对数和对数函数复习专题
对数及对数函数要点及解题技巧讲解

的最大值与最小值之差为12,则 a 等于( )
人
A. 2
B.2 或12
教
B
版
C.2 2
D.4 或14
分析:∵a>1 与 0<a<1 时,f(x)的单调性不同,∴最
小值、最大值也不同,故需分类讨论.
第2章 函数
高考数学总复习
解析:当 0<a<1 时,f(x)在[a,2a]上单调递减,由题意
得,logaa-loga2a=12,∴loga2=-12,∴a=14.
人 教
B
当 a>1 时,∴f(x)=logax 在[a,2a]上为增函数,
版
∴loga2a-logaa=12,解得 a=4,故选 D.
答案:D
第2章 函数
(2011·江苏四市联考)已知函数 f(x)=|log2x|,正实 数 m、n 满足 m<n,且 f(m)=f(n),若 f(x)在区间[m2,
高考数学总复习
二、对数函数的图象与性质
定义
y=logax(a>0,a≠1)
人 教
B
版
图象
第2章 函数
高考数学总复习
(1)定义域:(0,+∞) (2)值域:R
(3)过点(1,0),即当 x=1 时,y=0.
人
性质 (4)当 a>1 时,在(0,+∞)是增函数;
教
B
当 0<a<1 时,在(0,+∞)上是减函数.
B
版
(2)原式=llgg23+llgg29·llgg34+llgg38
=llgg23+2llgg23·2llgg32+3llgg32=32llgg23·56llgg32=54.
答案:(1)2
高三一轮复习精题组对数与对数函数(有详细答案)

§2.6 对数与对数函数1.对数的概念如果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. 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 M N=log a M -log a N ; ③log a M n=n log a M (n ∈R );④log am M n=n mlog 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.1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若log2(log3x)=log3(log2y)=0,则x+y=5. ( √)(2)2log510+log50.25=5. ( ×)(3)已知函数f(x)=lg x,若f(ab)=1,则f(a2)+f(b2)=2. ( √)(4)log2x2=2log2x. ( ×)(5)当x>1时,log a x>0. ( ×)(6)当x>1时,若log a x>log b x,则a<b. ( ×) 2.(2013·课标全国Ⅱ)设a=log36,b=log510,c=log714,则( ) A.c>b>a B.b>c>aC.a>c>b D.a>b>c答案 D解析a=log36=1+log32=1+1log23,b=log510=1+log52=1+1log25,c=log714=1+log72=1+1log27,显然a>b>c.3.(2013·浙江)已知x,y为正实数,则( )A .2lg x +lg y =2lg x+2lg yB .2lg(x +y )=2lg x·2lg yC .2lg x ·lg y=2lg x+2lg yD .2lg(xy )=2lg x ·2lg y答案 D 解析 2lg x·2lg y=2lg x +lg y=2lg(xy ).故选D.4.函数f (x )=log 5(2x +1)的单调增区间是________.答案 (-12,+∞)解析 函数f (x )的定义域为(-12,+∞),令t =2x +1(t >0).因为y =log 5t 在t ∈(0,+∞)上为增函数,t =2x +1在(-12,+∞)上为增函数,所以函数y =log 5(2x +1)的单调增区间是(-12,+∞).5.已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且在[0,+∞)上为增函数,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=0,则不等式f (log 18x )>0的解集为________________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12∪(2,+∞)解析 ∵f (x )是R 上的偶函数,∴它的图象关于y 轴对称. ∵f (x )在[0,+∞)上为增函数, ∴f (x )在(-∞,0]上为减函数,由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=0,得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=0. ∴f (log 18x )>0⇒log 18x <-13或log 18x >13⇒x >2或0<x <12,∴x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12∪(2,+∞).题型一 对数式的运算例1 (1)若x =log 43,则(2x-2-x )2等于( )A.94B.54C.103D.43(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,3-x+1,x ≤0,则f (f (1))+f (log 312)的值是( )A .5B .3C .-1D.72思维启迪 (1)利用对数的定义将x =log 43化成4x=3; (2)利用分段函数的意义先求f (1),再求f (f (1));f (log 312)可利用对数恒等式进行计算.答案 (1)D (2)A解析 (1)由x =log 43,得4x=3,即2x=3,2-x =33,所以(2x -2-x )2=(233)2=43.(2)因为f (1)=log 21=0,所以f (f (1))=f (0)=2. 因为log 312<0,所以f (log 312)=3-log 312+1=3log 32+1=2+1=3.所以f (f (1))+f (log 312)=2+3=5.思维升华 在对数运算中,要熟练掌握对数式的定义,灵活使用对数的运算性质、换底公式和对数恒等式对式子进行恒等变形,多个对数式要尽量化成同底的形式.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(12)x ,x ≥4,f (x +1),x <4,则f (2+log 23)的值为________.答案124解析 因为2+log 23<4, 所以f (2+log 23)=f (3+log 23), 而3+log 23>4,所以f (3+log 23)=(12)3+log 23=18×(12)log 23=18×13=124. 题型二 对数函数的图象和性质例2 (1)函数y =2log 4(1-x )的图象大致是( )(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 213),c =f (0.2-0.6),则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .c <a <b B .c <b <a C .b <c <aD .a <b <c思维启迪 (1)结合函数的定义域、单调性、特殊点可判断函数图象;(2)比较函数值的大小可先看几个对数值的大小,利用函数的单调性或中间值可达到目的. 答案 (1)C (2)B解析 (1)函数y =2log 4(1-x )的定义域为(-∞,1),排除A 、B ; 又函数y =2log 4(1-x )在定义域内单调递减,排除D.选C. (2)log 213=-log 23=-log 49,b =f (log 213)=f (-log 49)=f (log 49),log 47<log 49,0.2-0.6=⎝ ⎛⎭⎪⎫15-35=5125>532=2>log 49, 又f (x )是定义在(-∞,+∞)上的偶函数, 且在(-∞,0]上是增函数,故f (x )在[0,+∞)上是单调递减的,∴f (0.2-0.6)<f (log 213)<f (log 47),即c <b <a .思维升华 (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.(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 <aB .c <a <bC .b <a <cD .b <c <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 (1)A (2)2 2解析 (1)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)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.题型三 对数函数的应用例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.思维启迪 f (x )恒有意义转化为“恒成立”问题,分离参数a 来解决;探究a 是否存在,可从单调性入手.解 (1)∵a >0且a ≠1,设t (x )=3-ax , 则t (x )=3-ax 为减函数,x ∈[0,2]时,t (x )最小值为3-2a ,当x ∈[0,2]时,f (x )恒有意义, 即x ∈[0,2]时,3-ax >0恒成立.∴3-2a >0.∴a <32.又a >0且a ≠1,∴a ∈(0,1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32. (2)t (x )=3-ax ,∵a >0,∴函数t (x )为减函数, ∵f (x )在区间[1,2]上为减函数, ∴y =log a t 为增函数,∴a >1,x ∈[1,2]时,t (x )最小值为3-2a ,f (x )最大值为f (1)=log a (3-a ),∴⎩⎪⎨⎪⎧3-2a >0log a (3-a )=1,即⎩⎪⎨⎪⎧a <32a =32,故不存在这样的实数a ,使得函数f (x )在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1. 思维升华 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)要分清函数的底数是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.已知f (x )=log 4(4x-1).(1)求f (x )的定义域;(2)讨论f (x )的单调性;(3)求f (x )在区间[12,2]上的值域.解 (1)由4x-1>0,解得x >0, 因此f (x )的定义域为(0,+∞). (2)设0<x 1<x 2,则0<4x 1-1<4x 2-1,因此log 4(4x 1-1)<log 4(4x 2-1),即f (x 1)<f (x 2), 故f (x )在(0,+∞)上递增.(3)f (x )在区间[12,2]上递增,又f (12)=0,f (2)=log 415,因此f (x )在[12,2]上的值域为[0,log 415].利用函数性质比较幂、对数的大小典例:(15分)(1)设a =0.50.5,b =0.30.5,c =log 0.30.2,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a >b >c B .a <b <c C .b <a <cD .a <c <bA .a >b >cB .b >a >cC .a >c >bD .c >a >b(3)已知函数y =f (x )的图象关于y 轴对称,且当x ∈(-∞,0)时,f (x )+xf ′(x )<0成立,a =(20.2)·f (20.2),b =(log π3)·f (log π3),c =(log 39)·f (log 39),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .b >a >cB .c >a >bC .c >b >aD .a >c >b思维启迪 (1)利用幂函数y =x 0.5和对数函数y =log 0.3x 的单调性,结合中间值比较a ,b ,c 的大小;(2)化成同底的指数式,只需比较log 23.4、log 43.6、-log 30.3=log 3103的大小即可,可以利用中间值或数形结合进行比较;(3)先判断函数φ(x )=xf (x )的单调性,再根据20.2,log π3,log 39的大小关系求解.解析 (1)根据幂函数y =x 0.5的单调性,可得0.30.5<0.50.5<10.5=1,即b <a <1; 根据对数函数y =log 0.3x 的单调性,可得log 0.30.2>log 0.30.3=1,即c >1. 所以b <a <c .方法一 在同一坐标系中分别作出函数y =log2x ,y =log 3x ,y =log 4x 的图象,如图所示. 由图象知:log 23.4>log 3103>log 43.6.方法二 ∵log 3103>log 33=1,且103<3.4,∴log 3103<log 33.4<log 23.4.∵log 43.6<log 44=1,log 3103>1,∴log 43.6<log 3103.∴log 23.4>log 3103>log 43.6.(3)因为函数y =f (x )关于y 轴对称,所以函数y =xf (x )为奇函数. 因为[xf (x )]′=f (x )+xf ′(x ),且当x ∈(-∞,0)时,[xf (x )]′=f (x )+xf ′(x )<0,则函数y =xf (x )在(-∞,0)上单调递减; 因为y =xf (x )为奇函数,所以当x ∈(0,+∞)时,函数y =xf (x )单调递减. 因为1<20.2<2,0<log π3<1,log 39=2, 所以0<log π3<20.2<log 39, 所以b >a >c ,选A. 答案 (1)C (2)C (3)A温馨提醒 (1)比较幂、对数的大小可以利用数形结合和引入中间量利用函数单调性两种方法.(2)解题时要根据实际情况来构造相应的函数,利用函数单调性进行比较,如果指数相同,而底数不同则构造幂函数,若底数相同而指数不同则构造指数函数,若引入中间量,一般选0或1.方法与技巧1.对数函数的定义域及单调性在对数式中,真数必须是大于0的,所以对数函数y =log a x 的定义域应为{x |x >0}.对数函数的单调性和a 的值有关,因而,在研究对数函数的单调性时,要按0<a <1和a >1进行分类讨论.2.比较幂、对数大小有两种常用方法:(1)数形结合;(2)找中间量结合函数单调性. 3.多个对数函数图象比较底数大小的问题,可通过图象与直线y =1交点的横坐标进行判定. 失误与防范1.在运算性质log a M α=αlog a M 中,要特别注意条件,在无M >0的条件下应为log a M α=αlog a |M |(α∈N +,且α为偶数).2.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,应从概念、图象和性质三个方面理解它们之间的联系与区别.3.解决与对数函数有关的问题时需注意两点:(1)务必先研究函数的定义域;(2)注意对数底数的取值A 组 专项基础训练一、选择题 1.函数y =2-xlg x的定义域是( )A .{x |0<x <2}B .{x |0<x <1或1<x <2}C .{x |0<x ≤2}D .{x |0<x <1或1<x ≤2}答案 D解析 要使函数有意义只需要⎩⎪⎨⎪⎧2-x ≥0x >0lg x ≠0,解得0<x <1或1<x ≤2,∴定义域为{x |0<x <1或1<x ≤2}. 2.函数y =lg|x -1|的图象是( )答案 A解析 ∵y =lg|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧lg (x -1),x >1lg (1-x ),x <1.∴A 项符合题意.3.已知x =ln π,y =log 52,z =e 21-,则 ( )A .x <y <zB .z <x <yC .z <y <xD .y <z <x答案 D解析 ∵x =ln π>ln e ,∴x >1.∵y =log 52<log 55,∴0<y <12.∵z =e21-=1e >14=12,∴12<z <1.综上可得,y <z <x .4.A .(-1,0)∪(0,1)B .(-∞,-1)∪(1,+∞)C .(-1,0)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(0,1)答案 C⇒a >1或-1<a <0.5.函数f (x )=log a (ax -3)在[1,3]上单调递增,则a 的取值范围是 ( )A .(1,+∞)B .(0,1) C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,13D .(3,+∞)答案 D解析 由于a >0,且a ≠1,∴u =ax -3为增函数, ∴若函数f (x )为增函数,则f (x )=log a u 必为增函数, 因此a >1.又y =ax -3在[1,3]上恒为正, ∴a -3>0,即a >3,故选D. 二、填空题 6.7.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +1,x ≤0,log 2x ,x >0,则使函数f (x )的图象位于直线y =1上方的x 的取值范围是________________.答案 {x |-1<x ≤0或x >2}解析 当x ≤0时,3x +1>1⇒x +1>0,∴-1<x ≤0;当x >0时,log 2x >1⇒x >2,∴x >2.综上所述,x 的取值范围为-1<x ≤0或x >2.8.若log 2a 1+a 21+a<0,则a 的取值范围是____________. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1 解析 当2a >1时,∵log 2a 1+a 21+a<0=log 2a 1, ∴1+a 21+a<1.∵1+a >0,∴1+a 2<1+a , ∴a 2-a <0,∴0<a <1,∴12<a <1. 当0<2a <1时,∵log 2a 1+a 21+a<0=log 2a 1, ∴1+a 21+a>1.∵1+a >0,∴1+a 2>1+a , ∴a 2-a >0,∴a <0或a >1,此时不合题意.综上所述,a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1. 三、解答题9.已知函数f (x )=log a (x +1)-log a (1-x ),a >0且a ≠1.(1)求f (x )的定义域;(2)判断f (x )的奇偶性并予以证明;(3)当a >1时,求使f (x )>0的x 的解集.解 (1)要使函数f (x )有意义.则⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,1-x >0,解得-1<x <1. 故所求函数f (x )的定义域为{x |-1<x <1}.(2)由(1)知f (x )的定义域为{x |-1<x <1},且f (-x )=log a (-x +1)-log a (1+x )=-[log a (x +1)-log a (1-x )]=-f (x ),故f (x )为奇函数.(3)因为当a >1时,f (x )在定义域{x |-1<x <1}内是增函数,所以f (x )>0⇔x +11-x>1,解得0<x <1. 所以使f (x )>0的x 的解集是{x |0<x <1}.10.设x ∈[2,8]时,函数f (x )=12log a (ax )·log a (a 2x )(a >0,且a ≠1)的最大值是1,最小值是-18,求a 的值.解 由题意知f (x )=12(log a x +1)(log a x +2)=12(log 2a x +3log a x +2)=12(log a x +32)2-18.当f (x )取最小值-18时,log a x =-32.又∵x ∈[2,8],∴a ∈(0,1).∵f (x )是关于log a x 的二次函数,∴函数f (x )的最大值必在x =2或x =8时取得.若12(log a 2+32)2-18=1,则a =2-13,=2∉[2,8],舍去.若12(log a 8+32)2-18=1,则a =12,此时f (x )取得最小值时,x =(12)-32=22∈[2,8],符合题意,∴a =12.B 组 专项能力提升1.设f (x )=lg ⎝ ⎛⎭⎪⎫21-x +a 是奇函数,则使f (x )<0的x 的取值范围是 () A .(-1,0) B .(0,1)C .(-∞,0)D .(-∞,0)∪(1,+∞)答案 A解析 由f (x )是奇函数可得a =-1,∴f (x )=lg 1+x1-x ,定义域为(-1,1).由f (x )<0,可得0<1+x1-x <1,∴-1<x <0.2.设函数f (x )定义在实数集上,f (2-x )=f (x ),且当x ≥1时,f (x )=ln x ,则有()A .f (13)<f (2)<f (12) B .f (12)<f (2)<f (13) C .f (12)<f (13)<f (2) D .f (2)<f (12)<f (13) 答案 C解析 由f (2-x )=f (x )知f (x )的图象关于直线x =2-x +x 2=1对称,又当x ≥1时,f (x )=ln x ,所以离对称轴x =1距离大的x 的函数值大,∵|2-1|>|13-1|>|12-1|,∴f (12)<f (13)<f (2). 3.设函数f (x )=log a x (a >0,且a ≠1),若f (x 1x 2…x 2 015)=8,则f (x 21)+f (x 22)+…+f (x 22 015)=________.答案 16解析 f (x 1x 2…x 2 015)=log a (x 1x 2…x 2 015)=8,f (x 21)+f (x 22)+…+f (x 22 015) =log a x 21+log a x 22+…+log a x 22 015=log a (x 1x 2…x 2 015)2=2log a (x 1x 2…x 2 015)=16.4.设f (x )=|lg x |,a ,b 为实数,且0<a <b .(1)求方程f (x )=1的解;(2)若a ,b 满足f (a )=f (b ),求证:a ·b =1,a +b 2>1. (3)在(2)的条件下,求证:由关系式f (b )=2f (a +b 2)所得到的关于b 的方程g (b )=0,存在b 0∈(3,4),使g (b 0)=0.(1)解 由f (x )=1得,lg x =±1,所以x =10或110. (2)证明 结合函数图象,由f (a )=f (b )可判断a ∈(0,1),b ∈(1,+∞),从而-lg a =lg b ,从而ab =1.又a +b 2=1b +b 2>21b ·b 2=1(因1b≠b ). (3)证明 由已知可得b =(a +b 2)2,得4b =a 2+b 2+2ab ,得1b 2+b 2+2-4b =0, g (b )=1b 2+b 2+2-4b , 因为g (3)<0,g (4)>0,根据零点存在性定理可知,函数g (b )在(3,4)内一定存在零点,即存在b 0∈(3,4),使g (b 0)=0.5.已知函数y =log 21 (x 2-ax +a )在区间(-∞,2)上是增函数,求a 的取值范围.解 函数y =log 21 (x 2-ax +a )是由函数y =log 21t 和t =x 2-ax +a 复合而成.因为函数y =log 21t 在区间(0,+∞)上单调递减,而函数t =x 2-ax +a 在区间(-∞,a 2)上单调递减, 故函数y =log 21 (x 2-ax +a )在区间(-∞,a 2]上单调递增. 又因为函数y =log 21 (x 2-ax +a )在区间(-∞,2)上是增函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧ 2≤a 2,(2)2-2a +a ≥0,解得⎩⎨⎧ a ≥22,2-2a +a ≥0,即22≤a ≤2(2+1).。
对数与对数函数的基础知识梳理

课堂互动讲练
(2)原式=(llgg23+llgg29)·(llgg34+llgg38) =(llgg23+2llgg23)·(2llgg32+3llgg32) =32llgg23·56llgg32=54; (3)分子=lg5(3+3lg2)+3(lg2)2 =3lg5+3lg2(lg5+lg2)=3; 分母=(lg6+2)-lg 130600×110 =lg6+2-lg1060=4; ∴原式=34.
