知识讲解 对数函数及其性质 基础
对数函数的性质与变化规律

对数函数的性质与变化规律对数函数是指以某个固定底数为底的数学函数。
对数函数在科学、经济以及其他领域中广泛应用,具有许多独特的性质和变化规律。
本文将介绍对数函数的基本性质,并探讨其在实际问题中的应用。
一、对数函数的基本性质1. 对数函数的定义对数函数是指以某个正数b作为底数,a为真数的对数表达式。
可以表示为log_b(a) = x,其中b称为底数,a称为真数,x称为以b为底a的对数。
对数函数可以用来解决指数方程、指数函数和指数关系中的问题。
2. 对数函数的定义域和值域对数函数的定义域为正实数集R^+,即所有大于零的实数。
对数函数的值域为实数集R,即所有实数。
3. 对数函数的图像当底数b大于1时,对数函数为增函数,图像从左下方无限逼近y 轴,并且获得正无限大的纵坐标值。
当底数0<b<1时,对数函数为减函数,图像从右上方无限逼近y轴,并且获得负无限大的纵坐标值。
对数函数的图像在横坐标轴上有一个渐近线y=0。
4. 对数函数的基本性质对数函数有以下基本性质:- 对数函数的符号性质:对于所有正数a,log_b(a)>0;对于所有0<a<1的数值,log_b(a)<0。
- 对数函数的乘法性质:log_b(a*c) = log_b(a) + log_b(c)。
- 对数函数的除法性质:log_b(a/c) = log_b(a) - log_b(c)。
- 对数函数的幂指数性质:log_b(a^r) = r*log_b(a),其中r是任意实数。
二、对数函数的变化规律1. 对数函数的平移对数函数的图像可以进行水平和垂直的平移。
如果对数函数的表达式为y = log_b(x-k),其中k是任意实数,那么对数函数的图像将向右平移k个单位。
如果对数函数的表达式为y = log_b(x) + k,其中k是任意实数,那么对数函数的图像将向上平移k个单位。
2. 对数函数的伸缩对数函数的图像可以进行水平和垂直方向上的伸缩。
对数函数的定义和基本性质

对数函数的定义和基本性质1. 对数函数的定义对数函数是实数域上的一个函数,通常用符号y = log_a(x)(其中a是底数,x是真数)表示。
对数函数是对数arithmetic和函数function的组合。
对数函数是一类重要的数学函数,在数学分析、高等数学、工程学等领域中都有广泛的应用。
2. 对数函数的基本性质(1)单调性对数函数y = log_a(x)在定义域(即真数集)内是单调递增的。
当底数a > 1时,随着真数x的增加,对数函数的值也增加;当底数0 < a < 1时,随着真数x的增加,对数函数的值减少。
(2)反函数对数函数y = log_a(x)(其中a是底数,x是真数)和函数y = a^x(其中a是底数,x是真数)是互为反函数的关系。
也就是说,对于任意一个正实数y,都存在一个正实数x使得log_a(y) = x,则有a^x = y。
(3)对数恒等式对数恒等式是指对数函数在不同底数之间可以进行转换。
具体来说,有以下两个恒等式:•对数换底公式:log_a(b) = log_c(b) / log_c(a)(其中a, b, c 都是正实数,且a != 1, c != 1)。
•对数性质公式:log_a(b^c) = c * log_a(b)(其中a, b, c都是正实数,且a != 1)。
(4)对数函数的图像对数函数的图像是一条经过点(1, 0),且斜率在0和+∞之间的曲线。
当底数a > 1时,图像位于第一象限;当底数0 < a < 1时,图像位于第二象限。
(5)对数函数的渐近线对数函数没有水平渐近线,但有一条垂直渐近线,即x = 0。
当x趋近于0时,对数函数的值趋近于负无穷;当x趋近于正无穷时,对数函数的值趋近于正无穷。
(6)对数函数与指数函数的关系对数函数和指数函数是互为逆运算的关系。
具体来说,对于任意一个正实数y,如果y = log_a(x),则有x = a^y。
《对数函数及其性质》课件

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对数函数的定义域和值域
理解对数函数的定义域和值域,并能够判断特定函数的定义域和值 域。
对数函数的单调性
理解对数函数的单调性,并能够判断特定函数的单调性。
进阶题目
01
02
03
复合对数函数
理解复合对数函数,并能 够求解复合对数函数的值 。
对数函数的图像
理解对数函数的图像,并 能够根据图像判断函数的 性质。
分析对数函数的值域和定义域。对于自然对数函数y=log(x) ,其值域为R;对于以a为底的对数函数y=log(x),其定义域 为(0, +∞)。对于复合对数函数y=log(u),其值域和定义域取 决于u的取值范围。
03
对数函数的应用
实际应用场景
金融计算
在复利、折旧等计算中 ,对数函数有广泛应用
。
《对数函数及其性质》ppt课件
• 对数函数的定义与性质 • 对数函数的图像与性质 • 对数函数的应用 • 对数函数与其他知识点的联系 • 习题与练习
01
对数函数的定义与性质
定义与表示
总结词
对数函数是一种特殊的函数,其 定义域为正实数集,值域为全体 实数集。常用对数函数以10为底 ,自然对数函数以e为底。
么以a为底N的对数等于b。
对数函数和指数函数在解决实际 问题中经常一起出现,例如在计 算复利、解决声学和光学问题时
。
对数函数与三角函数的联系
对数函数和三角函数在形式上有些相似,特别是在自然对数函数和正弦函数中。
在复数域中,对数函数和三角函数有更密切的联系,它们都可以用来表示复数的幂 。
在解决一些物理问题时,例如波动和振动问题,可能需要同时使用对数函数和三角 函数。
对数函数及其性质课件ppt

统计学
决策理论
在决策理论中,对数函数用于构建效 用函数,以评估不同选项的风险和收 益。
在统计学中,对数函数用于描述概率 分布,如泊松分布和二项分布。
05 练习与思考
基础练习题
01
02
03
04
基础练习题1
请计算以2为底9的对数。
基础练习题2
请计算以3为底8的对数。
基础练习题3
请计算以10为底7的对数奇函数也不是偶 函数。
周期性
• 无周期性:对数函数没有周期性,因为其图像不会重复出 现。
03 对数函数的运算性质
换底公式
总结词
换底公式是用来转换对数的底数的公 式,它对于解决对数问题非常有用。
详细描述
