高中数学专题讲解之函数与基本初等函数(5)

2019-05-18 19:03

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bN=a,a=N,logaN=b(其中N>0,a>0,a≠1)是同一数量关系的三种不同表示形式,因此在许多问题中需要熟

b

练进行它们之间的相互转化,选择最好的形式进行运算.在运算中,根式常常化为指数式比较方便,而对数式一般应化为同底.

2.处理指数函数的有关问题,要紧密联系函数图象,运用数形结合的思想进行求解.

3.含有参数的指数函数的讨论问题是重点题型,解决这类问题最基本的分类方案是以“底”大于1或小于1分类. 4.含有指数的较复杂的函数问题大多数都以综合形式出现,与其它函数(特别是二次函数)形成的 函数问题,与方程、不等式、数列等内容形成的各类综合问题等等,因此要注意知识的相互渗透或综合.

第6课时 对数函数

基础过关 1.对数: (1) 定义:如果ab数.

① 以10为底的对数称为常用对数,log10② 以无理数e(e?2.71828(2) 基本性质:

01① 真数N为 (负数和零无对数);② loga1? ;③ logaa? ;

[来源:Zxxk.Com]

?N(a?0,且a?1),那么称 为 ,记作 ,其中a称为对数的底,N称为真

N记作___________.

?)为底的对数称为自然对数,logeN记作_________.

④ 对数恒等式:alogaN? . N(3) 运算性质:

① loga(MN)=___________________________; ② logaMN=____________________________;

③ logaMn= (n∈R).

④ 换底公式:logaN= (a>0,a≠1,m>0,m≠1,N>0)

nnlog?bmba⑤ a .m

2.对数函数:

① 定义:函数 称为对数函数,1) 函数的定义域为( ;2) 函数的值域为 ;3) 当______时,函数为减函数,当______时为增函数;

y?a(a?0,且a?1)互为反函数. 4) 函数y?logax与函数

x② 1) 图象经过点( ),图象在 ;2) 对数函数以 为渐近线(当0?a?1时,图象向上无限接近y轴;当a?1时,图象向下无限接近y轴);

4) 函数y=logax与 的图象关于x轴对称.

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 ③ 函数值的变化特征:

0?a?1 a?1 ① x?1时 ② x?1时 ③ 0?典型例题 x?1时① x?1时 ② x?1时 x?1时 ③ 0?

例1 计算:(1)log(2)2(lg(3)lg

212?3(2?3)

(lg2)?lg2?1223249)2+lg-lg

3422lg5++lg

245;?

8.??

解:(1)方法一 利用对数定义求值? 设log2?3(2?3)=x,?则(2+

3)=2-

x

3=

12?3=(2+

3),∴x=-1.?

-1

方法二 利用对数的运算性质求解?

log2?3(2?3)=log22?3

12?3=log22?3(2+

(lg3)=-1.?

2)?2lg2-1

(2)原式=lg=lg

2(2lg+lg5)+

2?1=lg

2(lg2+lg5)+|lg

2-1|?

+(1-lg

122)=1.?

4312(3)原式=(lg32-lg49)-lg8+lg245?

21= (5lg2-2lg7)-3

2351432lg2+ (2lg7+lg5)?

2111=lg2-lg7-2lg2+lg7+lg5=lg2+lg5?

22221=lg(235)= lg10=.??

222111变式训练1:化简求值.? (1)log2

748+log212-log242-1;?

21(2)(lg2)2+lg22lg50+lg25;? (3)(log32+log92)2(log43+log83).? 解:(1)原式=log2

748+log212-log2

42-log22=log2

7?1248?42?2?log2122?log22?32??32.?

(2)原式=lg2(lg2+lg50)+lg25=2lg2+lg25=lg100=2.? (3)原式=(

lg2lg3?lg22lg3)·(lg32lg2?lg33lg2)?3lg25lg35·?. 2lg36lg24例2 比较下列各组数的大小.?

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 (1)log32与log56;?(2)log1.10.7与log1.20.7;?

35(3)已知logb<loga<logc,比较2,2,2的大小关系.?

111222bac

解:(1)∵log32<log31=0,?而log56>log51=0,∴log32<log56.?

3535(2)方法一 ∵0<0.7<1,1.1<1.2,?∴0>log∴

1log0.71.1?1log0.71.20.71.1?log0.71.2,?

,?

即由换底公式可得log1.10.7<log1.20.7.? 方法二 作出y=log1.1x与y=log1.2x的图象.?

如图所示两图象与x=0.7相交可知log1.10.7<log1.20.7.? (3)∵y=log1x为减函数,且log212b?log1a?log1c22,?

∴b>a>c,而y=2x是增函数,∴2b>2a>2c.? 变式训练2:已知0<a<1,b>1,ab>1,则loga1,logbab,log1bb的大小关系是 ( )

1aA.logaC.log1b?logab?log1b1bb1

B.logab?log1b1?log1bb

ab?logb?logab D.logbb?logab?logab解: C

例3已知函数f(x)=logax(a>0,a≠1),如果对于任意x∈[3,+∞)都有|f(x)|≥1成立,

试求a的取值范围.?