课堂互动讲练
自我挑战
(3)当x∈(1,+∞)时,f(x)>f(1), 要使f(x)>0,须f(1)≥0,∴a-b≥1.12分
规律方法总结
1.比较两个对数的大小的基本 方法是构造相应的对数函数,若底 数不相同时,可运用换底公式化为 同底数的对数,还要注意与0比较或 与1比较.
规律方法总结
2.把原函数做变量代换化归为二次 函数,然后用配方法求指定区间上的最 值是求对数函数的常见题型.在给定条 件下,求字母的取值范围也是常见题型, 尤其是与对数函数结合在一起的高考试 题更是屡见不鲜.
课堂互动讲练
跟踪训练
(2)法一:∵loga2=m,∴am=2. ∵loga3=n,∴an=3. 故a2m+n=(am)2·an=4×3=12. 法二:∵loga2=m,loga3=n, ∴a2m+n=a2loga2+loga3= aloga12=12.
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考点二
对数函数的图象
要正确识别函数图象,一是熟 悉各种基本函数的图象,二是把握图 象的性质,根据图象的性质去判断, 如过定点、定义域、值域、单调性、 奇偶性.
函数值分布
1,则 y<0 ; ②当0<a<1时:若x>1,
则 y<0 ;若x=1,则 y=0 ;
2023年数学高考复习真题演练(2021-2022年高考真题)10 对数与对数函数 (含详解)

专题10 对数与对数函数【考点预测】 1.对数式的运算(1)对数的定义:一般地,如果(0x a N a =>且1)a ≠,那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作log a x N =,读作以a 为底N 的对数,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.(2)常见对数:①一般对数:以(0a a >且1)a ≠为底,记为log N a ,读作以a 为底N 的对数;②常用对数:以10为底,记为lg N ; ③自然对数:以e 为底,记为ln N ; (3) 对数的性质和运算法则:①1log 0a =;log 1a a =;其中0a >且1a ≠;②log Na a N =(其中0a >且1a ≠,0N >); ③对数换底公式:log log log c a c bb a=; ④log ()log log a a a MN M N =+; ⑤log log log aa a MM N N=-; ⑥log log (m na a nb b m m=,)n R ∈; ⑦log a b a b =和log b a a b =; ⑧1log log a b b a=; 2.对数函数的定义及图像(1)对数函数的定义:函数 log a y x =(0a >且1)a ≠叫做对数函数. 对数函数的图象【方法技巧与总结】 1.对数函数常用技巧在同一坐标系内,当1a >时,随a 的增大,对数函数的图象愈靠近x 轴;当01a <<时,对数函数的图象随a 的增大而远离x 轴.(见下图)【题型归纳目录】题型一:对数运算及对数方程、对数不等式 题型二:对数函数的图像题型三:对数函数的性质(单调性、最值(值域)) 题型四:对数函数中的恒成立问题 题型五:对数函数的综合问题 【典例例题】题型一:对数运算及对数方程、对数不等式例1.(2022·全国·高三专题练习)(1)计算331log 2327lg 50lg 2+++; (2)已知()23log log lg 1x ⎡⎤=⎣⎦,求实数x 的值; (3)若185a =,18log 9b =,用a ,b ,表示36log 45. 例2.(2022·全国·高三专题练习)(1)求23151log log 8log 2725⋅⋅的值. (2)已知9log 5=a ,37b =,试用a ,b 表示21log 35例3.(2022·全国·高三专题练习)(1)已知a ,b ,c 均为正数,且3a =4b =6c ,求证:212ab c+=;(2)若60a =3,60b =5,求12(1)12a bb ---的值.例4.(2022·全国·模拟预测)若e 4a =,e 25b =,则( ) A .a +b =100B .b -a =ea 增大a 增大C .28ln 2ab <D .ln6b a ->例5.(2022·全国·模拟预测)已知实数x ,y 满足0x >,0y >,1x ≠,1y ≠,y x x y =,log 4y xx y+=,则x y +=( ) A .2 B .4 C .6 D .8例6.(2022·北京昌平·二模)已知函数2()42(0)f x ax ax a =-+<,则关于x 的不等式2()log f x x >的解集是( )A .(,4)-∞B .(0,1)C .(0,4)D .(4,)+∞例7.(2022·全国·江西师大附中模拟预测(文))已知函数()122log ,1,1,1,x x f x x x >⎧⎪=⎨⎪-≤⎩则不等式()(1)f x f x <-的解集为______.例8.(2022·辽宁·东北育才学校二模)若函数()f x 满足:(1)1x ∀,()20,x ∈+∞且12x x ≠,都有()()21210f x f x x x -<-;(2)()()1122x f f x f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则()f x =___________.(写出满足这些条件的一个函数即可)例9.(2022·全国·高三专题练习)设函数()log m f x x =(0m >且1m ≠)的图像经过点()3,1.(1)解关于x 的方程()()22(1)10f x m f x m +-+-=;(2)不等式()()10f x a f x +⋅->⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦的解集是1,93⎛⎫⎪⎝⎭,试求实数a 的值.【方法技巧与总结】对数的有关运算问题要注意公式的顺用、逆用、变形用等.对数方程或对数不等式问题是要将其化为同底,利用对数单调性去掉对数符号,转化为不含对数的问题,但这里必须注意对数的真数为正.题型二:对数函数的图像例10.(2022·山东潍坊·二模)已知函数()()log a f x x b =-(0a >且1a ≠)的图像如图所示,则以下说法正确的是( )A .0a b +<B .1ab <- C .01b a << D .log 0a b >例11.(2022·江苏省高邮中学高三阶段练习)函数log (3)1(0a y x a =+->且1)a ≠的图象恒过定点A ,若点A 在直线10mx ny ++=上,其中0mn >,则11+m n的最小值为( ) A .3-B .1C . 3+D .2+(多选题)例12.(2022·福建·莆田二中模拟预测)已知函数()()log a g x x k =+(0a >且1a ≠)的图象如下所示.函数()()1x x f x k a a -=--的图象上有两个不同的点()11,A x y ,()22,B x y ,则( )A .1a >,2k >B .()f x 在R 上是奇函数C .()f x 在R 上是单调递增函数D .当0x ≥时,()()22f x f x ≤例13.(2022·全国·高三专题练习)已知223,20(){1ln ,021x x x f x x x -+-≤<=≤≤+,若()()g x f x ax a =--的图象与x 轴有3个不同的交点,则实数a 的取值范围为______.【方法技巧与总结】研究和讨论题中所涉及的函数图像是解决有关函数问题最重要的思路和方法.图像问题是数和形结合的护体解释.它为研究函数问题提供了思维方向.题型三:对数函数的性质(单调性、最值(值域))例14.(2022·陕西·榆林市第十中学高二期中(文))函数()22log 43y x x =+-的一个单调增区间是( )A .3,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .3,2∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭C .31,2⎛⎫- ⎪⎝⎭D .3,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭例15.(2022·天津·南开中学二模)已知函数()21,14log 1,1a ax x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨⎪->⎩是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围为( ) A .11,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .11,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦D .1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭例16.(2022·浙江·模拟预测)己知实数,(1,)∈+∞a b ,且33log log 3log log 4b a a b +=+,则( ) Ab a <<B.b a <Ca b <D.a b <<例17.(2022·全国·高三专题练习(理))函数f (x )=log ax (0<a <1)在[a 2,a ]上的最大值是( ) A .0 B .1C .2D .a 例18.(2022·重庆·模拟预测)若函数()2()log 341a f x x ax =-+-有最小值,则实数a 的取值范围是( )A.⎫⎪⎪⎝⎭B.C.⎛ ⎝⎭D.)+∞【方法技巧与总结】研究和讨论题中所涉及的函数性质是解决有关函数问题最重要的思路和方法.性质问题是数和形结合的护体解释.它为研究函数问题提供了思维方向.题型四:对数函数中的恒成立问题例19.(2022·北京·高三专题练习)若不等式2log 0a x x -<在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭内恒成立,则a 的取值范围是( ) A .1116a ≤< B .1116a << C .1016a <≤D .1016a <<例20.(2022·江苏·高三专题练习)已知函数22414ax x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为10,16⎛⎤⎥⎝⎦,若不等式()()log 4log 2x a x a t t ⋅<-在[]1,2x ∈上恒成立,则t 的取值范围是( ) A .2,25⎛⎫ ⎪⎝⎭B .2,5⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(,2)-∞D .()0,2例21.(2022·浙江·高三阶段练习)已知函数()29x f x x+=,()2log g x x a =+,若存在[]13,4x ∈,任意[]24,8x ∈,使得()()12f x g x ≥,则实数a 的取值范围是___________. 例22.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()ln f x x x =-,已知实数0a >,若2()e ln 0x f x a a ++≥在()0+∞,上恒成立,求实数a 的取值范围. 例23.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()log (0,1)x a f x a x a a =+>≠在[1,2]上的最大值与最小值之和为6log 2a +. (1)求实数a 的值;(2)对于任意的[2,)x ∈+∞,不等式()10kf x -≥恒成立,求实数k 的取值范围.例24.(2022·陕西安康·高三期末(文))已知函数()()()2log 2log 30,1a a f x x x a a =++>≠.(1)若()32f =,求a 的值;(2)若对任意的[]8,12x ∈,()6f x >恒成立,求a 的取值范围.例25.(2022·上海·高三专题练习)已知2()32log f x x =-,2()log g x x =. (1)当[]1,4x ∈时,求函数[]()1()y f x g x =+⋅的值域;(2)对任意12,2n n x +⎡⎤∈⎣⎦,其中常数n N ∈,不等式()2()f x f kg x ⋅>恒成立,求实数k的取值范围.【方法技巧与总结】(1)利用数形结合思想,结合对数函数的图像求解;(2)分离自变量与参变量,利用等价转化思想,转化为函数的最值问题.(3)涉及不等式恒成立问题,将给定不等式等价转化,借助同构思想构造函数,利用导数探求函数单调性、最值是解决问题的关键.题型五:对数函数的综合问题例26.(2022·河北·张家口市第一中学高三阶段练习)已知定义域为()0,∞+的单调递增函数()f x 满足:()0,x ∀∈+∞,有()()ln 1f f x x -=,则方程()242f x x x =-+-的解的个数为( )A .3B .2C .1D .0例27.(2022·四川雅安·三模(文))设()f x 是定义在R 上的偶函数,对任意R x ∈,都有()()4f x f x +=,且当[]2,0x ∈-时,()163xf x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭.若在区间(]2,6-内关于x 的方程()()()log 201a f x x a -+=>恰有3个不同的实数根,则a 的取值范围是( ).A .()1,2B .()2,+∞C .(D .)2例28.(2022·广西柳州·高一期中)已知0a b >>,且1a b +=,则( )A.sin sin a b > B .11a b> C .22a b +>D .lg lg 0a b +=例29.(2022·河北保定·二模)已知函数2332xxy =-在()0,∞+上先增后减,函数3443xxy =-在()0,∞+上先增后减.若()231log log x =()321log log 0x a =>,()()242422log log log log x x b ==,()()343433log log log log 0x x c ==>,则( ) A .a c <B .b a <C .c a <D .a b <例30.(2022·广东·三模)已知,R a b ∈,e 是自然对数的底,若e ln b b a a +=+,则a b的取值可以是( ) A .1B .2C .3D .4例31.(2022·全国·高三专题练习)已知0x 是函数()22e ln 2x f x x x -=+-的零点,则020e ln xx -+=_______.【过关测试】一、单选题 1.(2022·辽宁辽阳·二模)区块链作为一种新型的技术,被应用于许多领域.在区块链技术中,某个密码的长度设定为512B ,则密码一共有5122种可能,为了破解该密码,在最坏的情况下,需要进行5122次运算.现在有一台计算机,每秒能进行142.510⨯次运算,那么在最坏的情况下,这台计算机破译该密码所需的时间大约为(参考数据lg20.3≈ 1.58≈)( ) A .1393.1610s ⨯ B .1391.5810s ⨯ C .1401.5810s ⨯D .1403.1610s ⨯2.(2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测)已知1log 3m p =,9p n =,其中0m >且1m ≠,0n >且1n ≠,若20m n -=,则p 的值为( ) A .3log 2B .2log 3C .2D .33.(2022·河南安阳·模拟预测(文))已知正实数x ,y ,z 满足(34zx y ==,则( ) A .111x y z+=B .111y z x+= C .112x y z += D .112x z y+=4.(2022·河南·南阳中学高三阶段练习(文))已知函数()()()ln 22ln 33f x x x =++-,则()f x ( )A .是奇函数,且在0,1上单调递增B .是奇函数,且在0,1上单调递减C .是偶函数,且在0,1上单调递增D .是偶函数,且在0,1上单调递减5.(2022·全国·高三专题练习)函数()log (1)2a f x x =-+的图象恒过定点 A .(2,2)B .(2,1)C .(3,2)D .(2,0)6.(2022·安徽六安·一模(文))设函数()2f x =()()2ln 41g x ax x =-+,若对任意的1R x ∈,都存在实数2x ,使得()()12f x g x =成立,则实数a 的取值范围为( ) A .(],4-∞B .(]0,4C .[]0,4D .(]0,27.(2022·湖北·荆门市龙泉中学二模)设0a >且1a ≠,sin cos a x x x >+对(0,)4x π∈恒成立,则a 的取值范围是( ) A .(0,)4πB .(0,]4πC .(,1)(1,)42ππ⋃D .[,1)4π8.(2022·浙江·模拟预测)己知实数,(1,)∈+∞a b ,且33log log 3log log 4b a a b +=+,则( )A b a <<B .b a <C a b <D .a b <<二、多选题9.(2022·重庆市天星桥中学一模)已知0,0a b >>,且1a b +=,则下列结论正确的是( ) A .11a b+的最小值是4 B .1ab ab+的最小值是2C .22a b +的最小值是D .22log log a b +的最小值是2-10.(2022·广东汕头·二模)设a ,b ,c 都是正数,且469a b c ==,则下列结论正确的是( ) A .2ab bc ac +=B .ab bc ac +=C .4949b b a c ⋅=⋅D .121c b a=-11.(2022·河北·高三阶段练习)下列函数中,存在实数a ,使函数()f x 为奇函数的是( )A .()(lg f x x =B .()2f x x ax =+C .()21xaf x e =-- D .()()2ln 2xx f x x e a =+-12.