换底公式是log_b(a) = log_c(a) / log_c(b),其中a、b、c是正实数,且b 和c都不等于1。通过换底公式,我们可 以将对数函数转换为任意底数的对数函 数,从而简化计算过程。
图像绘制
对数函数的图像通常在直角坐标系 中绘制,随着底数$a$的取值不同, 图像的形状和位置也会有所变化。
单调性
单调递增
当底数$a > 1$时,对数函数是单调递增的,即随着$x$的增 大,$y$的值也增大。
单调递减
当$0 < a < 1$时,对数函数是单调递减的,即随着$x$的增 大,$y$的值减小。
对数函数的乘法性质
总结词
对数函数的乘法性质是指当两个对数 函数相乘时,其结果的对数等于两个 对数函数分别取对数后的积。
详细描述
对数函数的乘法性质公式为log_b(m) * log_b(n) = log_b(m * n),其中m 和n是正实数。这个性质在对数运算 中也非常有用,因为它可以简化对数 的计算过程。
数学必修一第四章知识点总结

高中数学人教必修第一册第四章知识点讲解对数函数及其性质1.对数函数的概念(1)定义:一般地,我们把函数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)对数函数的特征:a x 的系数:1a x 的底数:常数,且是不等于1的正实数a x 的真数:仅是自变量x判断一个函数是否为对数函数,只需看此函数是否具备了对数函数的特征.比如函数y =log 7x 是对数函数,而函数y =-3log 4x 和y =log x 2均不是对数函数,其原因是不符合对数函数解析式的特点.【例1-1】函数f (x )=(a 2-a +1)log (a +1)x 是对数函数,则实数a =__________.解析:由a 2-a +1=1,解得a =0,1.又a +1>0,且a +1≠1,∴a =1.答案:1【例1-2】下列函数中是对数函数的为__________.(1)y =log(a >0,且a ≠1);(2)y =log 2x +2;(3)y =8log 2(x +1);(4)y =log x 6(x >0,且x ≠1);(5)y =log 6x .解析:答案:2.对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象与性质(1)图象与性质a >10<a <1图象性质(1)定义域{x |x >0}(2)值域{y |y R }(3)当x =1时,y =0,即过定点(1,0)(4)当x >1时,y >0;当0<x <1时,y <0(4)当x >1时,y <0;当0<x <1时,y >0(5)在(0,+∞)上是增函数(5)在(0,+∞)上是减函数谈重点对对数函数图象与性质的理解对数函数的图象恒在y 轴右侧,其单调性取决于底数.a >1时,函数单调递增;0<a <1时,函数单调递减.理解和掌握对数函数的图象和性质的关键是会画对数函数的图象,在掌握图象的基础上性质就容易理解了.我们要注意数形结合思想的应用.(2)指数函数与对数函数的性质比较解析式y =a x (a >0,且a ≠1)y =log a x (a >0,且a ≠1)性质定义域R (0,+∞)值域(0,+∞)R过定点(0,1)(1,0)单调性单调性一致,同为增函数或减函数奇偶性奇偶性一致,都既不是奇函数也不是偶函数(3)底数a 对对数函数的图象的影响①底数a 与1的大小关系决定了对数函数图象的“升降”:当a>1时,对数函数的图象“上升”;当0<a <1时,对数函数的图象“下降”.②底数的大小决定了图象相对位置的高低:不论是a >1还是0<a <1,在第一象限内,自左向右,图象对应的对数函数的底数逐渐变大.点技巧对数函数图象的记忆口诀两支喇叭花手中拿,(1,0)点处把花扎,若是底数小于1,左上穿点渐右下,若是底数大于1,左下穿点渐右上,绕点旋转底变化,顺时方向底变大,可用直线y =1来切,自左到右a 变大.【例2】如图所示的曲线是对数函数y =log a x 的图象.已知a,43,35,110中取值,则相应曲线C 1,C 2,C 3,C4的a 值依次为()A 43,35,110B 43,110,35C .43,,35,110D .43110,35解析:由底数对对数函数图象的影响这一性质可知,C 4的底数<C 3的底数<C 2的底数<C 1的底数.故相应于曲线C 1,C 2,C 3,C 4,43,35,110.答案:A点技巧根据图象判断对数函数的底数大小的方法(1)方法一:利用底数对对数函数图象影响的规律:在x 轴上方“底大图右”,在x 轴下方“底大图左”;(2)方法二:作直线y =1,它与各曲线的交点的横坐标就是各对数的底数,由此判断各底数的大小.3.反函数(1)对数函数的反函数指数函数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.(2)互为反函数的两个函数之间的关系①原函数的定义域、值域是其反函数的值域、定义域;②互为反函数的两个函数的图象关于直线y =x 对称.(3)求已知函数的反函数,一般步骤如下:①由y =f (x )解出x ,即用y 表示出x ;②把x 替换为y ,y 替换为x ;③根据y =f (x )的值域,写出其反函数的定义域.【例3-1】若函数y =f (x )是函数y =a x (a >0,且a ≠1)的反函数,且f (2)=1,则f (x )=()A .log 2xB .12xC .12log xD .2x-2解析:因为函数y =a x (a >0,且a ≠1)的反函数是f (x )=log a x ,又f (2)=1,即log a 2=1,所以a =2.故f (x )=log 2x .答案:A【例3-2】函数f (x )=3x (0<x ≤2)的反函数的定义域为()A .(0,+∞)B .(1,9]C .(0,1)D .[9,+∞)解析:∵0<x ≤2,∴1<3x ≤9,即函数f (x )的值域为(1,9].故函数f (x )的反函数的定义域为(1,9].答案:B【例3-3】若函数y =f (x )的反函数图象过点(1,5),则函数y =f (x )的图象必过点()A .(5,1)B .(1,5)C .(1,1)D .(5,5)解析:由于原函数与反函数的图象关于直线y =x 对称,而点(1,5)关于直线y =x 的对称点为(5,1),所以函数y =f (x )的图象必经过点(5,1).答案:A 4.