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第12讲对数与对数函数
【学习目标】
1.理解对数的概念和运算性质,知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数
2.通过具体实例,了解对数函数的概念,能用描点法或借助计算工具画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数的单调性和特殊点
3.知道对数函数与指数函数互为反函数
【基础知识】
一、对数的概念
1.对数的概念:如果ax=N(a0,且a≠1),那么数x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
2.两种特殊的对数
①常用对数:通常以10为底的对数叫做常用对数,N的常用对数log10N简记为lg_N;
②自然对数:以e为底的对数称为自然对数,N的自然对数logeN简记为lnN(其中e=2.71828…).
二、对数与指数的关系
1.对数的基本性质
①零和负数没有对数,即真数N0;
②1的对数为0,即loga1=0(a0,且a≠1);
③底数的对数等于eq\o(□,\s\up3(04))1,即logaa=1(a0,且a≠1).
2.两个重要的对数恒等式
①alogaN=N(a0,且a≠1,N0);
②logaaN=N(a0,且a≠1).
三、对数运算性质
如果a0且a≠1,M0,N0,那么,
(1)loga(MN)=logaM+logaN;
(2)logaeq\f(M,N)=logaM-logaN;
(3)logaMn=nlogaM(n∈R).
四、换底公式
1.对数的换底公式:logab=eq\f(logcb,logca)(a0且a≠1;c0且c≠1;b0).
2.三个较为常用的推论
①logab·logbc·logca=1(a0,b0,c0,且均不为1);
②logab=eq\f(1,logba)(a0,b0,且均不为1);
③logambn=eq\f(n,m)logab(a0,b0,且均不为1,m≠0).
五、对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的性质
1.定义域:(0,+∞).
2.值域:(-∞,+∞).
3.定点:(1,0).
4.单调性:a1时,在(0,+∞)上是增函数;0a1时,在(0,+∞)上是减函数.
5.函数值变化
当a1,x1时,y∈(0,+∞),0x1时,y∈(-∞,0);
当0a1,x1时,y∈(-∞,0),0x1时,y∈eq\o(□,\s\up1(09))(0,+∞).
六、函数的概念
对数函数y=logax(a0,且a≠1)与指数函数y=ax互为反函数,它们的图象关于直线y=x对称.对数函数y=logax的定义域是指数函数y=ax的值域,而y=logax的值域是y=ax的定义域.
【考点剖析】
考点一:指数式与对数式的互化
例1.已知,则(???????)
A.2 B.3 C. D.
【答案】D
【解析】因为,所以.故选D
考点二:利用对数恒等式求值
例2.(2022学年湖南省衡阳市衡南县高一上学期期末)下列各式,,分别等于(???????)
A.2,5, B.2,5,35
C.2,3, D.4,3,
【答案】B
【解析】,,,故选B.
考点三:对数运算性质的应用
例3.(2022学年山西省长治市第四中学校高一上学期期末)计算:(???????)
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】
;故选B
考点四:换底公式的应用
例4.(2022学年安徽省安庆市高一上学期期末)已知,,用,表示,则(???????)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意知,故选D.
考点五:求对数型函数的定义域与值域
例5.(2022学年河南省扶沟县二高高一上学期考试)函数的定义域为(???????)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意,,解得故选D
考点六:求对数型函数的单调区间
例6.(2022学年河北省唐县第一中学高一下学期5月月考)设函数,则的单调递增区间为_________.
【答案】
【解析】记,因为为减函数,所以当单调递增时,单调递减,
由得或,又当时,单调递减.故.故答案为.
考点七:利用对数函数的单调性比较大小
例7.(2022学年新疆喀什地区疏附县高一上学期期末)已知,则(???????)
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,所以,因为,所以,
因为,即,所以.故选C
考点八:利用对数函数的单调性求参数范围
例8.(2022学年陕西省西安市长安区第一中学高一上学期期末)已知函数是上的增函数,则实数的取值范围为(???????)
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】函数是上的增函数,所以,解得,
所以实数的取值范围是,故选A.
考点九:对数型函数的奇偶性
例9.(2022学年广东省珠海市斗门第一中学高一上学期12月月考)已知
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