(2022·江苏·南京师大附中高三开学考试)当102x <≤时,4log xa x ≤,则a 的值可以为( )AB C D三、填空题13.(2022·天津·二模)已知()4log 41log x y +=+2x y +的最小值为__________.14.(2022·全国·高三专题练习)已知23e ln 3x x x -+=,则3e ln x x -+=__________.15.(2022·河南·模拟预测(文))已知函数()241,1log ,1x x f x x x ⎧-≤=⎨>⎩,若1()2f a <≤,则实数a的取值范围为___________.16.(2022·河南·开封高中模拟预测(文))已知函数()y f x =为奇函数,且对定义域内的任意x 都有()()11f x f x +=--.当()1,2x ∈时,()21log f x x =-.给出以下4个结论: ①函数()y f x =的图象关于点()(),0k k ∈Z 成中心对称;②函数()y f x =是以2为周期的周期函数;③当()0,1x ∈时,()()2log 21f x x =--; ④函数()y f x =在()(),1k k k +∈Z 上单调递减. 其中所有正确结论的序号为______. 四、解答题17.(2022·北京·高三专题练习)已知函数()log (0),1)a f x x a a =>≠且,设1a >,函数log a y x =的定义域为[m ,n ] (m <n ),值域为[0,1],定义“区间[m ,n ]的长度等于n -m ”,若区间[m ,n ]长度的最小值...为5,6求实数a 的值;18.(2022·全国·高三专题练习(理))已知函数f (x )=log a (x +1)-log a (1-x ),a >0且a ≠1. (1)求f (x )的定义域;(2)判断f (x )的奇偶性并予以证明; (3)当a >1时,求使f (x )>0的x 的解集.19.(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;20.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()()44log 3log 4f x x x =-⋅.当1,164x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,求该函数的值域;21.(2022·全国·高三专题练习)已知:函数()0.51log 1axf x x -=-在其定义域上是奇函数,a 为常数. (1)求a 的值.(2)证明:()f x 在()1,+∞上是增函数.(3)若对于[]3,4上的每一个x 的值,不等式()12xf x m ⎛⎫>+ ⎪⎝⎭恒成立,求实数m 的取值范围.22.(2022·北京东城·高三期末)曲线ln y x =在点(,ln )A t t 处的切线l 交x 轴于点M . (1)当t e =时,求切线l 的方程;(2)O为坐标原点,记AMO的面积为S,求面积S以t为自变量的函数解析式,写出其定义域,并求单调增区间.专题10 对数与对数函数【考点预测】 1.对数式的运算(1)对数的定义:一般地,如果(0x a N a =>且1)a ≠,那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作log a x N =,读作以a 为底N 的对数,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.(2)常见对数:①一般对数:以(0a a >且1)a ≠为底,记为log N a ,读作以a 为底N 的对数;②常用对数:以10为底,记为lg N ; ③自然对数:以e 为底,记为ln N ; (3) 对数的性质和运算法则:①1log 0a =;log 1a a =;其中0a >且1a ≠;②log Na a N =(其中0a >且1a ≠,0N >); ③对数换底公式:log log log c a c bb a=; ④log ()log log a a a MN M N =+; ⑤log log log aa a MM N N=-; ⑥log log (m na a nb b m m=,)n R ∈; ⑦log a b a b =和log b a a b =; ⑧1log log a b b a=; 2.对数函数的定义及图像(1)对数函数的定义:函数 log a y x =(0a >且1)a ≠叫做对数函数. 对数函数的图象【方法技巧与总结】 1.对数函数常用技巧在同一坐标系内,当1a >时,随a 的增大,对数函数的图象愈靠近x 轴;当01a <<时,对数函数的图象随a 的增大而远离x 轴.(见下图)【题型归纳目录】题型一:对数运算及对数方程、对数不等式 题型二:对数函数的图像题型三:对数函数的性质(单调性、最值(值域)) 题型四:对数函数中的恒成立问题 题型五:对数函数的综合问题 【典例例题】题型一:对数运算及对数方程、对数不等式例1.(2022·全国·高三专题练习)(1)计算331log 2327lg 50lg 2+++; (2)已知()23log log lg 1x ⎡⎤=⎣⎦,求实数x 的值; (3)若185a =,18log 9b =,用a ,b ,表示36log 45. 【答案】(1)7;(2)109;(3)2a bb+-. 【解析】(1)利用对数恒等式和对数的运算法则计算即可; (2)利用指对互化可得实数x 的值;(3)先求出a ,再利用换底公式结合对数的运算法则求得结果.【详解】(1)原式=()23lg 510lg25lg51lg26lg5lg26lg107++⨯+=+++=++=+=;(2)因为()23log log lg 1x ⎡⎤=⎣⎦,所以()3log lg 2x =,所以2lg 39x ==,所以x =109;a 增大a 增大(3)因为185a =,所以18log 5a =,所以()()()181818183618181818log 59log 45log 5log 9log 45log 36log 182log 18log 189⨯+====⨯+÷1818181818log 5log 9log 18log 18log 92a bb++=+--.例2.(2022·全国·高三专题练习)(1)求23151log log 8log 2725⋅⋅的值. (2)已知9log 5=a ,37b =,试用a ,b 表示21log 35 【答案】(1)18;(2)21a bb ++. 【解析】 【分析】(1)首先根据题意得到原式()()()2352log 53log 23log 3=-⋅⋅-,再利用换底公式化简即可得到答案.(2)首先根据题意得到3log 7b =,3log 52=a ,再利用换底公式化简即可得到答案. 【详解】(1)原式()()()1233232355log 5log 2log 32log 53log 23log 3--=⋅⋅=-⋅⋅-lg5lg 2lg31818lg 2lg3lg5=⋅⋅⋅=(2)由37b =得到3log 7b =, 由9log 5=a ,得到31log 52=a ,即3log 52=a . 33321333log 35log 5log 72log 35log 21log 7log 31a bb ++===++.【点睛】本题主要考查对数的换底公式,同时考查指数、对数的互化公式,属于中档题.例3.(2022·全国·高三专题练习)(1)已知a ,b ,c 均为正数,且3a =4b =6c ,求证:212a b c+=;(2)若60a =3,60b =5,求12(1)12a bb ---的值. 【答案】(1)详见解析;(2)2. 【解析】【分析】(1)设3461a b c k ===>,应用指对数的互化有346log ,log ,log a k b k c k ===,进而应用换底公式及对数的运算性质分别求21a b +、2c,即可证结论;(2)应用指对数互化有6060log 3,log 5a b ==,应用对数的运算性质求12(1)a bb ---,进而可求12(1)12a b b ---的值.【详解】(1)设346a b c k ===,则1k >. ∴346log ,log ,log a k b k c k ===,∴3421212log 3log 4log 9log 4log 362log 6log log k k k k k k a b k k+=+=+=+==, 而6222log 6log k c k==, ∴212a b c+=. (2)由题设知:6060log 3,log 5a b ==,得606011log 5log 12b -=-=,60606011log 3log 5log 4a b --=--=, ∴60121260log 42log 21log 22(1)2log 122a b b --===-, 则121log 22(1)12122a b b ---==.例4.(2022·全国·模拟预测)若e 4a =,e 25b =,则( ) A .a +b =100 B .b -a =e C .28ln 2ab < D .ln6b a ->【答案】D 【解析】 【分析】利用指数和对数互化,得到a ,b 后逐项判断. 【详解】对于A ,由e 4a =,e 25b =,得ln 4a =,ln 25b =,所以ln 4ln 25ln100a b +=+=,故A 错误;对于B ,25ln 25ln 4ln4b a -=-=,故B 错误; 对于C ,2ln 4ln 252ln 2ln168ln 2ab =⨯>⨯=,故C 错误;对于D ,25ln 25ln 4lnln 64b a -=-=>,故D 正确. 故选:D .例5.(2022·全国·模拟预测)已知实数x ,y 满足0x >,0y >,1x ≠,1y ≠,y x x y =,log 4y xx y+=,则x y +=( ) A .2 B .4 C .6 D .8【答案】C 【解析】 【分析】 根据y x x y =得到lg lg x xy y =,再利用换底公式得到2x y=,利用lg 2lg x y =,即2x y =,求出4x =,2y =,所以6x y +=.【详解】由y x x y =,得lg lg y x x y =,lg lg x xy y=. 由log 4y x x y +=,lg log lg y x x y =,所以lg 4lg x x y y+=, 所以4x xy y +=,解得:2x y=,则lg 2lg x y =,即2x y =, 所以4x =,2y =,所以6x y +=, 故选:C.例6.(2022·北京昌平·二模)已知函数2()42(0)f x ax ax a =-+<,则关于x 的不等式2()log f x x >的解集是( )A .(,4)-∞B .(0,1)C .(0,4)D .(4,)+∞【答案】C 【解析】 【分析】由二次函数的性质判断()f x 区间单调性,根据解析式知()f x 恒过(4,2)且(0)2f =,进而确定区间值域,再由对数函数性质求2log y x =的对应区间值域,即可得不等式解集. 【详解】由题设,()f x 对称轴为2x =且图象开口向下,则()f x 在(0,2)上递增,(2,)+∞上递减, 由2()42(4)2f x ax ax ax x =-+=-+,即()f x 恒过(4,2)且(0)2f =, 所以(0,4)上()2f x >,(4,)+∞上()2f x ,而2log y x =在(0,)+∞上递增,且(0,4)上2y <,(4,)+∞上2y >,所以2()log f x x >的解集为(0,4). 故选:C例7.(2022·全国·江西师大附中模拟预测(文))已知函数()122log ,1,1,1,x x f x x x >⎧⎪=⎨⎪-≤⎩则不等式()(1)f x f x <-的解集为______.【答案】12x x ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭【解析】 【分析】 分1x ≤、12x <≤和2x >,依次解不等式,再取并集即可.【详解】当1x ≤时,不等式()(1)f x f x <-为2211(1)x x -<--,解得112x <≤; 当12x <≤时,不等式()(1)f x f x <-为212log 1(1)x x <--,易知21122log log 10,1(1)0x x <=--≥,解得12x <≤;当2x >时,不等式()(1)f x f x <-为1122log log (1)x x <-,解得2x >;综上,解集为:12x x ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭.故答案为:12x x ⎧⎫>⎨⎬⎩⎭.例8.(2022·辽宁·东北育才学校二模)若函数()f x 满足:(1)1x ∀,()20,x ∈+∞且12x x ≠,都有()()21210f x f x x x -<-;(2)()()1122x f f x f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则()f x =___________.(写出满足这些条件的一个函数即可) 【答案】12log x,(log a x ,(0<a <1)都对)【解析】 【分析】满足第一个条件,表示函数是单调递减函数,第二个条件正好是符合对数的运算性质; 【详解】对于条件①,不妨设12x x <,则210x x ->,∵()()21210f x f x x x -<-,∴()()210f x f x -<∴12()()f x f x >,∴()f x 为()0,+∞上的单调递增函数,对于条件②,刚好符合对数的运算性质,故这样的函数可以是一个单调递减的对数函数. 故答案为:12log x.(log ax ,(0<a <1)都对)例9.(2022·全国·高三专题练习)设函数()log m f x x =(0m >且1m ≠)的图像经过点()3,1.(1)解关于x 的方程()()22(1)10f x m f x m +-+-=;(2)不等式()()10f x a f x +⋅->⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦的解集是1,93⎛⎫⎪⎝⎭,试求实数a 的值. 【答案】(1)9x =或181x =;(2)2a =. 【解析】 【分析】(1)根据给定条件求出m 值,并代入方程,再解方程即得.(2)由给定解集借助对数函数单调性求出()f x 范围,换元借助一元二次不等式即可得解. 【详解】(1)由已知得()31f =,即log 31m =,则3m =,于是得()3log f x x =, 方程222()(1)()10()2()80f x m f x m f x f x +-+-=⇔+-=, 从而得()2f x =或()4f x =-,即3log 2x =或3log 4x =-,9x =或181x =, 所以原方程的根为9x =或181x =; (2)依题意,函数()3log f x x =中,1,93x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,从而得()3log 1,2x ∈-.又()()()()3310log 1log 0f x a f x x x a +⋅->⇔+⋅-<⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,令3log x t =, 即一元二次不等式()()10t t a +⋅-<的解集为()1,2-,因此有-1,2是关于t 的方程()()10t t a +⋅-=的两根,则2a =, 所以实数a 的值为2.【方法技巧与总结】对数的有关运算问题要注意公式的顺用、逆用、变形用等.对数方程或对数不等式问题是要将其化为同底,利用对数单调性去掉对数符号,转化为不含对数的问题,但这里必须注意对数的真数为正.题型二:对数函数的图像例10.(2022·山东潍坊·二模)已知函数()()log a f x x b =-(0a >且1a ≠)的图像如图所示,则以下说法正确的是( )A .0a b +<B .1ab <-C .01b a <<D .log 0a b >【答案】C 【解析】 【分析】结合函数()f x 的图象可得1a >和10b -<<,然后逐项分析即可求出结果. 【详解】由图象可知()f x 在定义域内单调递增,所以1a >,令()()log 0a f x x b =-=,即1x b =+,所以函数()f x 的零点为1b +,结合函数图象可知011b <+<,所以10b -<<,因此0a b +>,故A 错误;0-<<a ab ,又因为1a >,所以1a -<-,因此1ab <-不一定成立,故B 错误;因为10b a a a -<<,即11b a a <<,且101a<<,所以01b a <<,故C 正确; 因为01b <<,所以log log 1a a b <,即log 0a b <,故D 错误, 故选:C.例11.(2022·江苏省高邮中学高三阶段练习)函数log (3)1(0a y x a =+->且1)a ≠的图象恒过定点A ,若点A 在直线10mx ny ++=上,其中0mn >,则11+m n的最小值为( ) A.3-B .1C . 3+D .2+【答案】C 【解析】 【分析】由对数函数的性质,可得()2,1A --,可得21m n +=,再根据基本不等式“1”的用法,即可求出结果.【详解】解:因为函数log (3)1(0a y x a =+->且1)a ≠的图象恒过定点()2,1A --,所以210m n --+=,即21m n +=, 所以()1111223n m m n m n m n m n⎛⎫+=++=++ ⎪⎝⎭, 又0mn >,所以0,0n mm n>>所以2333n m m n ++≥=,当且仅当2n m m n =,即1n =时取等号.故选:C.(多选题)例12.(2022·福建·莆田二中模拟预测)已知函数()()log a g x x k =+(0a >且1a ≠)的图象如下所示.函数()()1x xf x k a a -=--的图象上有两个不同的点()11,A x y ,()22,B x y ,则( )A .1a >,2k >B .