利用待定系数法求对数函数的解析式及函数值对数函数的解析式y =log a x (a >0,且a ≠1)中仅含有一个常数a ,则只需要一个条件即可确定对数函数的解析式,这样的条件往往是已知f (m )=n 或图象过点(m ,n )等等.通常利用待定系数法求解,设出对数函数的解析式f (x )=log a x (a >0,且a ≠1),利用已知条件列方程求出常数a 的值.利用待定系数法求对数函数的解析式时,常常遇到解方程,比如log a m =n ,这时先把对数式log a m =n 化为指数式的形式a n =m ,把m 化为以n 为指数的指数幂形式m =k n (k >0,且k ≠1),则解得a =k >0.还可以直接写出1na m =,再利用指数幂的运算性质化简1nm .例如:解方程log a 4=-2,则a -2=4,由于2142-⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以12a =±.又a >0,所以12a =.当然,也可以直接写出124a -=,再利用指数幂的运算性质,得11212214(2)22a ---====.【例4-1】已知f (e x )=x ,则f (5)=()A .e 5B .5eC .ln 5D .log 5e解析:(方法一)令t =e x,则x =ln t ,所以f (t )=ln t ,即f (x )=ln x .所以f (5)=ln 5.(方法二)令e x =5,则x =ln 5,所以f (5)=ln 5.答案:C【例4-2】已知对数函数f (x )的图象经过点1,29⎛⎫⎪⎝⎭,试求f (3)的值.分析:设出函数f (x )的解析式,利用待定系数法即可求出.解:设f (x )=log a x (a >0,且a ≠1),∵对数函数f (x )的图象经过点1,29⎛⎫⎪⎝⎭,∴11log 299a f ⎛⎫== ⎪⎝⎭.∴a 2=19.∴a =11222111933⎡⎤⎛⎫⎛⎫==⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦.∴f (x )=13log x .∴f (3)=111331log 3log 3-⎛⎫= ⎪⎝⎭=-1.【例4-3】已知对数函数f (x )的反函数的图象过点(2,9),且f (b )=12,试求b 的值.解:设f (x )=log a x (a >0,且a ≠1),则它的反函数为y =a x (a >0,且a ≠1),由条件知a 2=9=32,从而a =3.于是f (x )=log 3x ,则f (b )=log 3b =12,解得b=123=5.对数型函数的定义域的求解(1)对数函数的定义域为(0,+∞).(2)在求对数型函数的定义域时,要考虑到真数大于0,底数大于0,且不等于1.若底数和真数中都含有变量,或式子中含有分式、根式等,在解答问题时需要保证各个方面都有意义.一般地,判断类似于y =log a f (x )的定义域时,应首先保证f (x )>0.(3)求函数的定义域应满足以下原则:①分式中分母不等于零;②偶次根式中被开方数大于或等于零;③指数为零的幂的底数不等于零;④对数的底数大于零且不等于1;⑤对数的真数大于零,如果在一个函数中数条并存,求交集.【例5】求下列函数的定义域.(1)y =5(2x -1)(5x -4);(3)y =.分析:利用对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的定义求解.解:(1)要使函数有意义,则1-x >0,解得x <1,所以函数y =log 5(1-x )的定义域是{x |x <1}.(2)要使函数有意义,则54>0,21>0,211,x x x -⎧⎪-⎨⎪-≠⎩解得x >45且x ≠1,所以函数y =log (2x -1)(5x -4)的定义域是4,15⎛⎫⎪⎝⎭(1,+∞).(3)要使函数有意义,则0.5430,log(43)0,x x ->⎧⎨-≥⎩解得34<x ≤1,所以函数y =的定义域是3<14x x ⎧⎫≤⎨⎬⎩⎭.6.对数型函数的值域的求解(1)充分利用函数的单调性和图象是求函数值域的常用方法.(2)对于形如y =log a f (x )(a >0,且a ≠1)的复合函数,其值域的求解步骤如下:①分解成y =log a u ,u =f (x )这两个函数;②求f (x )的定义域;③求u 的取值范围;④利用y =log a u 的单调性求解.(3)对于函数y =f (log a x )(a >0,且a ≠1),可利用换元法,设log a x =t ,则函数f (t )(t ∈R )的值域就是函数f (log a x )(a >0,且a ≠1)的值域.注意:(1)若对数函数的底数是含字母的代数式(或单独一个字母),要考查其单调性,就必须对底数进行分类讨论.(2)求对数函数的值域时,一定要注意定义域对它的影响.当对数函数中含有参数时,有时需讨论参数的取值范围.【例6-1】求下列函数的值域:(1)y =log 2(x 2+4);(2)y =212log (32)x x +-.解:(1)∵x 2+4≥4,∴log 2(x 2+4)≥log 24=2.∴函数y =log 2(x 2+4)的值域为[2,+∞).(2)设u =3+2x -x 2,则u =-(x -1)2+4≤4.∵u >0,∴0<u ≤4.又y =12log u 在(0,+∞)上为减函数,∴12log u ≥-2.∴函数y =212log (32)x x +-的值域为[-2,+∞).【例6-2】已知f (x )=2+log 3x ,x ∈[1,3],求y =[f (x )]2+f (x 2)的最大值及相应的x 的值.分析:先确定y =[f (x )]2+f (x 2)的定义域,然后转化成关于log 3x 的一个一元二次函数,利用一元二次函数求最值.解:∵f (x )=2+log 3x ,x ∈[1,3],∴y =[f (x )]2+f (x 2)=(log 3x )2+6log 3x +6且定义域为[1,3].令t =log 3x (x ∈[1,3]).∵t =log 3x 在区间[1,3]上是增函数,∴0≤t ≤1.从而要求y =[f (x )]2+f (x 2)在区间[1,3]上的最大值,只需求y =t 2+6t +6在区间[0,1]上的最大值即可.∵y =t 2+6t +6在[-3,+∞)上是增函数,∴当t =1,即x =3时,y max =1+6+6=13.