2023年高考数学一轮复习讲义——对数与对数函数

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§2.7 对数与对数函数

考试要求 1.理解对数的概念及运算性质,能用换底公式将一般对数转化成自然对数或常用对数.2.通过实例,了解对数函数的概念,会画对数函数的图象,理解对数函数的单调性与特殊点.3.了解指数函数y =a x 与对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)互为反函数.

知识梳理 1.对数的概念

一般地,如果a x =N (a >0,且a ≠1),那么数x 叫做以a 为底N 的对数,记作x =log a N ,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数. 以10为底的对数叫做常用对数,记作lg N . 以e 为底的对数叫做自然对数,记作ln N . 2.对数的性质与运算性质

(1)对数的性质:log a 1=0,log a a =1,log a N

a =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 M

N =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 b

log 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 >1

0

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

当x >1时,y <0; 当0

y <0

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 b a =n m log a b .

2.如图给出4个对数函数的图象

则b >a >1>d >c >0,即在第一象限,不同的对数函数图象从左到右底数逐渐增大. 3.对数函数y =log a x (a >0且a ≠1)的图象恒过点(1,0),(a,1),⎝⎛⎭⎫1a ,-1. 思考辨析

判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若MN >0,则log a (MN )=log a M +log a N .( × )

(2)对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)在(0,+∞)上是增函数.( × ) (3)函数y =log a 1+x

1-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 =1

2

1

log x

的图象重合.( √ ) 教材改编题

1.函数y =log a (x -2)+2(a >0且a ≠1)的图象恒过定点 . 答案 (3,2) 解析 ∵log a 1=0, 令x -2=1,∴x =3, ∴y =log a 1+2=2,

∴原函数的图象恒过定点(3,2). 2.计算:(log 29)·(log 34)= .

答案 4

解析 (log 29)·(log 34)=lg 9lg 2×lg 4lg 3=2lg 3lg 2×2lg 2

lg 3

=4.

3.若函数y =log a x (a >0,a ≠1)在[2,4]上的最大值与最小值的差是1,则a = . 答案 12

或2

解析 当a >1时,log a 4-log a 2=log a 2=1, ∴a =2;

当0

2

或2.

题型一 对数式的运算

例1 (1)设2a =5b =m ,且1a +1

b =2,则m 等于( )

A.10 B .10 C .20 D .100 答案 A

解析 2a =5b =m , ∴log 2m =a ,log 5m =b ,

∴1a +1b =1log 2m +1log 5m =log m 2+log m 5 =log m 10=2, ∴m 2=10,

∴m =10(舍m =-10). (2)计算:log 535+1

2

2log 2log 51

50-log 514= .

答案 2

解析 原式=log 535-log 51

50-log 514+2

1

2

log 2

=log 5

35

1

50×14

+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 66

3

·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 =5

2,a b =b a ,则a +b = .

答案 6

解析 设log b a =t ,则t >1,因为t +1t =5

2,

所以t =2,则a =b 2.又a b =b a , 所以

b 2b =

2

b b ,即2b =b 2,

又a >b >1,解得b =2,a =4. 所以a +b =6.

(2)计算:lg 25+lg 50+lg 2·lg 500+(lg 2)2= . 答案 4

解析 原式=2lg 5+lg(5×10)+lg 2·lg(5×102)+(lg 2)2 =2lg 5+lg 5+1+lg 2·(lg 5+2)+(lg 2)2 =3lg 5+1+lg 2·lg 5+2lg 2+(lg 2)2

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