()f x 在R 上是奇函数C .()f x 在R 上是单调递增函数D .当0x ≥时,()()22f x f x ≤【答案】BCD 【解析】 【分析】对于A 结合对数型函数图像相关知识求解;对于B 运用定义法判断()f x 是否在R 上是奇函数;对于C 运用定义法判断函数单调性;对于D 通过作差法并对式子变形即可判断. 【详解】对于A ,由图像可知,函数()()log a g x x k =+(0a >且1a ≠)在()2,-+∞上单调递增,所以1a >,因为()g x 经过()1,0-,所以()()1log 10a g k -=-+=,所以01a k =-+,2k =,故A 错误.对于B ,()x x f x a a -=-,定义域R 关于原点对称,()()x xf x a a f x --=-=-,所以()f x 在R 上是奇函数,故B 正确.对于C ,对于()x xf x a a -=-,由题意不妨令1212,,x x x R x R >∈∈,则()()()()()121212121212121212111x x x x x x x x x x x x x x x x a a a a a f x f x a a a a a a a a ++++--⎛⎫⎛⎫-=---=-+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,因为1212,,x x x R x R >∈∈,1a >,所以12121210,0,0x x x x x x a a a a +++>>->,即()()12f x f x >,所以()f x 在R 上是单调递增函数,故C 正确.对于D ,()()()()()()()()()2222222x x x x x x x x x x x x x x a a a a a a a a a a a a a x f a f x --------=---=---+--=-()()()()22322221111112x x x x x x xx xxxa a a a a a a a a aa----+-⎛⎫⎛⎫--=⎪-==⎪⎝⎭⎝⎭,因为1a >,0x ≥,所以()3210,010,xxxa a a +≥>->,所以()()23101x x xa a a-+-≤,当且仅当0x =时等号成立,即当0x ≥时,()()22f x f x ≤成立,故D 正确.故选:BCD例13.(2022·全国·高三专题练习)已知223,20(){1ln ,021x x x f x x x -+-≤<=≤≤+,若()()g x f x ax a =--的图象与x 轴有3个不同的交点,则实数a 的取值范围为______. 【答案】ln 31[,)3e【解析】 【分析】由分段函数解析式,结合导数研究|()|f x 的性质,再将问题转化为|()|f x 与(1)y a x =+有3个不同交点,应用数形结合的思想有(1)y a x =+与|()|f x 在02x ≤≤上至少有2个交点,最后由导数求它们相切或(1)y a x =+过(2,ln 3)时参数a 的值,即可知a 的取值范围. 【详解】由题设,20x -≤<上239()2()48f x x =--+,故值域为[14,0]-且单调递增;02x ≤≤上()f x '=101x -<+,故()f x 值域为[ln 3,0]-且单调递减; ∴|()|f x 在20x -≤<上值域为[0,14]且单调递减;在02x ≤≤上值域为[0,ln 3]且单调递增; 要使()g x 与x 轴有3个不同的交点,即|()|f x 与(1)y a x =+有3个不同交点,它们的图象如下:∴由图知:要使函数图象有3个交点,则(1)y a x =+与|()|f x 在02x ≤≤上至少有2个交点, 由02x ≤≤,1()|()|ln1g x f x x ==-+,则1()|()|1g x f x x '==+,此时,若|()|f x 与(1)y a x =+相切时,切点为(,(1))m a m +, ∴111ln (1)1a m a m m ⎧=⎪⎪+⎨⎪-=+⎪+⎩,可得1e a =,当(1)y a x =+过(2,ln 3)时,有3ln3a =,得ln 33a =, ∴ln 313ea ≤<. 故答案为:ln 31[,)3e【点睛】关键点点睛:根据已知研究|()|f x 的性质,并将问题转化为|()|f x 与(1)y a x =+的交点问题,应用导数的几何意义、数形结合的思想求参数范围.【方法技巧与总结】研究和讨论题中所涉及的函数图像是解决有关函数问题最重要的思路和方法.图像问题是数和形结合的护体解释.它为研究函数问题提供了思维方向.题型三:对数函数的性质(单调性、最值(值域))例14.(2022·陕西·榆林市第十中学高二期中(文))函数()22log 43y x x =+-的一个单调增区间是( ) A .3,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .3,2∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭C .31,2⎛⎫- ⎪⎝⎭D .3,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭【答案】C 【解析】【分析】先求出函数的定义域,再利用复合函数单调性法则“同增异减”即可求解.【详解】函数()22log 43y x x=+-的定义域为()1,4-.要求函数()22log 43y x x =+-的一个单调增区间,只需求243y x x =+-的增区间,只需32x <. 所以312x -<<. 所以函数()22log 43y x x =+-的一个单调增区间是31,2⎛⎫- ⎪⎝⎭. 故选:C例15.(2022·天津·南开中学二模)已知函数()21,14log 1,1a ax x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨⎪->⎩是R 上的单调函数,则实数a 的取值范围为( ) A .11,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .11,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦D .1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】B 【解析】 【分析】分函数()f x 在R 上的单调递减和单调递增求解. 【详解】当函数()21,14log 1,1a ax x x f x x x ⎧--≤⎪=⎨⎪->⎩是R 上的单调递减函数,所以01112514a aa ⎧⎪<<⎪⎪≥⎨⎪⎪-≥-⎪⎩,解得1142a ≤≤,因为0a >且1a ≠,所以当1x ≤时,()f x 不可能是增函数,所以函数()f x 在R 上不可能是增函数,综上:实数a 的取值范围为11,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦,故选:B例16.(2022·浙江·模拟预测)己知实数,(1,)∈+∞a b ,且33log log 3log log 4b a a b +=+,则( ) Ab a << B.b a < Ca b < D.a b <<【答案】A 【解析】 【分析】对33log log 4log log 3a b a b -=-利用换底公式等价变形,得333311log log log log -<-b a b a,结合1y x x=-的单调性判断b a <,同理利用换底公式得343411log log log log b a b a ->-,即34log log b a >,再根据对数运算性质得4log log log a =>3log y x =单调性,b >解. 【详解】由33log log 4log log 3a b a b -=-可得333343111log log log log log log b a a b a a-=-<-, 因为1y x x=-在(,0),(0,)-∞+∞上单调递增,且3log a ,3log (0,)b ∈+∞,所以33log log b a <,即b a <, 其次,343411log log log log b a b a->-,所以34log log b a >,又因为4log log log a =>3log y x =单调递增,所以由3log log b >b >b a <. 故选:A例17.(2022·全国·高三专题练习(理))函数f (x )=log ax (0<a <1)在[a 2,a ]上的最大值是( ) A .0 B .1 C .2 D .a【答案】C 【解析】【分析】根据对数函数的单调性可求出结果. 【详解】∵0<a <1,∴f (x )=log ax 在[a 2,a ]上是减函数, ∴f (x )max =f (a 2)=log aa 2=2. 故选:C例18.(2022·重庆·模拟预测)若函数()2()log 341a f x x ax =-+-有最小值,则实数a 的取值范围是( )A .⎫⎪⎪⎝⎭B .C .⎛ ⎝⎭D .)+∞【答案】A 【解析】 【分析】根据对数函数的性质可得()()0,11,a ∈+∞且23410x ax -+->,则0∆>,即可求出a 的大致范围,再令23410x ax -+-=的根为1x 、2x 且12x x <,()2341u x x ax =-+-,log a y u =,对a 分两种情况讨论,结合二次函数、对数函数的单调性判断即可; 【详解】解:依题意()()0,11,a ∈+∞且23410x ax -+->,所以216120a ∆=->,解得a >a <()1,a ⎫∈+∞⎪⎪⎝⎭,令23410x ax -+-=的根为1x 、2x 且12x x <,()2341u x x ax =-+-,log a y u =,若()1,a ∈+∞,则log a y u =在定义域上单调递增,()2341u x x ax =-+-在12,3a x ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在22,3a x ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,根据复合函数的单调性可知,()2()log 341a f x x ax =-+-在12,3a x ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在22,3a x ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,函数不存在最小值,故舍去;若a ⎫∈⎪⎪⎝⎭,则log a y u =在定义域上单调递减,()2341u x x ax =-+-在12,3a x ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,在22,3a x ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,根据复合函数的单调性可知,()2()log 341a f x x ax =-+-在12,3a x ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递减,在22,3a x ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,所以函数在23a x =取得最小值,所以a ⎫∈⎪⎪⎝⎭; 故选:A【方法技巧与总结】研究和讨论题中所涉及的函数性质是解决有关函数问题最重要的思路和方法.性质问题是数和形结合的护体解释.它为研究函数问题提供了思维方向.题型四:对数函数中的恒成立问题例19.(2022·北京·高三专题练习)若不等式2log 0a x x -<在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭内恒成立,则a 的取值范围是( ) A .1116a ≤< B .1116a << C .1016a <≤D .1016a <<【答案】A 【解析】 【分析】根据对数函数的图象与性质,分1a >和01a <<两种情况分类讨论,结合函数的单调性,列出不等式,即可求解. 【详解】当1a >时,由1(0,)2x ∈,可得log 0a x <,则log 0a x ->,又由20x >,此时不等式2log 0a x x -<不成立,不合题意;当01a <<时,函数log a y x =在1(0,)2上单调递减,此时函数log a y x =-在1(0,)2上单调递增,又由2yx 在1(0,)2上单调递增,要使得不等式2log 0a x x -<在1(0,)2内恒成立,可得211()log 022a -≤,解得1116a ≤<.故选:A.例20.(2022·江苏·高三专题练习)已知函数22414ax x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为10,16⎛⎤⎥⎝⎦,若不等式()()log 4log 2x a x a t t ⋅<-在[]1,2x ∈上恒成立,则t 的取值范围是( ) A .2,25⎛⎫ ⎪⎝⎭B .2,5⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .(,2)-∞D .()0,2【答案】A 【解析】根据题意,先求得12a =,把不等式()()1122log 4log 2x x t t ⋅<-在[]1,2x ∈上恒成立,转化为402042x xx x t t t t ⎧⋅>⎪->⎨⎪⋅>-⎩在[]1,2x ∈上恒成立,结合指数幂的运算性质,即可求解. 【详解】由题意,函数22414ax x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭的值域为10,16⎛⎤⎥⎝⎦,可得函数y 的最大值为116,当0a =时,函数2414x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭显然不存在最大值;当0a >时,函数22414ax x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭在1,x a ⎛⎫∈-∞ ⎪⎝⎭上单调递增,在1,x a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭上单调递减,当1x a =时,函数y 有最大值,即12411416a a -+⎛⎫= ⎪⎝⎭,解得12a =; 当0a <时,22414ax x y -+⎛⎫= ⎪⎝⎭在1,x a ⎛⎫∈-∞ ⎪⎝⎭上单调递减,在1,x a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭上单调递增,此时函数y 无最大值,所以()()1122log 4log 2x xt t ⋅<-在[]1,2x ∈上恒成立, 即402042x xx x t t t t ⎧⋅>⎪->⎨⎪⋅>-⎩在[]1,2x ∈上恒成立, 由40x t ⋅>在[]1,2x ∈上恒成立,可得0t >;由20x t ->在[]1,2x ∈上恒成立,即2x t <在[]1,2上恒成立,可得2t <; 由42x x t t ⋅>-在[]1,2x ∈上恒成立,即2114122x x x xt >=++在[]1,2上恒成立,令()122xxf x =+,可得函数()f x 在[]1,2上单调递增,所以()()min512f x f ==,即25t >, 综上可得225t <<,即实数t 的取值范围是2,25⎛⎫⎪⎝⎭.故选:A. 例21.(2022·浙江·高三阶段练习)已知函数()29x f x x+=,()2log g x x a =+,若存在[]13,4x ∈,任意[]24,8x ∈,使得()()12f x g x ≥,则实数a 的取值范围是___________. 【答案】13,4∞⎛⎤- ⎥⎝⎦【解析】 【分析】将问题转化为在对应区间上max max ()()f x g x ≥,结合对勾函数、对数函数的性质求()f x 、()g x 的区间最值,即可求a 的范围. 【详解】若()f x 在[3,4]上的最大值max ()f x ,()g x 在[4,8]上的最大值max ()g x , 由题设,只需max max ()()f x g x ≥即可.在[3,4]上,9()6f x x x =+≥=当且仅当3x =时等号成立, 由对勾函数的性质:()f x 在[3,4]上递增,故max 25()4f x =. 在[4,8]上,()g x 单调递增,则max ()3g x a =+, 所以2534a ≥+,可得134a ≤.故答案为:13,4∞⎛⎤- ⎥⎝⎦.例22.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()ln f x x x =-,已知实数0a >,若2()e ln 0x f x a a ++≥在()0+∞,上恒成立,求实数a 的取值范围. 【答案】12ea ≥. 【解析】 【分析】把不等式作等价变形,构造函数()ln g x x x =+,借助其单调性可得2e x a x ≥,分离参数构造函数并求出最大值作答. 【详解】函数()ln f x x x =-定义域为(0,)+∞,则(0,)∀∈+∞x :222()e ln 0e ln l 2n e ln ln x x x f x a a a a x a a x x x x++≥⇔+≥⇔+≥+++22e e )n ln(l x x a a x x ⇔≥++,令()ln g x x x =+,函数()g x 在(0,)+∞上单调递增,则有原不等式等价于()()2e xg a g x ≥22e e x xx a x a ⇔≥⇔≥, 令2()e x x h x =,0x >,求导得:212()exx h x -'=,当102x <<时,()0h x '>,当12x >时,()0h x '<, 因此,函数()h x 在1(0,)2上单调递增,在1(,)2+∞上单调递减,当12x =时,max 11()()22eh x h ==,则12ea ≥, 所以实数a 的取值范围是12ea ≥. 