综上可知,当x =3时,y =[f (x )]2+f (x 2)的最大值为13.7.对数函数的图象变换及定点问题(1)与对数函数有关的函数图象过定点问题对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)过定点(1,0),即对任意的a >0,且a ≠1都有log a 1=0.这是解决与对数函数有关的函数图象问题的关键.对于函数y =b +k log a f (x )(k ,b 均为常数,且k ≠0),令f (x )=1,解方程得x =m ,则该函数恒过定点(m ,b ).方程f (x )=0的解的个数等于该函数图象恒过定点的个数.(2)对数函数的图象变换的问题①函数y =log a x (a >0,且a ≠1)――----------------→向左(b >0)或向右(b <0)平移|b |个单位长度函数y =log a (x +b )(a >0,且a ≠1)②函数y =log a x (a >0,且a ≠1)――---------------→向上(b >0)或向下(b <0)平移|b |个单位长度函数y =log a x +b (a >0,且a ≠1)③函数y =log a x (a >0,且a ≠1)―----------------―→当x >0时,两函数图象相同当x <0时,将x >0时的图象关于y 轴对称函数y =log a |x |(a >0,且a ≠1)④函数y =log a x (a >0,且a ≠1)――----------------------------------------→保留x 轴上方的图象同时将x 轴下方的图象作关于x 轴的对称变换函数y =|log a x |(a >0,且a ≠1)【例7-1】若函数y =log a (x +b )+c (a >0,且a ≠1)的图象恒过定点(3,2),则实数b ,c 的值分别为__________.解析:∵函数的图象恒过定点(3,2),∴将(3,2)代入y =log a (x +b )+c (a >0,且a ≠1),得2=log a (3+b )+c .又∵当a >0,且a ≠1时,log a 1=0恒成立,∴c =2.∴log a (3+b )=0.∴b =-2.答案:-2,2【例7-2】作出函数y =|log 2(x +1)|+2的图象.解:(第一步)作函数y =log 2x 的图象,如图①;(第二步)将函数y =log 2x 的图象沿x 轴向左平移1个单位长度,得函数y =log 2(x +1)的图象,如图②;(第三步)将函数y =log 2(x +1)在x 轴下方的图象作关于x 轴的对称变换,得函数y =|log 2(x +1)|的图象,如图③;(第四步)将函数y =|log 2(x +1)|的图象,沿y 轴方向向上平移2个单位长度,便得到所求函数的图象,如图④.8.利用对数函数的单调性比较大小两个对数式的大小比较有以下几种情况:(1)底数相同,真数不同.比较同底数(是具体的数值)的对数大小,构造对数函数,利用对数函数的单调性比较大小.要注意:明确所给的两个值是哪个对数函数的两个函数值;明确对数函数的底数与1的大小关系;最后根据对数函数的单调性判断大小.(2)底数不同,真数相同.若对数式的底数不同而真数相同时,可以利用顺时针方向底数增大画出函数的图象,再进行比较,也可以先用换底公式化为同底后,再进行比较.(3)底数不同,真数也不同.对数式的底数不同且指数也不同时,常借助中间量0,1进行比较.(4)对于多个对数式的大小比较,应先根据每个数的结构特征,以及它们与“0”和“1”的大小情况,进行分组,再比较各组内的数值的大小即可.注意:对于含有参数的两个对数值的大小比较,要注意对底数是否大于1进行分类讨论.【例8-1】比较下列各组中两个值的大小.(1)log31.9,log32;(2)log23,log0.32;(3)log aπ,log a3.141.分析:(1)构造函数y=log3x,利用其单调性比较;(2)分别比较与0的大小;(3)分类讨论底数的取值范围.解:(1)因为函数y=log3x在(0,+∞)上是增函数,所以f(1.9)<f(2).所以log31.9<log32.(2)因为log23>log21=0,log0.32<log0.31=0,所以log23>log0.32.(3)当a>1时,函数y=log a x在定义域上是增函数,则有log aπ>log a3.141;当0<a<1时,函数y=log a x在定义域上是减函数,则有log aπ<log a3.141.综上所得,当a>1时,log aπ>log a3.141;当0<a<1时,log aπ<log a3.141.【例8-2】若a2>b>a>1,试比较log a ab,log bba,log b a,log a b的大小.分析:利用对数函数的单调性或图象进行判断.解:∵b>a>1,∴0<ab<1.∴log a ab<0,log a b>log a a=1,log b1<log b a<log b b,即0<log b a<1.由于1<b a <b ,∴0<log b b a <1.由log b a -log b ba=2log b a b ,∵a 2>b >1,∴2ab>1.∴2log b a b >0,即log b a >log b b a.∴log a b >log b a >log b b a >log a ab.9.利用对数函数的单调性解对数不等式(1)根据对数函数的单调性,当a >0,且a ≠1时,有①log a f (x )=log a g (x )⇔f (x )=g (x )(f (x )>0,g (x )>0);②当a >1时,log a f (x )>log a g (x )⇔f (x )>g (x )(f (x )>0,g (x )>0);③当0<a <1时,log a f (x )>log a g (x )⇔f (x )<g (x )(f (x )>0,g (x )>0).(2)常见的对数不等式有三种类型:①形如log a f (x )>log a g (x )的不等式,借助函数y =log a x 的单调性求解,如果a 的取值不确定,需分a >1与0<a <1两种情况讨论.②形如log a f (x )>b 的不等式,应将b 化为以a 为对数的对数式的形式,再借助函数y =log a x 的单调性求解.