数?( ) A .13-=x y B .3x y = C .xy -=2D .x y 3log =2、)(x F =(+1)0)(()122≠⋅-x x f x是偶函数,且)(x f 不恒等于零,则)(x f ( ) (A )是奇函数 (B )可能是奇函数,也可能是偶函数 (C )是偶函数 (D )不是奇函数,也不是偶函数 3、练习:比较下列各组数中各个值的大小: (1)4.3377与 (2)4.333232--⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛与4、函数1a y x -=的定义域为5、已知指数函数)1,0()(≠>=a a a x f x且的图像经过点)9,2(,画出)(x f 的函数图像,并求.)3(),1(),0(的值-f f f6.若函数=y xx234⋅-3+的值域为[]7,1,试确定x 的取值范围。
7、 已知函数)(x f =)1(11>+-a a a xx , (1) 判断函数的奇偶性;(2)求该函数的值域;(3)证明)(x f 是R 上的增函数。
;,)(3.25.01.31.33;)()((24.03.032,32)4--.2.03.251.05.0--,)(例1.下列以x 为自变量的函数中,是指数函数的是 ( )A .(4)xy =- Bx y π= C .4xy =- D.2,(01)x y a a a +=>≠且例2.若指数函数xa y )2(-=是单调递减函数,则a 的取值范围是( )A .()1,0∈aB .()∞+∈,1aC .()3,2∈aD .()∞+∈,3a例3.若2)41(<m,则m 的取值范围是例4.指数函数()x f x a =图像过点)161,2(,令xa x g =)(,求的)(x g 定义域和值域例5、若)10(,)(≠<=a a x f x,写出下列函数的图像所经过的定点的坐标。
⑴11)(+=x ax f __________;⑵1)(12+=-x ax f __________;⑶13)(+-=x a x f __________。
例6、求下列函数的定义域和值域 (1)1412+-=x y(2)22)21(x x y -=例7、求函数222)21(+-=x x y 的单调区间、定义域和值域.例8、解关于x 的不等式x x x 31122)51(52+-+>例9、已知函数3)21121()(x x f x +-=, (1)求)(x f 的定义域;(2)判断函数的奇偶性;1、下列函数式中,满足1(1)()2f x f x +=的是( ) A 、1(1)2x + B 、14x + C 、2x D 、2x - 2、设 1.50.90.4812314,8,2y y y -⎛⎫=== ⎪⎝⎭,则A 、312y y y >>B 、213y y y >>C 、132y y y >>D 、123y y y >>3、函数2121x x y -=+是( )A 、奇函数B 、偶函数C 、既奇又偶函数D 、非奇非偶函数 4、已知函数323+⋅=xy 的值域为[]51,9,则x 的取值范围为5、指数函数xa y =在[0,1]上的最大值与最小值的和为3,则函数xay )1(=在[0,1]上的最大值与最小值的差为6、在下列图中,二次函数bx ax y +=2与指数函数y =xab )(的图象只可为( )7、若函数1-+=b a y x(0a >且1≠a )的图象经过第二、三、四象限,则A .10<<a 且0>bB . 1>a 且0>b 1>aC .10<<a 且0<bD . 1>a 且0<b 8、要得到函数x y 212-=的图象,只需要将指数函数xy )41(=的图象向 (右或左)平移 个单位。
9、已知函数)(x f =21)31(x -,其定义域是____________,值域是___________.10、解方程122+x -9·x2+4=011、已知函数x xx f )21(2)(-=在定义域[a a2,623--]上具有奇偶性;(1)求出a 的值,并判断它的奇偶性; (2)求出此函数的值域【课后作业】1、集合A=},2{R x y y x ∈=, B=},{2R x x y y ∈=,则A.A ⊂BB. A ⊆BC. A ⊃BD.A=B 2、函数y =___________,值域______________.3、设指数函数)1,0()(≠>=a a a x f x,则下列等式中不正确的是( )A .f (x +y )=f(x )·f (y )B .)()(y f x f y x f =-)( C .)()]([)(Q n x f nx f n∈= D .)()]([·)]([)(+∈=N n y f x f xy f nnn4、已知2)(xx e e x f --=,则下列正确的是( )A .奇函数,在R 上为增函数B .偶函数,在R 上为增函数C .奇函数,在R 上为减函数D .