【点睛】关键点睛:涉及不等式恒成立问题,将给定不等式等价转化,借助同构思想构造函数,利用导数探求函数单调性、最值是解决问题的关键.例23.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()log (0,1)xa f x a x a a =+>≠在[1,2]上的最大值与最小值之和为6log 2a +. (1)求实数a 的值;(2)对于任意的[2,)x ∈+∞,不等式()10kf x -≥恒成立,求实数k 的取值范围. 【答案】(1)2;(2)1,5⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【解析】 【分析】(1)根据指对数函数的单调性得函数()log (0,1)xa f x a x a a =+>≠在[1,2]上是单调函数,进而得260+-=a a ,解方程得2a =;(2)根据题意,将问题转化为对于任意的[2,)x ∈+∞,1()k f x ≥恒成立,进而求函数的最值即可. 【详解】解:(1)因为函数,log (0,1)xa y a y x a a ==>≠在[1,2]上的单调性相同, 所以函数()log (0,1)xa f x a x a a =+>≠在[1,2]上是单调函数,所以函数()f x 在[1,2]上的最大值与最小值之和为2log 26log 2a a a a ++=+,所以260+-=a a ,解得2a =和3a =-(舍) 所以实数a 的值为2.(2)由(1)得2()2log x f x x =+,因为对于任意的[2,)x ∈+∞,不等式()10kf x -≥恒成立,所以对于任意的[2,)x ∈+∞,1()k f x ≥恒成立, 当[2,)x ∈+∞时,2()2log x f x x =+为单调递增函数, 所以()()25f x f ≥=,所以11()5f x ≤,即15k ≥ 所以实数k 的取值范围1,5⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【点睛】本题考查指对数函数的性质,不等式恒成立求参数范围,考查运算求解能力,回归转化思想,是中档题.本题第二问解题的关键在于根据题意,将问题转化为任意的[2,)x ∈+∞,1()k f x ≥恒成立求解.例24.(2022·陕西安康·高三期末(文))已知函数()()()2log 2log 30,1a a f x x x a a =++>≠. (1)若()32f =,求a 的值;(2)若对任意的[]8,12x ∈,()6f x >恒成立,求a 的取值范围.【答案】(1)13a =;(2)()1,11,82⎛⎫⋃ ⎪⎝⎭. 【解析】 【分析】(1)由()32f =可求得log 3a 的值,进而可求得实数a 的值;(2)由()6f x >可得出log 3a x <-或log 1>a x ,分01a <<、1a >两种情况讨论,可得出关于实数a 的不等式,由此可解得实数a 的取值范围. (1)解:因为()32f =,所以()2log 32log 332a a ++=,所以()2log 310a +=,所以log 31a =-,解得13a =.(2)解:由()6f x >,得()2log 2log 30a a x x +->,即()()log 3log 10a a x x +->,即log 3a x <-或log 1>a x .当01a <<时,log 12log log 8a a a x ≤≤,则log 83a <-或log 121a >,因为log 12log 10a a <=,则log 121a >不成立,由log 83a <-可得318a ⎛⎫< ⎪⎝⎭,得112a <<;当1a >时,log 8log log 12a a a x ≤≤,则log 123a <-或log 81a >,因为log 12log 10a a >=,则log 123a <-不成立,所以log 81a >,解得18a <<. 综上,a 的取值范围是()1,11,82⎛⎫⋃ ⎪⎝⎭.例25.(2022·上海·高三专题练习)已知2()32log f x x =-,2()log g x x =. (1)当[]1,4x ∈时,求函数[]()1()y f x g x =+⋅的值域;。
对数与对数函数-高考数学复习课件

故有ቊ
解得1< a ≤3.
6 − 2≥0,
(2)(2024·河南郑州模拟)设函数 f ( x )=ln| x +3|+ln| x -3|,则
f ( x )( A
)
A. 是偶函数,且在(-∞,-3)上单调递减
B. 是奇函数,且在(-3,3)上单调递减
C. 是奇函数,且在(3,+∞)上单调递增
因为0< a < b ,所以ln a <0,ln b >0,
所以0< a <1, b >1,
所以-ln a =ln b , 所以ln a +ln b =ln( ab )=0,
1
所以 ab =1,则 b = ,
2
所以 a +2 b = a + .
2
令 g ( x )= x + (0< x <1),
a >1
0< a <1
图象
定义域
(0,+∞)
值域
性质
R
过定点 (1,0)
,即 x = 1
时, y = 0
a >1
0< a <1
当 x >1时, y >0 ;
当0< x <1时, y <0
性质
在(0,+∞)上是 增
数
函
当 x >1时, y <0 ;
当0< x <1时, y >0
在(0,+∞)上是 减
内容索引
必备知识
自主梳理
关键能力
重点探究
课时作业
巩固提升
必备知识 自主梳理
[知识梳理]
知识点一 对数与对数运算
1. 对数的概念
如果 ax = N ( a >0,且 a ≠1),那么数 x 叫做以 a 为底 N 的对数,记作
第5节对数与对数函数2024高考数学一轮复习+PPT(新教材)

(7)(2022·甘肃平凉月考)已知a>0且a≠1,若函数f(x)=loga(ax2-x) 在[3,4]上是减函数,则a的取值范围是_(_13__,_1_)__.
令g(x)=ax2-x, 1 ≥4, 当a>1时,由题意得 2a
无解,
g(4)=16a-4>0,
当0<a<1时,由题意得
21a≤3,
解得1<a<1,
M (2)loga N
=
_____lo_g_a_M__-__lo_g_a_N_________.
(3)logaMn=_____n_l_o_g_aM_____(n∈R).
4.换底公式 logab=llooggccba (a>0,且a≠1;c>0,且c≠1;b>0). 5.对数函数的概念 一般地,函数y=logax(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,+∞)
6.对数函数的图象及性质
a的范围 图象
0<a<1
y
o1
x
a>1
y
o1
x
性质
定义域 值域 定点
单调性
___(_0_,__+__∞_)____
R 过定点__(_1_,_0_)______,即x=1____时,y0=
____
减函数
增函数
在(0,+∞)上是
在(0,+∞)上是
常用结论:
1.换底公式的三个重要结论
A .12
B. 1
C.7
1 a
+ 1 ,则5c=(
b D.
1
)
12
7
c=
1 a
+
1 b
基本初等函数之对数与对数函数,附练习题
对数与对数函数(讲义)知识点睛一、对数与对数的运算1.对数(1)如果x a N =(a >0,且a ≠1),那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作log a x N =,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数.常用对数:10log lg N N =;自然对数:e log ln N N =.(2)当a >0,且a ≠1时,x a N =⇔log a x N =.(3)负数和零没有对数;log 10a =,log 1a a =.2.对数的运算性质(1)如果a >0,且a ≠1,M >0,N >0,那么①log ()log log a a a M N M N ⋅=+;②log log log aa a MM N N=-;③log log ()n a a M n M n =∈R .(2)换底公式:log log log c a c bb a=(a >0,且a ≠1;c >0,且c ≠1;b >0).(3)log (010)a b a b a a b =>≠>,;.二、对数函数及其性质1.定义:一般地,函数log (0,1)a y x a a =>≠且叫做对数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是(0,+∞).2.对数函数log (0,1)a y x a a =>≠且的图象和性质:0<a <1a >1图象定义域(0,+∞)值域R性质①过定点(1,0),即x =1时,y =0②在(0,+∞)上是减函数②在(0,+∞)上是增函数3.对数函数底数变化与图象分布规律1log a y x =;②log b y x =;③log c y x =;④log d y x =,则有0<b <a <1<d <c ,即:x ∈(1,+∞)时,log log log log a b c d x x x x <<<;x ∈(0,1)时,log log log log a b c d x x x x >>>.4.反函数对数函数与指数函数互为反函数,互为反函数的两个函数的图象关于直线y x =对称.精讲精练1.把下列指数式化为对数式,对数式化为指数式.(1)32=8_______________;(2)415625-=_______________;(3)13127=3-_______________;(4)lg 0.0013=-_____________;(5)0.3log 2=a _____________;(6)ln x =_____________.2.求下列各式的值.(1)43log (927)⨯(2)1lg lg 4lg 52++(3)661log 12log 2-(4)22333399(log 2)(log )log log 422++⋅(5)2345log 3log 4log 5log 2⋅⋅⋅(6)48525(log 5log 5)(log 2log 2)++3.已知234log [log (log )]0x =,则x 的值为_________.4.已知3485log 4log 8log log 25m ⋅⋅=,那么m 的值为()A .9B .18C .12D .275.已知4823log 3x y ==,,则x +2y 的值为()A .3B .8C .4D .log 486.已知log 3a m =,log 2a n =,那么a 2m +3n =()A .17B .72C .108D .317.已知lg lg 2lg(2)x y x y +=-,则xy的值为_________.8.设lg a ,lg b 是方程2x 2-4x +1=0的两个实根,则2(lg )ab的值等于()A .2B .12C .4D .149.已知函数()lg f x x =.若()1f ab =,则22()()f a f b +=_____.10.下列函数表达式中是对数函数的是()A .0.01log (0)y x x =>B .22log y x =C .2log (2)(2)y x x =+>-D .2ln(1)y x =+11.若点(a ,b )在lg y x =图象上,且a ≠1,则下列点也在此图象上的是()A .1()b a ,B .(10a ,1-b )C .10(1)b a+,D .(a 2,2b )12.若函数log ()a y x b =+(a >0,a ≠1)的图象过两点(-1,0)和(0,1),则()A .a =2,b =2B .2a b ==C .a =2,b =1D .a b ==13.直接写出下列函数的定义域:311log (2)_______________2345log (3)_______________16_______________ln(1)x y x y y y y x y x -=-====-=+=+();();();();();().14.已知()f x 的定义域为[0,1],则函数12[log (3)]y f x =-的定义域是_____________.15.函数212log (613)y x x =++的值域为()A .RB .[8,+∞)C .(-∞,-2]D .[-3,+∞)16.函数log a y x =在区间[2,π]上最大值比最小值大1,则a =__________.17.下列判断不正确的是()A .22log 3.4log 4.3<B .0.20.3log 0.4log 0.4<C .67log 7log 6>D .30.3log log 4π<18.为了得到函数3lg10x y +=的图象,只需把函数lg y x =的图象上所有的点()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19.函数21log (01)1a x y a a x +=>≠-,的图象过定点P ,则点P 的坐标为()A .(1,0)B .(-2,0)C .(2,0)D .(-1,0)20.已知函数()log (1)a f x x =+,()log (1)a g x x =-(a >0,且a ≠1).(1)求函数()()f x g x +的定义域;(2)判断函数()()f x g x +的奇偶性,并说明理由.21.设a ,b ∈R 且a ≠2,定义在区间(-b ,b )上的函数1()lg12axf x x+=+满足:()()0f x f x +-=.(1)求实数a 的值;(2)求b 的取值范围.22.已知关于x 的方程212log 210x a x ⋅--=有实数根,求a 的取值范围.23.已知函数2log [(21)]a y x a x a =--+的定义域为R ,求实数a 的取值范围.回顾与思考________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【参考答案】1.(1)2log 83=;(2)51log 4625=-;(3)2711log 33=-;(4)3100.001-=;(5)0.32a =;(6)e x =2.(1)11;(2)1;(3)12;(4)4;(5)1;(6)543.644.A 5.A 6.B 7.48.A 9.210.A 11.D 12.A13.(1)(2)+∞,;(2)(0)+∞,;(3)2(1]3,;(4)(0;(5)(12)(23)⋃,,;(6)(10)(02]-⋃,,14.5[22,15.C16.2π或2π17.D18.C 19.B20.(1)(-1,1);(2)偶函数,证明()()()()f x g x f x g x -+-=+21.(1)2a =-;(2)102b ≤<22.02a ≤<23.33(11)(1122,-⋃+对数与对数函数(随堂测试)1.函数22()log (2)f x x x a =-+的值域为[0,+∞),则正实数a 等于()A .1B .2C .3D .42.求函数2log (4)(01)a y x x a a =->≠,且的单调递减区间.【参考答案】1.B2.当01a <<时,f (x )的单调递减区间为(0,2];当1a >时,f (x )的单调递减区间为[2,4)对数与对数函数(作业)1.求下列各式的值.(1)lg +(2)553log 10log 0.125+(3)22(lg 2)(lg 5)lg 4lg 5++⋅(4)22lg 5lg83+(5)20321log log ()52-+-(6)231lg 25lg 2lg log 9log 22+-⨯2.下列对数运算中,一定正确的是()A .lg()lg lg M N M N +=⋅B .ln ln n M n M =C .lg()lg lg M N M N⋅=+D .lg log lg a b b a=3.已知3log 2a =,那么33log 22log 6-用a 表示是()A .5a -2B .-a -2C .3a -(1+a )2D .3-a 2-14.设a ,b ,c 均为不等于1的正实数,则下列等式中恒成立的是()A .log log log a c c b b a ⋅=B .log log log a c c b a b ⋅=C .log ()log log a a a bc b c =⋅D .log ()log log a a a b c b c+=+5.已知x ,y 为正实数,则下列式子中正确的是()A .lg lg lg lg 222x y x y +=+B .lg()lg lg 222x y x y +=⋅C .lg lg lg lg 222x y x y⋅=+D .lg()lg lg 222x y x y⋅=⋅6.设方程22(lg )lg 30x x --=的两实根是a ,b ,则log log a b b a +等于()A .1B .-2C .-4D .103-7.在(2)log (5)a y a -=-中,实数a 的取值范围是()A .5a >或2a <B .23a <<或35a <<C .25a <<D .34a <<8.函数()ln1xf x x =+-的定义域为()A .(0,+∞)B .(1,+∞)C .(0,1)D .(0,1)∪(1,+∞)9.已知函数12()2log f x x =的值域为[-1,1],则函数()f x 的定义域为()A .22B .[11]-,C .1[2]2,D .2(])2-∞⋃∞,+10.已知3log 6a =,5log 10b =,7log 14c =,则()A .c b a >>B .b c a >>C .a c b >>D .a b c>>11.已知2log 3.45a =,4log 3.65b =,3log 0.31()5c =,则()A .a b c >>B .b a c >>C .a c b >>D .c a b>>12.函数12log 2y x =+的单调增区间为()A .()-∞∞,+B .(2)-∞-,C .(2)-∞+,D .(2)(2)-∞-⋃∞,,+13.