③形如log a f (x )>log b g (x )的不等式,基本方法是将不等式两边化为同底的两个对数值,利用对数函数的单调性来脱去对数符号,同时应保证真数大于零,取交集作为不等式的解集.④形如f (log a x )>0的不等式,可用换元法(令t =log a x ),先解f (t )>0,得到t 的取值范围.然后再解x 的范围.【例9-1】解下列不等式:(1)1177log log (4)x x >-;(2)log x (2x +1)>log x (3-x ).解:(1)由已知,得>0,4>0,<4,x x x x ⎧⎪-⎨⎪-⎩解得0<x <2.所以原不等式的解集是{x |0<x <2}.(2)当x >1时,有21>3,21>0,3>0,x x x x +-⎧⎪+⎨⎪-⎩解得1<x <3;当0<x <1时,有21<3,21>0,3>0,x x x x +-⎧⎪+⎨⎪-⎩解得0<x <23.所以原不等式的解集是20<<1<<33x x x ⎧⎫⎨⎬⎩⎭或.【例9-2】若22log 3a ⎛⎫ ⎪⎝⎭<1,求a 的取值范围.解:∵22log 3a ⎛⎫ ⎪⎝⎭<1,∴-1<2log 3a <1,即12log log log 3a a a a a <<.(1)∵当a >1时,y =log a x 为增函数,∴123a a <<.∴a >32,结合a >1,可知a >32.(2)∵当0<a <1时,y =log a x 为减函数,∴12>>3a a .∴a <23,结合0<a <1,知0<a <23.∴a 的取值范围是230<<>32a a a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,或.10.对数型函数单调性的讨论(1)解决与对数函数有关的函数的单调性问题的关键:一是看底数是否大于1,当底数未明确给出时,则应对底数a 是否大于1进行讨论;二是运用复合法来判断其单调性;三是注意其定义域.(2)关于形如y =log a f (x )一类函数的单调性,有以下结论:函数y =log a f (x )的单调性与函数u =f (x )(f (x )>0)的单调性,当a >1时相同,当0<a <1时相反.例如:求函数y =log 2(3-2x )的单调区间.分析:首先确定函数的定义域,函数y =log 2(3-2x )是由对数函数y =log 2u 和一次函数u =3-2x 复合而成,求其单调区间或值域时,应从函数u =3-2x 的单调性、值域入手,并结合函数y =log 2u 的单调性考虑.解:由3-2x >0,解得函数y =log 2(3-2x )∞设u =3-2x ,x ∞∵u =3-2x ∞y =log 2u 在(0,+∞)上单调递增,∴函数y =log 2(3-2x )∞∴函数y =log 2(3-2x )∞【例10-1】求函数y =log a (a -a x )解:(1)若a >1,则函数y =log a t 递增,且函数t =a -a x 递减.又∵a -a x >0,即a x <a ,∴x <1.∴函数y =log a (a -a x )在(-∞,1)上递减.(2)若0<a <1,则函数y =log a t 递减,且函数t =a -a x 递增.又∵a -a x >0,即a x <a ,∴x >1.∴函数y =log a (a -a x )在(1,+∞)上递减.综上所述,函数y =log a (a -a x )在其定义域上递减.析规律判断函数y =log a f (x )的单调性的方法函数y =log a f (x )可看成是y =log a u 与u =f (x )两个简单函数复合而成的,由复合函数单调性“同增异减”的规律即可判断.需特别注意的是,在求复合函数的单调性时,首先要考虑函数的定义域,即“定义域优先”.【例10-2】已知f (x )=12log (x 2-ax -a )在1,2⎛⎫-∞-⎪⎝⎭上是增函数,求a 的取值范围.解:1,2⎛⎫-∞-⎪⎝⎭是函数f (x )的递增区间,说明1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭是函数u =x 2-ax -a 的递减区间,由于是对数函数,还需保证真数大于0.令u (x )=x 2-ax -a ,∵f (x )=12log ()u x 在1,2⎛⎫-∞-⎪⎝⎭上是增函数,∴u (x )在1,2⎛⎫-∞-⎪⎝⎭上是减函数,且u (x )>0在1,2⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭上恒成立.∴1,2210,2a u ⎧≥-⎪⎪⎨⎛⎫⎪-≥ ⎪⎪⎝⎭⎩即1,10.42a aa ≥-⎧⎪⎨+-≥⎪⎩∴-1≤a ≤12.∴满足条件的a 的取值范围是112a a ⎧⎫-≤≤⎨⎬⎩⎭.11.对数型函数的奇偶性问题判断与对数函数有关的函数奇偶性的步骤是:(1)求函数的定义域,当定义域关于原点不对称时,则此函数既不是奇函数也不是偶函数,当定义域关于原点对称时,判断f (-x )与f (x )或-f (x )是否相等;(2)当f (-x )=f (x )时,此函数是偶函数;当f (-x )=-f (x )时,此函数是奇函数;(3)当f (-x )=f (x )且f (-x )=-f (x )时,此函数既是奇函数又是偶函数;(4)当f (-x )≠f (x )且f (-x )例如,判断函数f (x )=log )a x (x ∈R ,a >0,且a ≠1)的奇偶性.解:∵f (-x )+f (x )==log )a x -+log )a x )=log a (x 2+1-x 2)=log a 1=0,∴f (-x )=-f (x ).∴f (x )为奇函数.【例11】已知函数f (x )=1log 1axx+-(a >0,且a ≠1).(1)求函数f (x )的定义域;(2)判断函数f (x )的奇偶性;(3)求使f (x )>0的x 的取值范围.分析:对于第(2)问,依据函数奇偶性的定义证明即可.对于第(3)问,利用函数的单调性去掉对数符号,解出不等式.解:(1)由11xx+->0,得-1<x <1,故函数f (x )的定义域为(-1,1).(2)∵f (-x )=1log 1ax x -+=1log 1a xx+--=-f (x ),又由(1)知函数f (x )的定义域关于原点对称,∴函数f (x )是奇函数.