解:当a>1时,对于任意x∈[3,+∞),都有f(x)>0.? 所以,|f(x)|=f(x),而f(x)=logax在[3,+∞)上为增函数, ∴对于任意x∈[3,+∞),有f(x)≥loga3.

因此,要使|f(x)|≥1对于任意x∈[3,+∞)都成立.? 只要loga3≥1=logaa即可,∴1<a≤3.

当0<a<1时,对于x∈[3,+∞),有f(x)<0,? ∴|f(x)|=-f(x).

∵f(x)=logax在[3,+∞)上为减函数,? ∴-f(x)在[3,+∞)上为增函数.? ∴对于任意x∈[3,+∞)都有? |f(x)|=-f(x)≥-loga3.

因此,要使|f(x)|≥1对于任意x∈[3,+∞)都成立,? 只要-loga3≥1成立即可,? ∴loga3≤-1=loga

1a,即

1a≤3,∴≤a<1.?

31选校网 www.xuanxiao.com 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库

选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 综上,使|f(x)|≥1对任意x∈[3,+∞)都成立的a的取值范围是:(1,3]∪[,1).

31变式训练3:已知函数f(x)=log2(x2-ax-a)在区间(-∞,?1-解:令g(x)=x2-ax-a, 则g(x)=(x-a23]上是单调递减函数.求实数a的取值范围.?

)-a-

2

a24,?由以上知g(x)的图象关于直线x=

a2对称且此抛物线开口向上.?

因为函数f(x)=log2g(x)的底数2>1,? 在区间(-∞,1-2

3]上是减函数,?

3所以g(x)=x-ax-a在区间(-∞,1-a???1?3??a?2?232,即?∴?2??g(1?3)?0?(1?3)?a(1??]上也是单调减函数,且g(x)>0.?

3)?a?0解得2-2

3≤a<2.?

3故a的取值范围是{a|2-2≤a<2}.

例4 已知过原点O的一条直线与函数y=log8x的图象交于A、B两点,分别过A、B作y轴的平行与函数y=log2x的图象交于C

D两点.?

(1)证明:点C、D和原点O在同一直线上;? (2)当BC平行于x轴时,求点A的坐标.? (1)证明 设点A、B的横坐标分别为x1、x2,?

由题设知x1>1,x2>1,则点A、B的纵坐标分别为log8x1、log8x2.? 因为A、B在过点O的直线上,所以

log8x1x1?log8x2x2

点C、D的坐标分别为(x1,log2x1)、(x2,log2x2),? 由于log2x1=

log8x1log82=3log8x1,log2x2=3log8x2,?

?3log8x1x1OC的斜率为k1=OD的斜率为k2?log2x1x1log2x2x2,?

,由此可知

?3log8x2x2k1=k2,即O、C、D在同一直线上.?

1(2)解: 由于BC平行于x轴,知log2x1=log8x2,即得log2x1=log2x2,x2=x31,?

3代入x2log8x1=x1log8x2,得x31log8x1=3x1log8x1,由于x1>1,知log8x1≠0,故x31=3x1,? 又因x1>1,解得x1=

3,于是点A的坐标为(

x?1x?13,log8

3).

变式训练4:已知函数f(x)=log2+log2(x-1)+log2(p-x).?

(1)求f(x)的定义域;? (2)求f(x)的值域.?

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 ?x?1?0?x?1?解:(1)f(x)有意义时,有??x?1?0?p?x?0???①,②,③,?

由①、②得x>1,由③得x<p,因为函数的定义域为非空数集,故p>1,f(x)的定义域是(1,p). (2)f(x)=log2[(x+1)(p-x)]? =log2[-(x-①当1<0<-(x-p?12p?12p?12)+

2

(p?1)42] (1<x<p),?

<p,即p>3时,?

2)?(p?1)422?(p?1)422,?

∴log2???(x??p?12(p?1)?)??4?≤2log2(p+1)-2.?

②当

p?12≤1,即1<p≤3时,?

p?12)?2∵0<-(x-∴log2

(p?1)42?2(p?1),2

p?12(p?1)??)???(x??24??<1+log2(p-1).?

综合①②可知:?

当p>3时,f(x)的值域是(-∞,2log2(p+1)-2];? 当1<p≤3时,函数f(x)的值域是(-∞,1+log2(p-1)). 小结归纳

1.处理对数函数的有关问题,要紧密联系函数图象,运用数形结合的思想进行求解.

2.对数函数值的变化特点是解决含对数式问题时使用频繁的关键知识,要达到熟练、运用自如的水平,使用时常常要结合对数的特殊值共同分析.

3.含有参数的指对数函数的讨论问题是重点题型,解决这类问题最基本的分类方案是以“底”大于1或小于1分类. 4.含有指数、对数的较复杂的函数问题大多数都以综合形式出现,与其它函数(特别是二次函数)形成的函数问题,与方程、不等式、数列等内容形成的各类综合问题等等,因此要注意知识的相互渗透或综合.

第7课时 函数的图象

基础过关 一、基本函数图象特征(作出草图) 1.一次函数为 ; 2.二次函数为 ;

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