若函数log (01)a y x a =<<在区间[a ,2a ]上的最大值是最小值的3倍,则a的值为()A .22B .24C .12D .1414.函数log (2)5a y x =-+过定点()A .(1,0)B .(3,1)C .(3,5)D .(1,5)15.当a >1时,在同一坐标系中,函数x y a -=与log a y x =的图象大致是()A .B .C .D .16.设函数()(01)x x f x ka a a a -=->≠,在()-∞+∞,上既是奇函数又是增函数,则()log ()a g x x k =+的图象是()A .B .C .D .17.已知函数e 1(1)()ln (1)x x f x x x ⎧-=⎨>⎩≤,则(ln 2)f 的值为_________.18.函数12log (1)()2(1)x x x f x x ⎧⎪=⎨⎪<⎩≥的值域是_________________.19.已知13log 2a =,0.62b =,4log 3c =,则a ,b ,c 的大小关系为_____________.20.给出下列命题:12log 2log a a x x =;2函数2log (1)y x =+是对数函数;3函数1ln1xy x+=-与ln(1)ln(1)y x x =+--的定义域相同;4若log log a a m n <,则m n <.其中正确的命题是_________.21.已知函数()f x 在[0)+∞,上是增函数,()(||)g x f x =-,若(lg )(1)g x g >,求x 的取值范围.22.设函数212log (0)()log ()(0)xx f x x x >⎧⎪=⎨-<⎪⎩,若()()f a f a >-,求实数a 的取值范围.23.已知函数3()2log f x x =+(1≤x ≤9),求函数22[()]()y f x f x =+的最大值.【参考答案】24.(1)1;(2)3;(3)1;(4)2;(5)4;(6)12-25.D26.B27.B28.D29.D30.B31.B32.A33.D34.C35.B36.B37.C38.A39.C40.141.(2)-∞,42.a <c <b43.③44.11010x <<45.1a >或10a -<<46.22阅读材料反函数趣谈在指数函数2x y =中,x 为自变量,y 为因变量.如果把y 当成自变量,x 当成因变量,同学们思考一下,x 是不是y 的函数?在指数函数2x y =中,过y 轴正半轴上任意一点作x 轴的平行线,与2x y =的图象有且只有一个交点.另一方面,根据指数与对数的关系,由指数式2x y =可得到对数式2log x y =.这样,对于任意一个(0)y ∈+∞,,通过式子2log x y =,在R 中都有唯一确定的x 和它对应.此时,可以把y 作为自变量,x 作为y 的函数,这时我们就说2log x y =((0))y ∈+∞,是函数2x y =()x ∈R 的反函数.注意到,在函数2log x y =中,y 是自变量,x 是函数,但是习惯上,我们通常用x 表示自变量,y 表示函数,因此我们对调函数2log x y =中的字母,把它写成2log y x =,这样,对数函数2log y x =((0))x ∈+∞,是指数函数2x y =()x ∈R 的反函数.由前面的讨论可知,指数函数2x y =()x ∈R 与对数函数2log y x =((0))x ∈+∞,是互为反函数的.类似地,我们可以得到对数函数log (01)a y x a a =>≠,且和指数函数x y a =(01)a a >≠,且互为反函数.在上面的讨论过程中我们发现,过y 轴正半轴上任意一点作x 轴的平行线,与2x y =的图象有且只有一个交点,这就保证了对于任意一个(0)y ∈+∞,,都有唯一确定的2log x y =和它对应,进而才能得到反函数.这就启发我们,不是任意的函数都存在反函数的,只有一一对应的函数才存在反函数.一一对应的函数是指值域中的每一个元素y 只有定义域中的唯一的一个元素x 和它相对应,即定义域中的元素x 和值域中的元素y ,通过对应法则y=f (x )存在着一一对应关系.清楚了反函数存在的条件后,我们接下来讨论反函数的性质.通过画出指数函数2x y =与对数函数2log y x =的图象后,我们发现它们是关于直线y=x 对称的,也就是互为反函数的两个函数的图象是关于直线y=x 对称的.这与我们前面的分析也是一致的,原函数与反函数是定义域、值域互换,对应法则互逆.研究反函数的性质离不开函数的单调性和奇偶性,下面的结论同学们可以自己尝试证明.一个函数与它的反函数在相应区间上单调性是一致的,也就是说如果原函数在某个区间上是单调递增(减)的,那么它的反函数在相应区间上也是单调递增(减)的.关于奇偶性,如果一个奇函数存在反函数,那么它的反函数也是奇函数;一般情况下偶函数是不存在反函数的,例外情况是f (x )=C (C 为常数).学习了反函数这种重要的工具,它可以帮助我们解决很多问题.当原函数的性质不容易研究时,我们可以考虑研究它的反函数.比如当直接求原函数的值域比较困难时,可以通过求其反函数的定义域来确定原函数的值域,来看一道具体的例题.【例】已知函数10110x xy =+,求它的值域.解析:先计算它的反函数,由10110x x y =+得到(110)10x x y +=,解得101x y y =-,反函数即为lg 1y x y =-,反函数的定义域为原函数的值域,也就是01y y >-,原函数的值域即为(01),.练习题1.下列函数中,有反函数的是()A .22y x x=+B .||y x =C .2lg y x =D .11y x =-2.函数21x y =-的反函数为_____________.3.已知函数1212x x y -=+,求它的值域.【参考答案】1.D2.2log (1)y x =+3.(-1,1)。
考点11 对数与对数函数(重点)-备战2022年高考数学一轮复习考点微专题(新高考地区专用)
考向11 对数与对数函数1.(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 【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 【点睛】在求函数的单调区间时一定要先求函数的定义域.2.(2020·全国高考真题(文))Logistic 模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数I (t )(t 的单位:天)的Logistic 模型:0.23(53)()=1e t I K t --+,其中K 为最大确诊病例数.当I (*t )=0.95K 时,标志着已初步遏制疫情,则*t 约为( )(ln19≈3) A .60 B .63C .66D .69【答案】C 【分析】将t t *=代入函数()()0.23531t K I t e--=+结合()0.95I tK *=求得t*即可得解.【详解】()()0.23531t K I t e--=+,所以()()0.23530.951t K I t K e**--==+,则()0.235319t e*-=,所以,()0.2353ln193t *-=≈,解得353660.23t *≈+≈. 故选:C. 【点睛】本题考查对数的运算,考查指数与对数的互化,考查计算能力,属于中等题1.在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后正用对数运算法则化简合并.2.先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.3.a b=N ⇔b =log a N (a >0,且a ≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化. 4.识别对数函数图象时,要注意底数a 以1为分界:当a >1时,是增函数;当0<a <1时,是减函数.注意对数函数图象恒过定点(1,0),且以y 轴为渐近线.5.一些对数型方程、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.6. 比较对数值的大小(1)若对数值同底数,利用对数函数的单调性比较 (2)若对数值同真数,利用图象法或转化为同底数进行比较 (3)若底数、真数均不同,引入中间量进行比较 7.解决对数函数的综合应用有以下三个步骤: (1)求出函数的定义域;(2)判断对数函数的底数与1的大小关系,当底数是含字母的代数式(包含单独一个字母)时,若涉及其单调性,就必须对底数进行分类讨论;(3)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、换底公式与运算性质 (1)对数的性质:①alog aN=N ;②log a a b=b (a >0,且a ≠1).(2)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 M N=log a M -log a N ;③log a M n =n log a M (n ∈R);④log a m M n=n mlog a M (m ,n ∈R,且m ≠0).(3)换底公式:log b N =log a Nlog a b (a ,b 均大于零且不等于1).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 >1 0<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. 【知识拓展】1.换底公式的两个重要结论 (1)log a b =1log b a ;(2)log a m b n=n mlog a b .其中a >0,且a ≠1,b >0,且b ≠1,m ,n ∈R.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.(2021·新沂市第一中学高三其他模拟)函数ln(1)11x y xx -=++的定义域是( ) A .[1,0)(0,1)- B .[1,0)(0,1]-⋃ C .(1,0)(0,1)-D .(1,0)(0,1]-⋃2.(2021·合肥市第六中学高三其他模拟(理))已知2log 3,37ba ==,则21log 56=( ) A .3ab a ab++B .3a ba ab++C .3ab a b++ D .3b a ab++3.(2021·全国高三其他模拟(理))已知4log 3a =,5log 3b =,4log 5c =,则( ) A .b a c <<B .a b c <<C .a c b <<D .c a b <<4.(2021·广东茂名市·高三二模)(多选题)已知函数()()12log 1,0,(1),0,x x f x f x x ⎧+≥⎪=⎨⎪+<⎩若函数()()g x f x x a =--有且只有两个不同的零点,则实数a 的取值可以是( )A .-1B .0C .1D .21.(2021·四川遂宁市·高三三模(理))已知函数()f x 为R 上的奇函数,当0x >时,()f x x =-;若0.250.3a -=,0.25log 0.3b =,0.3log 2.5c =,则( )A .()()()f b f a f c <<B .()()()f c f b f a <<C .()()()f c f a f b <<D .()()()f a f b f c <<2.(2021·四川成都市·石室中学高三三模)已知函数()1y f x =-的图像关于1x =对称,满足()()2f x f x -=,且()f x 在()1,0-上递减,若125a f ⎛=⎫⎪⎝⎭,()12b f n =-,()3 log 18c f =,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a c b <<B .c b a <<C .a b c <<D .b a c <<3.(2021·新安县第一高级中学高三其他模拟(文))被誉为信息论之父的香农提出了一个著名的公式:2log 1S C W N ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,其中C 为最大数据传输速率,单位为bit /s :W 为信道带宽,单位为Hz :S N 为信噪比.香农公式在5G 技术中发挥着举足轻重的作用.当99SN=,2000Hz W =时,最大数据传输速率记为1C ;在信道带宽不变的情况下,若要使最大数据传输速率翻一番,则信噪比变为原来的多少倍( ) A .2B .99C .101D .99994.(2021·济南市·山东师范大学附中高三其他模拟)若函数()()()2,232ln 1,2ax x f x a x x -≤⎧=⎨-->⎩在R 上单调递增,则实数a 的取值范围是( ) A .(]0,1B .(]0,2C .30,2⎛⎫ ⎪⎝⎭D .31,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭5.(2021·广东佛山市·高三其他模拟)(多选题)函数()()()ln 1ln 1xxf x e e =+--,下列说法正确的是( )A .()f x 的定义域为(0,)+∞B .()f x 在定义域内单调递増C .不等式(1)(2)f m f m ->的解集为(1,)-+∞D .函数()f x 的图象关于直线y x =对称6.(2021·黑龙江哈尔滨市·哈九中高三月考(文))已知函数()21log 1f x x ⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭,则不等式()lg 3f x >的解集为___________.8.(2021·全国高三其他模拟)已知不为1的正实数,m n 满足1133log log ,m n >则下列不等式中一定成立的是 _____.(将所有正确答案的序号都填在横线上) ①1111m n >--;②m n e e > ;③()ln 0n m ->;④31m n -<;⑤11m n>. 9.(2019·吉林高三其他模拟(理))已知等比数列{}n a 满足()212345log 5a a a a a =,等差数列{}n b 满足33b a =,则12345b b b b b ++++=___________.10.(2021·山东高三其他模拟)已知数列{}n a 满足22log 1n n a n +⎛⎫=⎪+⎝⎭.给出定义:使数列{}n a 的前k 项和为正整数的k ()*k ∈N 叫做“好数”,则在[]1,2021内的所有“好数”的和为______.11.(2021·辽宁铁岭市·高三二模)设()f x 定义域为R ,已知()f x 在[)1,+∞上单调递减,()1f x +是奇函数,则使得不等式()()()22log 3log 0f x f x -+>成立的x 取值范围为___________.12.(2021·全国高三其他模拟)已知函数()()log 1a f x x =+,函数()y g x =的图象上任意一点P 关于原点的对称点Q 的轨迹恰好是函数()f x 的图象. (1)写出()g x 的解析式:(2)若1a >,[)0,1x ∈时,总有()()f x g x m +≥成立,求实数m 的取值范围.1.(2020·全国高考真题(文))设3log 2a =,5log 3b =,23c =,则( ) A .a c b <<B .a b c <<C .b c a <<D .c a b <<2.(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 --<<<3.(2013·辽宁高考真题(文))已知函数()()()21ln 1931,.lg 2lg 2f x x x f f ⎛⎫=+-++= ⎪⎝⎭则A .1-B .0C .1D .24.(2019·北京高考真题(理))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212152–lg E m m E =,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 .1010.1B .10.1C .lg10.1D .10.110-5.(2020·海南高考真题)(多选题)信息熵是信息论中的一个重要概念.设随机变量X 所有可能的取值为1,2,,n ,且1()0(1,2,,),1n i i i P X i p i n p ===>==∑,定义X 的信息熵21()log ni i i H X p p ==-∑.( )A .若n =1,则H (X )=0B .若n =2,则H (X )随着1p 的增大而增大C .若1(1,2,,)i p i n n==,则H (X )随着n 的增大而增大D .若n =2m ,随机变量Y 所有可能的取值为1,2,,m ,且21()(1,2,,)j m j P Y j p p j m +-==+=,则H (X )≤H (Y )6.(2020·北京高考真题)函数1()ln 1f x x x =++的定义域是____________. 7.(2019·上海高考真题)函数()()20f x x x =>的反函数为___________8.(2014·重庆高考真题(理))函数22()log log (2)f x x x =⋅的最小值为__________.9.(2014·广东高考真题(理))若等比数列的各项均为正数,且,则1220ln ln ln a a a +++= .10.(2017·上海高考真题)已知数列{}n a 和{}n b ,其中2n a n =,*n ∈N ,{}n b 的项是互不相等的正整数,若对于任意*n ∈N ,{}n b 的第n a 项等于{}n a 的第n b 项,则149161234lg()lg()b b b b b b b b =________1.【答案】C 【分析】根据题意列不等式组,化简得出结论. 【详解】由题意得10,10,0,x x x ->⎧⎪+>⎨⎪≠⎩解得10x -<<或01x <<.所以原函数的定义域为(1,0)(0,1)-.故选:C. 2.【答案】A 【分析】运用对数运算法则和换底公式进行求解. 