(3)当a >1时,由1log 1a x x +->0=log a 1,得11xx+->1,解得0<x <1;当0<a <1时,由1log 1ax x +->0=log a 1,得0<11xx+-<1,解得-1<x <0.故当a >1时,x 的取值范围是{x |0<x <1};当0<a <1时,x 的取值范围是{x |-1<x <0}.12.对数型函数模型的实际应用地震震级的变化规律、溶液pH 的变化规律、航天问题等,可以用对数函数模型来研究.此类题目,通常给出函数解析式模型,但是解析式中含有其他字母参数.其解决步骤是:(1)审题:弄清题意,分清条件和结论,抓住关键的词和量,理顺数量关系;(2)建模:将文字语言转化成数学语言,利用数学知识,求出函数解析式模型中参数的值;(3)求模:求解函数模型,得到数学结论;(4)还原:将用数学方法得到的结论还原为实际问题的结论.由此看,直接给定参数待定的函数模型时,利用待定系数法的思想,代入已知的数据得到相关的方程而求得待定系数.一般求出函数模型后,还利用模型来研究一些其他问题.代入法、方程思想、对数运算性质,是解答此类问题的方法精髓.【例12】我国用长征二号F 型运载火箭成功发射了“神舟”七号载人飞船,实现了中国历史上第一次的太空漫步,令中国成为世界上第三个有能力把人送上太空并进行太空漫步的国家(其中,翟志刚完全出舱,刘伯明的头部和手部部分出舱).在不考虑空气阻力的条件下,假设火箭的最大速度y (单位:km/s)关于燃料重量x (单位:吨)的函数关系式为y =k ln(m +x )-k )+4ln 2(k ≠0),其中m 是箭体、搭载的飞行器、航天员的重量和.当燃料重量为-1)m 吨时,火箭的最大速度是4km/s .(1)求y =f (x );(2)已知长征二号F 型运载火箭的起飞重量是479.8吨(箭体、搭载的飞行器、航天员、燃料),火箭的最大速度为8km/s ,求装载的燃料重量(e =2.7,精确到0.1).解:(1)由题意得当x =(-1)m 时,y =4,则4=k ln[m +-1)m ]-k ln()+4ln 2,解得k =8.所以y =8ln(m +x )-)+4ln 2,即y =8ln m xm+.(2)由于m +x =479.8,则m =479.8-x ,令479.888ln479.8x=-,解得x ≈302.1.故火箭装载的燃料重量约为302.1吨.。
对数函数的定义与性质

对数函数的定义与性质1. 定义对数函数是指可以将正实数映射到实数集上的函数。
常用的对数函数有自然对数函数和常用对数函数。
自然对数函数以数学常数e为底的对数函数,通常以ln(x)表示,其中x为正实数。
常用对数函数以10为底的对数函数,通常以log(x)表示,其中x为正实数。
2. 性质2.1 对数函数的定义域和值域自然对数函数ln(x)的定义域是正实数集(0, +∞),值域是实数集(-∞, +∞)。
常用对数函数log(x)的定义域是正实数集(0, +∞),值域是实数集(-∞, +∞)。
2.2 对数函数的性质(1)对数函数的图像:自然对数函数ln(x)和常用对数函数log(x)的图像都是单调递增的曲线。
(2)基本性质:对数函数具有以下基本性质:•ln(1) = 0,即自然对数函数ln(x)在x=1处的函数值为0。
•ln(e) = 1,即自然对数函数ln(x)在x=e处的函数值为1。
•log(1) = 0,即常用对数函数log(x)在x=1处的函数值为0。
•log(10) = 1,即常用对数函数log(x)在x=10处的函数值为1。
(3)对数函数的性质:对数函数具有以下性质:•ln(x y) = ln(x) + ln(y),即自然对数函数ln(x y)等于自然对数函数ln(x)和ln(y)的和。
•ln(x/y) = ln(x) - ln(y),即自然对数函数ln(x/y)等于自然对数函数ln(x)和ln(y)的差。
•ln(x^n) = n * ln(x),即自然对数函数ln(x^n)等于n乘以自然对数函数ln(x)。
•log(x y) = log(x) + log(y),即常用对数函数log(x y)等于常用对数函数log(x)和log(y)的和。
•log(x/y) = log(x) - log(y),即常用对数函数log(x/y)等于常用对数函数log(x)和log(y)的差。
•log(x^n) = n * log(x),即常用对数函数log(x^n)等于n乘以常用对数函数log(x)。
对数函数知识点总结

对数函数知识点总结对数函数是指可以用对数形式表示的函数,它的定义域为正实数集合,值域为实数集合。
对数函数具有一些特殊的性质和运算规则,在数学中得到广泛应用。
本文将对对数函数的定义、性质、运算规则以及常见的应用进行总结。
一、对数函数的定义与性质:1. 对数的定义:对于任意的正实数a和b (a ≠ 1),对数函数 y = loga(b) 表示满足 a^y = b 的唯一实数y。
2.对数函数的定义域为正实数集合,值域为实数集合。
3. 常见的对数函数是以自然常数e为底的自然对数函数 y = ln(x)和以常数10为底的常用对数函数 y = log10(x)。
4. 对数函数与指数函数是互逆变换关系,即 loga(a^x) =a^(loga(x)) = x。
5. 对数函数的图像特点:以对数函数 y = loga(x) 为例,当 a > 1 时,函数图像过点(1,0),在区间(0,+∞)上是单调递增的,当x趋于0时,y趋于负无穷;当 a < 1 时,函数图像过点(1,0),在区间(0,+∞)上是单调递减的,当x趋于0时,y趋于正无穷。
6. 对数函数具有对称性,即 loga(a/x) = -loga(x)。
二、对数函数的运算规则:1. 对数的乘法规则:loga(mn) = loga(m) + loga(n)。
2. 对数的除法规则:loga(m/n) = loga(m) - loga(n)。
3. 对数的幂次规则:loga(m^p) = p * loga(m)。
4. 对数的换底公式:loga(b) = logc(b) / logc(a),其中c为任意的正实数(c ≠ 1)。
5. 对数函数的反函数:对于对数函数 y = loga(x),其反函数为指数函数 x = a^y。
三、对数函数的应用:1.解指数方程和指数不等式:对于形如a^x=b或a^x<b的方程或不等式,可以通过取对数将其转化为对数方程或对数不等式进行求解。
对数函数及其性质知识点总结讲义