偶函数,在R 上为减函数5、若指数函数)10(<<=a a y x在[-1,1]上的最大值与最小值的差是1,则底数a 为A.251- B. 251+- C. 451+ D. 451+- 6、已知函数)(x f 的定义域是(1,2),则函数)2(xf 的定义域是 .7、求下列函数的定义域 (1)21221-⎪⎭⎫ ⎝⎛=x y (2)352218+-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=x x y8、已知10<<a ,试比较aaaa 111++和的大小.9、已知函数)1(122>-+=a a a y x x在区间[-1,1]上的最大值是14,求a 的值,并求出函数的最小值.≠≠对数与对数运算【知识要点】1、 对数的概念:一般地,如果)1,0(≠>=a a N a x且,那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作N x a log =,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数. 2、 对数与指数之间的相互转化,log x a a N N x =⇔= 3、 对数的运算法则:如果且,0>a 1≠a ,那么,0,0>>N M 法则1:;log log )(log N M N M a a a +=⋅法则2:log log log aa a MM N N=- 法则3:;log log M n M a na =法则4: M pM a a p log 1log = 4、 常用对数和自然对数对于对数N x a log =)1,0(≠>a a 且,当: 底数10=a 时,叫做常用对数,简记N lg底数e a =,叫做自然对数,记作N ln ,其中e 是个无理数,e ≈2.718 28……. 5、 换底公式: aNN b b a log log log =(0,>b a 且1,≠b a )例、将下列指数式化为对数式,对数式化为指数式:(1)54=625 (2)61264-=(3)1() 5.733m= (4) 3log 92= (5)5log 1253= (6)12log 164=-例、把下列对(指)数式写成指(对)数式:(1)lg 0.012=- (2)ln10 2.303=(3)5=xe (4)2310=k例、求下列各式中x 的值:642(1)log x 3=- log 86x =(2) lg100x =(3) 2ln e x =(4)-:【经典练习】1、把下列对数式写成指数式:3(1)log 92= 5(2)log 1253= 21(3)log 24=- 31(4)log 481=-2、把下列指数式写成对数式(1)32=8 (2)52=32 (3)12-=21(4)312731=-3、求下列各式的值:51log 25()= 212log 16()= 3lg1000()= lg 0.001(4)= (5) 15log 15= (6)4.0log 1 = (7)9log 81= 4、已知==3log ,9log 1818则a===12lg ,6lg ,2lg 则已知b a ,=24lg若=-=6log 28log ,2log 333则m 5.化简:()281lg500lg lg 6450lg 2lg552+-++【课后作业】1、若,0)(log log log 2137=⎥⎦⎤⎢⎣⎡x 则x =2、若,)(log 21x x f =则=)21(f3、已知y x a a ==3log ,2log ,则yx a +2=4、若b a lg ,lg 是方程01422=+-x x 的两个实数根,则2)(lg )lg(ba ab ⋅= 5、计算求值(1)20lg 5lg 2lg 5lg 2+⋅+ (2)16lg 2)6(lg 29lg 4lg 2+-++6、(1)已知518,9log 18==ba ,试用b a ,表示25log 95(2)设b a ==5log ,9log 28,试用b a ,表示2log 15对数函数图像及性质【知识要点】1.对数函数的定义:形如函数 x y a log =)10(≠>a a 且叫做对数函数. 2.对数函数性质列表:图 象1a >01a <<性 质(1)定义域:(0,)+∞ (2)值域:R(3)过点(1,0),即当1=x 时,0=y (4)在(0,+∞)上是增函数(4)在(0,)+∞上是减函数3、数的运算法则:如果且,0>a 1≠a ,那么,0,0>>N M 法则1:;log log )(log N M N M a a a +=⋅法则2:log log log aa a MM N N=- 法则3:;log log M n M a na =法则4:;log 1log M nM a a n =(思考:=n a M p log ) 4、公式换底公式:log log log a b a NN b=,其中0,1,0,1,0a a b b N >≠>≠>。