【详解】由37b =,可得3log 7b =, 所以()()33213log 72log 56log 37⨯=⨯33333log 7log 2log 3log 7+=+131b a b +⨯=+3ab a ab+=+. 故选:A 3.【答案】A 【分析】先由对数的性质可得01a <<,01b <<,1c >,然后利用作差法判断,a b 的大小即可 【详解】首先01a <<,01b <<, 因为lg 3lg 4a =,lg 3lg 5b =,所以()lg 3lg 5lg 4lg 3lg 30lg 4lg 5lg 4lg 5a b --=-=>⋅,所以01b a <<<,因为4log 51c =>,所以b a c <<.故选:A. 4.【答案】BCD 【分析】作出函数()f x 的图象如下图所示,将原问题转化为函数()f x 的图象与直线+y =x a 有两个不同的交点,根据图示可得实数a 的取值范围. 【详解】根据题意,作出()f x 的图像如下所示:令()0g x =,得()f x x a =+,所以要使函数()()g x f x x a =--有且只有两个不同的零点, 所以只需函数()f x 的图像与直线y x a =+有两个不同的交点, 根据图形可得实数a 的取值范围为(1,)-+∞, 故选:BCD . 【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法: (1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围; (2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.1.【答案】D 【分析】由奇函数性质及0x >的解析式,求得()f x x =-,在实数范围内单调递减,比较数的大小a b c >>,从而有()()()f a f b f c <<. 【详解】当0x >时,()f x x =-,由奇函数的性质知,()f x x =-,x ∈R ,函数单调递减;又0.250.31a -=>,0.25log 0.3(0,1)b =∈,0.3log 2.50c =< 则a b c >>由函数单减知,()()()f a f b f c << 故选:D 2.【答案】A 【分析】根据题意得出()f x 是以2为周期的周期函数,且在()0,1上递增函数,再根据指数函数与对数函数的性质,32log 2ln 2<<<,结合单调性,即可求解. 【详解】由函数()1y f x =-关于1x =对称,可得函数()f x 关于0x =对称,即()()f x f x -=, 又由函数()f x 满足()()2f x f x -=,可得()()2f x f x -=-,即()()2f x f x =+, 所以函数()f x 是以2为周期的周期函数,则1122()552()a f f ==-,()1(ln2)2b f n f ==-,333log 18log 182()()(log 2)f c f f =-==,1222<=,且331log log 2ln 22=<, 因为()f x 在()1,0-上递减,可得函数()f x 在()0,1上递增函数,所以3(log 18)(ln 2)f f f <<-,即a c b <<. 故选:A. 3.【答案】C 【分析】利用香农公式求1C 的值,根据12C 的值求SN的值,从而就能求出信噪比变为原来的多少倍. 【详解】 当99SN =,2000Hz W =时,()1222log 12000log 1994000log 10S C W N ⎛⎫=+=+= ⎪⎝⎭, 由228000log 102000log 1S N ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,得224log 10log 1S N ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,所以9999SN =, 所以999910199=,即信噪比变为原来的101倍. 故选:C . 4.【答案】A 【分析】由分段函数单调递增的特性结合单调增函数的图象特征列出不等式组求解即得. 【详解】因函数()()()2,232ln 1,2ax x f x a x x -≤⎧=⎨-->⎩在R 上单调递增,则有2y ax =-在(,2]-∞上递增,()()32ln 1y a x =--在(2,)+∞上也递增, 根据增函数图象特征知,点(2,22)a -不能在点(2,0)上方,于是得0320220a a a >⎧⎪->⎨⎪-≤⎩,解得01a <≤,所以实数a 的取值范围是(]0,1. 故选:A 5.【答案】AD 【分析】分别考虑函数的定义域、单调性及对称性就可以对每一个选项作出判断. 【详解】要使函数有意义,则10(0,)10x xe x e ⎧+>⇒∈+∞⎨->⎩,故A 正确; ()()12()ln 1ln 1ln ln(1)11x xxx x e f x e e e e +=+--==+--,令211x y e =+-,易知其在(0,)+∞上单调递减,所以()f x 在(0,)+∞上单调递减,故B 不正确;由于()f x 在(0,)+∞上单调递减,所以对于(1)(2)f m f m ->,有1020(1,)12m m m m m ->⎧⎪>⇒∈+∞⎨⎪-<⎩,故C 不正确;令)()ln(211x y f x e +=-=,解得11ln()11y xy y y e e e x e e ++=⇒=--,所以()f x 关于直线y x =对称,故D 正确. 故选:AD 6.【答案】()1,11,1010⎛⎫ ⎪⎝⎭【分析】确定函数的奇偶性与单调性,然后由奇偶性与单调性解不等式. 【详解】函数定义域是{|0}x x ≠,21()log 1f x x ⎛⎫-=+ ⎪ ⎪⎝⎭()f x =,()f x 是偶函数,0x >时,21()log 1f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭又(1)3f =,所以由(lg )3f x >得lg 1x <,1lg 1x -<<且lg 0x ≠,解得11010x <<且1x ≠.故答案为:()1,11,1010⎛⎫⎪⎝⎭【点睛】关键点点睛:本题考查解函数不等式,解题关键是确定函数的奇偶性与单调性,然后利用函数的性质解不等式,解题时注意函数的定义域,否则易出错. 7.【答案】6 【分析】首先利用换底公式表示3log 2a =,再代入39a a +求值. 【详解】 由条件得331log 4log 22a ==,所以3333log 2log 2log 2log 4393933246a a +=+=+=+=. 故答案为:6 8.【答案】④⑤. 【分析】根据对数函数单调性先分析出,m n 的大小关系,然后结合函数性质以及不等式的性质逐项分析. 【详解】 因为1133log log m n >且,m n 不为1,由对数函数13log y x =的单调性可知0m n <<, ①当01,1m n <<>时,110,011m n <>--,所以1111m n <--,故①不一定成立; ②因为m n <,由指数函数xy e =的单调性可知m n e e <,故②不成立; ③当01m n <<<时,01n m <-<,所以()ln 0n m -<,故③不一定成立; ④因为0m n -<,所以0331m n -<=,故④一定成立; ⑤因为0m n <<,所以110m n>>,故⑤一定成立; 故答案为:④⑤.9.【答案】10 【分析】由已知结合等比数列的性质可求3a ,然后结合等差数列的性质即可求解. 【详解】因为等比数列{}n a 中,()()521234523log log 5a a a a a a ==,所以32a =, 因为332b a ==,则由等差数列的性质得123453510b b b b b b ++++==. 故答案为:10. 10.【答案】2026 【分析】先计算出数列{}n a 的前k 项和,然后找到使其为正整数的k ()*k ∈N ,相加即可得到答案.【详解】 由题,22212222log log log 11211n n S n +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++⎪ ⎪ ⎪+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭222342log log log 231n n +⎛⎫=+++ ⎪+⎝⎭()()22222log log 2log 2log 212n n n +==+-=+-. 所以,()2log 21k S k =+-.因为k S 为正整数,所以()2log 210k +->,即220k k +>⇒>. 令()2log 2m k =+,则22=-m k . 因为[]1,2021k ∈,所以[]23,2023m∈.因为2xy =为增函数,且12101122,24,,21024,22048====所以[]2,10m ∈.所以所有“好数”的和为210231022222222229202612-⨯-+-++-=-⨯=-.故答案为:2026. 【点睛】本题考查了数列的新定义、对数运算法则,解题时应认真审题,找到规律,注意等比数列求前n 项和公式的灵活运用. 11.【答案】()3,4 【分析】根据()1f x +是奇函数判断函数的对称中心1,0(),()()120f x f x +>等价于122x x +<,()()()22log 3log 0f x f x -+>等价于()22log 3log 2x x -+<,即可得到关于x 的不等式,求出x 的范围. 【详解】因为()1f x +是奇函数,故()f x 图像关于()1,0 对称,由题设()()110f x f x -++=,因为()f x 在[)1,+∞上单调递减, 所以()()120f x f x +>等价于122x x +<,因此不等式()()()22log 3log 0f x f x -+>等价于()22log 3log 2x x -+<, 即22log [(3)]log 4x x -< ,即234x x -< 且30x -> , 解得x 取值范围为()3,4. 故答案为:()3,412.【答案】(1)()1log 1a g x x=-;(2)(],0-∞. 【分析】(1)设(),P x y 是函数()y g x =图象上的任意一点,则P 关于原点的对称点Q 的坐标在函数()f x 的图象上得log (1)a y x =--+,再(),P x y 是函数()y g x =图象上的点,可得答案; (2)求[)0,1x ∈时,利用换元法求出()()f x g x +的最小值可得答案. 【详解】(1)由题意,设(),P x y 是函数()y g x =图象上的任意一点, 则P 关于原点的对称点Q 的坐标为(),x y --, 因为已知点Q 在函数()f x 的图象上, 所以()y f x -=-,而()()log 1a f x x =-+, 所以()log 1a y x -=-+,所以log (1)a y x =--+, 而(),P x y 是函数()y g x =图象上的点, 所以()1log (1)log 1a a y g x x x==--+=-. (2)当[)0,1x ∈时,()()11log (1)log log 11a aa x f x g x x x x++=++=--, 下面求当[)0,1x ∈时,()()f x g x +的最小值,令11x t x +=-,则11t x t -=+, 因为[)0,1x ∈,即1011t t -≤<+,解得1t ≥, 所以111xx+≥-, 又1a >,所以1log log 111aa xx+≥=-, 所以()()0f x g x +≥,所以[)0,1x ∈时,()()f x g x +的最小值为0, 因为当[)0,1x ∈时,总有()()f x g x m +≥成立, 所以0m ≤,即所求m 的取值范围为(],0-∞.1.【答案】A 【分析】分别将a ,b 改写为331log 23a =,351log 33b =,再利用单调性比较即可.因为333112log 2log 9333a c =<==,355112log 3log 25333b c =>==, 所以a c b <<. 故选:A. 【点晴】本题考查对数式大小的比较,考查学生转化与化归的思想,是一道中档题. 2.【答案】A 【解析】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 . 3.【答案】D 【详解】试题分析:设lg 2a =,则1lgln 22a =-=-,()())ln 31f a f a a +-=++()22ln 31ln 1992ln122a a a ⎫+=+-+=+=⎪⎭,所以()1lg 2lg 22f f ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,所以答案为D.考点:1.对数函数的运算律;2.换元法.4.【答案】A 【分析】由题意得到关于12,E E 的等式,结合对数的运算法则可得亮度的比值. 【详解】两颗星的星等与亮度满足12125lg 2E m m E -=,令211.45,26.7m m =-=-, ()10.111212222lg( 1.4526.7)10.1,1055E E m m E E =⋅-=-+==. 故选A.本题以天文学问题为背景,考查考生的数学应用意识、信息处理能力、阅读理解能力以及指数对数运算. 5.【答案】AC 【分析】对于A 选项,求得()H X ,由此判断出A 选项;对于B 选项,利用特殊值法进行排除;对于C 选项,计算出()H X ,利用对数函数的性质可判断出C 选项;对于D 选项,计算出 ()(),H X H Y ,利用基本不等式和对数函数的性质判断出D 选项. 【详解】对于A 选项,若1n =,则11,1i p ==,所以()()21log 10H X =-⨯=,所以A 选项正确. 对于B 选项,若2n =,则1,2i =,211p p =-, 所以()()()121121X log 1log 1H p p p p =-⋅+-⋅-⎡⎤⎣⎦, 当114p =时,()221133log log 4444H X ⎛⎫=-⋅+⋅ ⎪⎝⎭,当13p 4=时,()223311log log 4444H X ⎛⎫=-⋅+⋅ ⎪⎝⎭,两者相等,所以B 选项错误. 对于C 选项,若()11,2,,i p i n n==,则()222111log log log H X n n nn n ⎛⎫=-⋅⨯=-= ⎪⎝⎭,则()H X 随着n 的增大而增大,所以C 选项正确.对于D 选项,若2n m =,随机变量Y 的所有可能的取值为1,2,,m ,且 ()21j m jP Y j p p +-==+( 1,2,,j m =).()2222111log log mmi i i i i iH X p p p p ===-⋅=⋅∑∑ 122221222122121111log log log log m m m mp p p p p p p p --=⋅+⋅++⋅+⋅.()H Y =()()()122221212122211111log log log m m m m m m m m p p p p p p p p p p p p -+-++⋅++⋅+++⋅+++12222122212221221121111log log log log m m m m m mp p p p p p p p p p p p ---=⋅+⋅++⋅+⋅++++由于()01,2,,2i p i m >=,所以2111i i m i p p p +->+,所以 222111log log i i m ip p p +->+, 所以222111log log i i i i m ip p p p p +-⋅>⋅+, 所以()()H X H Y >,所以D 选项错误. 故选:AC 【点睛】本小题主要考查对新定义“信息熵”的理解和运用,考查分析、思考和解决问题的能力,涉及对数运算和对数函数及不等式的基本性质的运用,属于难题. 6.【答案】(0,)+∞ 【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,)+∞ 【点睛】本题考查函数定义域,考查基本分析求解能力,属基础题. 7.【答案】0y x => 【分析】求解出原函数的值域,得到反函数的定义域,再求解出反函数的解析式,得到结果. 【详解】当0x >时,20x >,即()0f x > 又x=y ⇒=∴反函数为:y x =,0x >【点睛】本题考查反函数的求解,易错点为忽略反函数的定义域. 8.【答案】14- 【解析】试题分析:()()()2222222111log 2log 1log log log 224f x x x x x x ⎛⎫⎡⎤=⋅+=+=+- ⎪⎣⎦⎝⎭ 所以,当21log 2x =-,即22x =时,()f x 取得最小值14-. 所以答案应填:14-. 考点:1、对数的运算;2、二次函数的最值.9.【答案】50. 【详解】 由得551011101122,a a e a a e ==,所以1220ln ln ln a a a +++=105012201011ln()ln()ln 50.a a a a a e ⋅⋅===【点睛】等差、等比数列的性质是两种数列基本规律的深刻体现,是解决等差、等比数列问题既快捷又方便的工具,应有意识地去应用.但在应用性质时要注意性质的前提条件,有时需要进行适当变形. 在解决等差、等比数列的运算问题时,经常采用“巧用性质、整体考虑、减少运算量”的方法. 10.【答案】2 【详解】由2n a n =,若对于任意{},n n N b +∈的第n a 项等于{}n a 的第n b 项,则2()n n a b n b a b ==,则22221429311641()(),(),,()b b b b b b b b ===== 所以2149161234()b b b b b b b b =,所以21491612341234123412341234lg()lg()2lg(2lg()lg()()lg )b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b ===.。
专题09 对数与对数函数(重难点突破)原卷版附答案.pdf
ab 2b
2
.