对数函数及其性质知识点总结讲义一、对数基本概念1.对数的定义:对数是数学中的一种运算,用一个数的指数表示另一个数。
2. 对数的表示方法:如果a^x = b,则记作x = loga(b)。
3.对数函数:对数函数是指以对数的形式来表示函数的函数。
二、对数函数的性质1.定义域和值域:-对数函数的定义域为正实数集,即x>0。
-对数函数的值域为实数集,即y∈R。
2.对称性:- 设a > 1,则loga(x) = y当且仅当a^y = x。
- 设0 < a < 1,则loga(x) = y当且仅当a^y = x。
3.基本性质:- loga(1) = 0,其中a ≠ 0。
- loga(a) = 1,其中a ≠ 1- loga(x · y) = loga(x) + loga(y),其中x > 0,y > 0。
- loga(x / y) = loga(x) - loga(y),其中x > 0,y > 0。
- loga(x^p) = p · loga(x),其中x > 0,p ∈ R。
- loga(b) = logc(b) / logc(a),其中a,b > 0,且a ≠ 1,c ≠14.基本图像:- 对数函数y = loga(x)的图像为一条曲线,也称为对数曲线。
-当0<a<1时,对数曲线在第一象限上严格递减。
-当a>1时,对数曲线在第一象限上严格递增。
5.特殊对数函数:- 以2为底的对数函数y = log2(x)常用于衡量信息的位数及计算机科学中。
- 自然对数函数y = ln(x)常用于微积分和其它分支的数学中。
三、对数函数的应用1.指数增长与对数函数:对数函数的性质使得它在描述指数增长的问题中非常有用。
-对数函数可以用来模拟人口增长、投资收益、疾病传播等指数增长的过程。
2.对数函数在数据处理中的应用:-对数函数可以用来处理大量数据、极大值、极小值等情形。
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对数函数及其性质【学习目标】1.理解对数函数的概念,体会对数函数是一类很重要的函数模型;2.探索对数函数的单调性与特殊点,掌握对数函数的性质,会进行同底对数和不同底对数大小的比较;3.了解反函数的概念,知道指数函数x ya?与对数函数log a yx?互为反函数??0,1aa??.【要点梳理】要点一、对数函数的概念1.函数y=log a x(a>0,a≠1)叫做对数函数.其中x是自变量,函数的定义域是??0,??,值域为R.2.判断一个函数是对数函数是形如log(0,1)a yxaa???且的形式,即必须满足以下条件:(1)系数为1;(2)底数为大于0且不等于1的常数;(3)对数的真数仅有自变量x.要点诠释:(1)只有形如y=log a x(a>0,a≠1)的函数才叫做对数函数,像log(1),2log,log3aaa yxyxyx?????等函数,它们是由对数函数变化得到的,都不是对数函数。
(2)求对数函数的定义域时应注意:①对数函数的真数要求大于零,底数大于零且不等于1;②对含有字母的式子要注意分类讨论。
要点二、对数函数的图象与性11图象性质定义域:(0,+值域:R过定点(1,0),即x=1时,y=0 在(0,+∞)上增函数在(0,+∞)上是减当0<x<1时,y<0,当x≥1时,y≥0 当0<x<1时,y>0,当x≥1时,y≤0要点诠释:关于对数式log a N的符问题,既受a的制约又受N的制约,两种因素交织在一起,应用时经常出错.下面介绍一种简单记忆方法,供同学们学习时参考.以1为分界点,当a,N同侧时,log a N>0;当a,N异侧时,log a N<0.要点三、底数对对数函数图象的影响1.底数制约着图象的升降.如图要点诠释:由于底数的取值范围制约着对数函数图象的升降(即函数的单调性),因此在解与对数函数单调性有关的问题时,必须考虑底数是大于1还是小于1,不要忽略.2.底数变化与图象变化的规律在同一坐标系内,当a>1时,随a的增大,对数函数的图像愈靠近x轴;当0<a<1时,对数函数的图象随a的增大而远离x轴.(见下图)要点四、反函数1.反函数的定义设,AB分别为函数()yfx?的定义域和值域,如果由函数()yfx?所解得的()xy??也是一个函数(即对任意的一个yB?,都有唯一的xA?与之对应),那么就称函数()xy??是函数()yfx?的反函数,记作1()xfy??,在1()xfy??中,y是自变量,x是y的函数,习惯上改写成1()yfx??(,xByA??)的形式.函数1()xfy??(,yBxA??)与函数1()yfx??(,xByA??)为同一函数,因为自变量的取值范围即定义域都是B,对应法则都为1f?.由定义可以看出,函数()yfx?的定义域A正好是它的反函数1()yfx??的值域;函数()yfx?的值域B正好是它的反函数1()yfx??的定义域.要点诠释:并不是每个函数都有反函数,有些函数没有反函数,如2yx?.一般说来,单调函数有反函数.2.反函数的性质(1)互为反函数的两个函数的图象关于直线yx?对称.(2)若函数()yfx?图象上有一点??,ab,则??,ba必在其反函数图象上,反之,若??,ba在反函数图象上,则??,ab必在原函数图象上.【典型例题】类型一、对数函数的概念例1.下列函数中,哪些是对数函数?(1)log(0,1)a yxaa???;(2)2log2;yx??(3)28log(1)yx??;(4)log6(0,1)x yxx???;(5)6logyx?.【答案】(5)【解析】(1)中真数不是自变量x,不是对数函数.(2)中对数式后加2,所以不是对数函数.(3)中真数为1x?,不是x,系数不为1,故不是对数函数.(4)中底数是自变量x,二非常数,所以不是对数函数.(5)中底数是6,真数为x,符合对数函数的定义,故是对数函数.【总结升华】已知所给函数中有些形似对数函数,解答本题需根据对数函数的定义寻找满足的条件.类型二、对数函数的定义域求含有对数函数的复合函数的定义域、值域,其方法与一般函数的定义域、值域的求法类似,但要注意对数函数本身的性质(如定义域、值域及单调性)在解题中的重要作用. 例2. 求下列函数的定义域:(1)2log a yx?; (2)log(4-)(01)a yxaa???且.【答案】(1){|0}xx?;(2){|4}xx?.【解析】由对数函数的定义知:20x?,40x??,解出不等式就可求出定义域.