11
(2). 求下列函数的定义域: 1
(1)f(x)=lg(x-2)+x-3;(2)f(x)=log(x+1)(16-4x). 【解析】 (1)要使函数有意义,需满足Error!解得 x>2 且 x≠3, 所以函数定义域为(2,3)∪(3,+∞). (2)要使函数有意义,需满足Error!解得-1<x<0 或 0<x<4, 所以函数定义域为(-1,0)∪(0,4).
底数,N 叫做真数.
重难点二 对数的性质、换底公式与运算性质
(1)对数的性质:①alogaN=N;②logaab=b(a>0,且 a≠1). (2)对数的运算法则
如果 a>0 且 a≠1,M>0,N>0,那么 ①loga(MN)=logaM+logaN;
M ②loga N =logaM-logaN;
B. y ln(2 x) C. y ln(1 x)
D.
3
y ln(2 x)
(3).函数 f(x)=ax-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<0
B.a>1,b>0
C.0<a<1,b>0
D.0<a<1,b<0
(4).当 a>1 时,在同一坐标系中,函数 y=a-x 与 y=logax 的图象为( )
例 2 求下列函数的定义域:
1
1
(1)f(x)=
;(2)f(x)= +ln(x+1);
1
2-x
log x+1
2
1
1
【解析】(1)要使函数 f(x)有意义,则 log x+1>0,即 log x>-1,解得 0<x<2,即函数 f(x)的定义
高考数学复习考点知识与题型专题讲解9---对数与对数函数
高考数学复习考点知识与题型专题讲解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 a1=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 x a>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,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.常用结论1.log a b·log b a=1,log n m ba =nm 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)=lg9lg2×lg4lg3=2lg3lg2×2lg2lg3=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 a4-log a2=log a2=1,∴a=2;当0<a<1时,log a2-log a4=-log a2=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.10B.10C.20D.100 答案A解析2a=5b=m,∴log2m=a,log5m=b,∴1a+1b=1log2m+1log5m=log m2+log m5=log m10=2,∴m2=10,∴m=10(舍m=-10).(2)计算:log 535+212log 2-log 5150-log 514=.答案2解析原式=log 535-log 5150-log 514+12log (2)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,ab=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=b2.又a b=b a,所以b2b=2b b,即2b=b2,又a>b>1,解得b=2,a=4.所以a+b=6.(2)计算:lg25+lg50+lg2·lg500+(lg2)2=.答案4解析原式=2lg5+lg(5×10)+lg2·lg(5×102)+(lg2)2=2lg5+lg5+1+lg2·(lg5+2)+(lg2)2=3lg5+1+lg2·lg5+2lg2+(lg2)2=3lg5+2lg2+1+lg2(lg5+lg2)=3lg5+2lg2+1+lg2=3(lg5+lg2)+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 <1B .0<b <a -1<1C .0<b -1<a <1D .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.e2+ln2B.e+ln2C.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·西安调研)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 3B .x 1<x 3<x 2C .x 2<x 3<x 1D .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 <a B .a <c <b C .a <b <c D .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=lg2lg3,log 62=lg2lg6,log 122=lg2lg12,且lg3<lg6<lg12,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已知函数f (x )=ln2x +12x -1,下列说法正确的是________.(填序号) ①f (x )为奇函数;②f (x )为偶函数;③f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞上单调递减; ④f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12上单调递增. 答案①③解析f (x )=ln 2x +12x -1,令2x +12x -1>0, 解得x >12或x <-12,∴f (x )的定义域为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞, 又f (-x )=ln -2x +1-2x -1=ln 2x -12x +1=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫2x +12x -1-1 =-ln 2x +12x -1=-f (x ), ∴f (x )为奇函数,故①正确,②错误;又f (x )=ln 2x +12x -1=ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+22x -1, 令t =1+22x -1,t >0且t ≠1,∴y =ln t , 又t =1+22x -1在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞上单调递减, 且y =ln t 为增函数,∴f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞上单调递减,故③正确; 又f (x )为奇函数,∴f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12上单调递减,故④不正确. 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 >bB .a >b >cC .b >a >cD .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=lg3lg2×lg5lg9=lg3lg2×lg52lg3=lg52lg2=lg5lg4=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 <cB .b <a <cC .c <b <aD .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. 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=log77>b=log75,c=log87>log88=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.log2x 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 a2=1,所以a=2.故f(x)=log2x.3.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()①a>1;②0<c<1;③0<a<1;④c>1.A.①②B.①④C.②③D.③④答案C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 <1.4.(2022·银川模拟)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=10lg 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).5.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,12log (-x ),x <0.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⎩⎨⎧a >0,log 2a >12log a 或⎩⎨⎧a <0,12log (-a )>log 2(-a ), 解得a >1或-1<a <0.6.(2022·汉中模拟)已知log 23=a ,3b =7,则log 2156等于() A.ab +3a +ab B.3a +b a +ab C.ab +3a +b D.b +3a +ab答案A解析由3b =7,可得log 37=b ,所以log 2156=log 3(7×23)log 3(3×7)=log 37+log 323log 33+log 37=b +3×1a1+b =ab +3a +ab .7.(2022·海口模拟)log 327+lg25+lg4+7log 27+13(8)-的值等于. 答案72解析原式=log 3323+lg52+lg22+2+133(2)⨯-=32+2lg5+2lg2+2+(-2)=32+2(lg5+lg2)+2+(-2)=32+2+2+(-2)=72.8.已知函数y =log a (x -3)-1的图象恒过定点P ,则点P 的坐标是. 答案(4,-1)解析令x -3=1,则x =4,∴y =log a 1-1=-1,故点P 的坐标为(4,-1).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.函数f (x )=log 2x ·2log (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. 14.已知函数f (x )=|log 2x |,实数a ,b 满足0<a <b ,且f (a )=f (b ),则a +b 的取值范围是________.答案(2,+∞)解析∵f (x )=|log 2x |,∴f (x )的图象如图所示,又f (a )=f (b )且0<a <b ,∴0<a <1,b >1且ab =1,∴a +b ≥2ab =2,当且仅当a =b 时取等号.又0<a <b ,故a +b >2.15.(2022·贵阳模拟)若3a+log3a=9b+2log9b,则()A.a>2b B.a<2bC.a>b2D.a<b2答案B解析f(x)=3x+log3x,易知f(x)在(0,+∞)上单调递增,∵3a+log3a=32b+log3b,∴f(2b)=32b+log3(2b)>32b+log3b=3a+log3a=f(a),∴2b>a.16.已知函数f(x)=log2(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)=log2(2x-4).由f(x)>2,得log2(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).。
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对数与对数函数
一.要点精讲
1、对数的概念:如果N a b =)1,0(≠>a a a 且,那么b N a =log 。
⑴基本性质:
①真数N 为正数(负数和零无对数);②01log =a ;③1log =a a ; ④对数恒等式:N a N
a =log 。
⑵运算性质:如果,0,0,0,0>>≠>N M a a 则 ①N M MN a a a log log )(log +=;②N M N
M
a a a log log log -=;③∈=n M n M a n a (log log R )。
⑶换底公式:),0,1,0,0,0(log log log >≠>≠>=
N m m a a a
N
N m m a
常用结论:①1log log =⋅a b b a ;②b m
n
b a n a m log log =。
3.两种重要对数
⑴常用对数:通常将以10为底的对数叫做常用对数,N 的常用对数N 10log 简记作N lg . ⑵自然对数:以无理数e=2.71828…为底的对数叫自然对数,N 的自然对数N e log 简记作N ln . 2、对数函数:
⑴对数函数的定义: 函数)1≠
a ,0>a (log y x a =叫做对数函数,其中x 是自变量. ⑵对数函数图象和性质
二、课前热身
1.设1
2
32,2()((2))log (1) 2.
x e x f x f f x x -⎧⎪=⎨-≥⎪⎩<,
则的值为,( ) A .0 B .1 C .2 D .3
函数
()1,0log ≠>=a a x y a
底数 1>a 10<<a
图象
定义域 (0,+∞)
值域
R
共点性 过点(1,0),即x=1时,y=0
函数值 特点 ()1,0∈x 时,()0,∞-∈y ; [)+∞∈,1x 时,[)+∞∈,0y
()1,0∈x 时,()+∞∈,0y ; [)+∞∈,1x 时,(]0,∞-∈y
单调性 增函数
减函数
2.设2
lg ,(lg ),lg ,a e b e c e ===则
(A )a b c >> (B )a c b >> (C )c a b >> (D )c b a >> 3.若,log 7z y x =则x 、y 、z 之间满足( ) A.z
x y =7
B. z x y 7=
C.z
x y 7=
D. x
z y =
4.若)
12(log 1)(2
1+=
x x f ,则)(x f 定义域为
A. )0,21(-
B.]0,21(-
C. ),2
1
(+∞- D.),0(+∞ 5.函数()x x f 2log =的图象是
6.方程11
2log 3=-)(x 的解x = , 7.计算)()(5.0log 2log 0.2log 5log 25542+⋅+=
五、典例解析 考点一:对数运算
1.计算:⑴2
(lg 2)lg 2lg 50lg 25+⋅+ ⑵ 3948(log 2log 2)(log 3log 3)+⋅+;
⑶ 1
.0lg 2
1
036.0lg 21600lg )2(lg 8000lg 5lg 2
3--+⋅; ⑷)246246(log
2
-++.
考点二:对数方程
2.方程22log (1)2log (1)x x -=-+的解为 。
考点三:对数函数的概念与性质 3.函数2log 2-=
x y 的定义域是( )
A .),3(+∞
B .),3[+∞
C .),4(+∞
D .),4[+∞ 4.若0<x <y <a <1,则有
A.log a (xy )<0
B.0<log a (xy )<1
C.1<log a (xy )<2
D. log a (xy )>2
5.已知c a b 2
1212
1log log log <<,则
A. c a
b
222>> B. c b a 222>> C. a
b c 222>> D. a
b c 222>>
6.设5log 4a =,()2
5log 3b =,4log 5c =,则( ).
A.a c b << B.b c a << C.a b c << D.b a c << 7.为了得到函数3
lg
10
x y +=的图像,只需把函数lg y x =的图像上所有的点 ( ) A .向左移3个单位长度,再向上移1个单位长度 B .向右移3个单位长度,再向上移1个单位长度
C .向左移3个单位长度,再向下移1个单位长度
D .向右移3个单位长度,再向下移1个单位长度 8..设323log ,log 3,log 2a b c π===,则
A. a b c >>
B. a c b >>
C. b a c >>
D. b c a >>
9.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.
10.已知函数()f x 是(,)-∞+∞上的偶函数,若对于0x ≥,都有(2
()f x f x +=),且当[0,2)x ∈时,2()log (
1f x x =+),则(2008)(2009)f f -+的值为 A .2- B .1- C .1 D .2
11.设函数⎩
⎨⎧>-≤=-1,log 11
,2)(21x x x x f x ,则满足2)(≤x f 的x 的取值范围是( )
A .1[-,2]
B .[0,2]
C .[1,+∞]
D .[0,+∞]
12.设函数()()21
2
log ,0log ,0x x f x x x >⎧⎪
=⎨-<⎪⎩若()()f a f a >-,则实数a 的取值范围是( ).
A.()()1001,,U - B.()()11,,-∞-+∞U C.()()101,,-+∞U D.()()101,,-∞-U
13.已知函数1,0)((log )(≠>-=a a x ax x f a 为常数)
(1)求函数f (x )的定义域; ⑵若a =2,试根据单调性定义确定函数f (x )的单调性。
(3)若函数y =f (x )是增函数,求a 的取值范围。
考点四:对数函数与二次函数的复合问题
14.设1x >,1y >,且2log 2log 30x y y x -+=,求2
2
4T x y =-的最小值。
考点五:指数函数、对数函数综合问题 15.已知函数)10,0(log )(≠>>-+=a b a b
x b
x x f a
且。
⑴求)(x f 的定义域; ⑵讨论)(x f 的奇偶性; ⑶判断)(x f 的单调性并证明。
16.已知函数)10)(1(log )(≠>-=a a a x f x a 且 ⑴证明:函数)(x f 的图象在y 轴的一侧;
⑵设()11,y x A ,()22,y x B ()21x x <是)(x f 的图象上两点,证明直线AB 的斜率大于0; 六、考点演练:
1.已知1,0≠>a a 且,函数)(log x y a y a x -==与的图象可能是 2.函数x y
2
1log =的定义域为[a ,b],值域为[0,2],则区间[a ,b]的长度b-a 的最小值是
A 、3
B 、
43
C 、2
D 、2
3 3.设函数)10(log )(≠>=a a x x f a 且,若8)(200921=⋅⋅⋅x x x f ,则)()()(2
20092
22
1x f x f x f +⋅⋅⋅++的值等于 A 、4 B 、8 C 、16 D 、2log a 8
4.已知)(x f 是定义在R 上的奇函数,且满足)()2(x f x f =+,又当12)()1,0(-=∈x
x f x 时,,则)
6(l og 2
1f 的值等于 ( )
A .-5
B .-6
C .6
5- D .2
1-
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.2
1 6.函数)23(log )(2
2
1x x x f --=的单调递增区间是
7.方程1)3lg(lg =++x x 的解=x __________________. 8.已知56log ,7log ,3log 4232求b a ==
9.设函数)(x f y =且)3lg()3lg()lg(lg x x y -+=. ⑴求)(x f 的表达式及定义域;⑵求)(x f 的值域.
10.已知)3(log ax y a -=在]2,0[上是x 的减函数,求a 的取值范围. 11.求函数)3lg()2lg(2---=x x y 的最小值.。