(1)因为20x?,即0x?,所以函数2log{|0}a yxxx??的定义域为;(2)因为40x??,即4x?,所以函数log(4-){|4}a yxxx??的定义域为.【总结升华】与对数函数有关的复合函数的定义域:求定义域时,要考虑到真数大于0,底数大于0,且不等于1.若底数和真数中都含有变量,或式子中含有分式、根式等,在解答问题时需要保证各个方面都有意义.一般地,判断类似于log()a yfx?的定义域时,应首先保证()0fx?.举一反三:【变式1】求函数33121log(1)1xyx????的定义域. 【答案】(1,23)?(23,2] 【解析】因为121210log(1)0log(1)1xxx???????????????,所以101132xxx????????????,所以函数的定义域为(1,23)?(23,2].类型三、对数函数的单调性及其应用利用函数的单调性可以:①比较大小;②解不等式;③判断单调性;④求单调区间;⑤求值域和最值.要求同学们:一是牢固掌握对数函数的单调性;二是理解和掌握复合函数的单调性规律;三是树立定义域优先的观念.例3. 比较下列各组数中的两个值大小:(1)33log3.6,log8.9;(2)0.20.2log1.9,log3.5;(3)2log5与7log5;(4) 3log5与6log4.(5)log4.2,log4.8aa(01aa??且).【思路点拨】利用函数的单调性比较函数值大小。
【答案】(1)< ;(2) <;(3) >;(4) >;(5) 略.【解析】由数形结合的方法或利用函数的单调性来完成.(1)解法1:画出对数函数3logyx?的图象,横坐标为3.6的点在横坐标为8.9的点的下方,所以,33log3.6log8.9?;解法2:由函数3logyx?在R+上是单调增函数,且3.6<8.9,所以33log3.6log8.9?;(2)与第(1)小题类似,0.2logyx?在R+上是单调减函数,且1.9<3.5,所以0.20.2log1.9log3.5?;(3)函数2logyx?和7logyx?的图象如图所示.当1x?时,2logyx?的图象在7logyx?的图象上方,这里5x?,27log5log5??.(4)3366log5log31log6log4,????36log5log4??(5) 注:底数是常数,但要分类讨论a的范围,再由函数单调性判断大小.解法1:当1a?时,log a yx?在(0,+∞)上是增函数,且4.2<4.8,所以,log4.2log4.8aa?当01a??时,y=log a x在(0,+∞)上是减函数,且4.2<4.8,所以,log4.2log4.8aa?解法2:转化为指数函数,再由指数函数的单调性判断大小,令1log4.2a b?,则1b a=4.2,令2log4.8a b?,则24.8b a?,当1a?时,x ya?在R上是增函数,且4.2<4.8,所以,b1<b2,即log4.2log4.8aa?当时01a??,x ya?在R上是减函数,且4.2<4.8 所以,b1>b2,即aa log4.2>log4.8.【总结升华】比较两个对数值的大小的基本方法是:(1)比较同底的两个对数值的大小,常利用对数函数的单调性.(2)比较同真数的两个对数值的大小,常有两种方法:①先利用对数换底公式化为同底的对数,再利用对数函数的单调性和倒数关系比较大小;②利用对数函数图象的互相位置关系比较大小.(3)若底数与真数都不同,则通过一个恰当的中间量来比较大小.【高清课堂:对数函数369070 例1】例4.利用对数函数的性质比较0.23、3log2、5log4的大小.【答案】0.235log4??3log2【解析】0.231?,3log21?,5log41?,?只需比较3log2与5log4的大小即可3222952222log2log5log5log5log51log4log3log42log3log9??????3log2?5log4?0.235log4??3log2【总结升华】本题也可以使用一个常用的结论:类似于12342345???的一个结论,2345log1log2log3log4???,得出三个数的大小.举一反三:【变式1】设13log2a?,12log3b?,0.31()3c?,则()A. a<b<c B. a<c<b C. b<c<a D. b<a<c【思路点拨】直接判断对数值的范围,利用对数函数的单调性比较即可.【答案】D【解析】∵13log20a??,12log30b??,111322log2log2log3,??0.31()03c??.∴b<a<c.故选:D.【总结升华】本题考查对数函数的单调性,对数值的大小比较,用单调性比较大小是函数单调性的一个重要应用.例5.已知函数22()log(3)fxxaxa???在区间[2,+∞)上递增,则实数a的取值范围是()A.(-∞,4) B.(-4,4] C.(-∞,-4)∪[2,+∞) D. [-4,2)【思路点拨】由题意知函数22()log(3)fxxaxa???是由2logyt?和2()3txxaxa???复合而来,由复合函数单调性结论,只要t(x)在区间[2,+∞)上单调递增且f(x)>0即可.【答案】B【解析】令2()3txxaxa???,由题意知:t(x)在区间[2,+∞)上单调递增且t(x)>022(2)4230ataa??????????又a∈R+解得:-4<a≤4则实数a的取值范围是(-4,4] 故选B.【总结升华】本题主要考查复合函数的单调性和一元二次方程根的分布,换元法是解决本类问题的根本.举一反三:【变式1】求函数??22log4yx??的值域和单调区间.【答案】??2,??;减区间为??,0??,增区间为??0,??.【解析】设24tx??,则244tx???,∵ y=2logt为增函数,2222loglog(4)log42tx???????22log4yx???的值域为??2,??.再由:22log(4)yx??的定义域为R??0,??上是递增而在??,0??上递减,而2logyt?为增函数24tx???在∴函数y=22log(4)x?的减区间为??,0??,增区间为??0,??.类型四、函数的奇偶性例6. 判断下列函数的奇偶性. (1)2-()ln;2xfxx??(2)2()lg(1-)fxxx??. 【思路点拨】判断函数奇偶性的步骤是:(1)先求函数的定义域,如果定义域关于原点对称,则进行(2),如果定义域不关于原点对称,则函数为非奇非偶函数。