高中数学总复习对数和指数函数
复习内容:高中数学第三章
【复习目标】
1. 理解对数的意义,会熟练的将指数式与对数式互化,掌握积、商、幂的对数运算性质换底公式; 2. 理解反函数的概念,会求已知函数的反函数,掌握函数与它的反函数在定义域、值域及图像上
的关系;
3. 理解指数函数和对数函数的要领,掌握指数函数和对数函数的图像和性质,掌握指数函数和对
数函数互为反函数的结论;
4. 理解指数方程和对数方程的意义,会解简单的指数方程和对数方程. 5. 掌握数学方法:分类讨论,数形结合,换元法,等价转换.
【重点难点】对数的意义与运算性质,反函数的概念及性质,指数函数和对数函数的图像和性质. 【课前预习】
11.函数f(x)(2)x、f(x)32x、f(x)2()x、f(x)x3中,指数函数是
32.(1)函数f(x)()x的值域是 (2)函数f(x)log1(x22x5)的值域是
21213.(1)函数f(x)1()2x1的定义域是;值域是
3(2)函数f(x)log1x1的定义域是;值域是
24.(1)函数yf(x)的图像与函数f(x)2x的图像关于x轴对称,则yf(x)= (2)函数ylg(x2)(x2)的图像关于x轴对称的函数yf(x)= 5. 函数f(x)(a21)x是R上的减函数,则实数a的取值X围是
6. 已知0A.第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限 7.函数f(x)log1(2x23x2)的单调递增区间是 38. 使log2(-x) xx21[f(x1)f(x2)]f(1)22 B. xx21[f(x1)f(x2)]f(1)22C. xx21[f(x1)f(x2)]f(1) 22D.以上答案都不对 【基础知识】 1 / 13 word 1.幂的有关概念 n(1)正整数指数幂aaaa(3)负整数指数幂anna(nN) (2)零指数幂a1(a0) 0m1na0,nN (4)正分数指数幂annama0,m,nN,n1; a(5)负分数指数幂amn1amnr1namsa0,m,nN,n1(6)a(a0),没有意义. 02.有理数指数幂的性质1aaarsa0,r,sQ2arsarsa0,r,sQ 3abrarbra0,b0,rQ 3.根式的内容 n(1)根式的定义:一般地,如果xa,那么x叫做a的n次方根,其中n1,nN根式,n叫做根指数,a叫被开方数。 , na叫做 annnnnn(2)根式的性质: ①当是奇数,则aa;当是偶数,则aaa②负数没有偶次方根, ③零的任何次方根都是零 x 4.指数函数y=a与对数函数y=logax的比较: 定 义 图 像 a>1ya0a0 定义域 值 域 性 质 奇偶性 单调性 过定点 值分布 最 值 增函数 y=ax (a>0且Oxa≠1) 叫指数函数 00时y>1; 0 2 / 13 word 6. 对数 (1)对数的概念 如果aN(a0,a1),那么b叫做以a为底N的 对数,记blogaN(a0,a1) (2)对数的性质:①零与负数没有对数;②loga10;③logaa1 (3)对数的运算性质①logaMNlogaMlogaN;其中a>0,a≠0,M>0,N>0 ②logaMlogaMlogaN;③logaMnnlogaM Nb(4)对数换底公式:logaNlogmN(N0,a0且a1,m0且m1) logma7.记住常见对数函数的图形及相互关系 8.几个注意点 (1)函数y=ax与对数函数y=logax (a>0 , a≠1)互为反函数,从概念、 图象、性质去理解它们的区别和联系; (2)研究对数函数问题,尽量化为同底,并注意对数问题中的定义域限制 【例题分析】 x 1.指对数互化 1.loga6254,则a=;2.3=16,则x=;3.log2x4,则x=; 2.换底公式及应用 1.log43log932,2.用log182a表示log32= 3. 定义域、值域问题 【例1】(1)写出下列函数的定义域和值域:(1)y;(2)y;(3)yx R;(0,+∞); (- ∞,0)∪(0,+∞); [0,+∞]; [1,+∞] (2)已知函数f(x)=loga(1-ax)(a>0且a≠1)①求f(x)的定义域、值域;②证明:f(x)在定义域上是减函数. x1x【例2】(1)函数f(x)lg10x2的定义域是 11(1) 函数f(x)lg()x()x的定义域是 232x(2) 函数f(x)x的值域是 21(4) 若函数f(x)logax(a0,且a1)的定义域和值域都是[0,1]则a等于 ( ) A. 21 B.2 C. D.2 234.单调性、奇偶性问题 12【例3】(1)求函数f(x)()x4x3的单调区间; 3(3)比较三数的大小:2x;(0.2)x;()x(x>0);(2x>()x>(0.2)x) 1(4) 函数ylog1(1)在区间(0,+∞)上是 ( ) x2A.增函数且y>0 B. 增函数且y<0 C.减函数且y>0 D. 减函数且y<0 (5)已知ylog4(2x3x2)①讨论y的单调性;②求y的最值,并求取的最值时的x的值;③作 12123 / 13 word 出函数的大致图像。 (6)函数f(x)4x1232x5,x∈[0,1]的最小值为 a31,则a的值为或 222(7)函数f(x)ax(a>0且a≠1),在区间[1,2]上的最大值比最小值大 (8)若函数f(x)logax(0a1)在区间[a,2a]上的最大值是最小值的3倍,则a等于(A ) A. (9)a2211 B. C. D. 42441是函数fxlnex1ax为偶函数的 ( c ) 2A. A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 2x12,若x2;3(10) 求函数y1x的值域.(-2,0]∪(-2,-)=(-2,0] 222,若x2 5.指数、对数函数的图象 【例4】(1)作出函数fx2x1与fx2x1的图像(2)设函数fx2x1m,若方程fx0有 实数解,某某数的取值X围. (3)函数y=log2|ax-1|(a≠0)的对称轴方程是x=-2,那么a等于( ) A. 11B.-C.2 D.-2 221111)|,对称轴为x=,由=-2得a=-.答案:B aaa2评述:此题还可用特殊值法解决,如利用f(0)=f(-4),可得0=log2|-4a-1|.∴|4a+1|=1. 1∴4a+1=1或4a+1=-1.∵a≠0,∴a=-. 2【例5】(1)函数f(x)=a-x和y=loga(-x)的大致图像只能是 ( ) 解析:y=log2|ax-1|=log2|a(x- yyyyOxOxOxOx A B C D (2)作出函数的图像:①y3x1 ;②y15x;③y2x2;④ylgx 4 / 13 word (3)若直线y=2a与函数yax1(a1,a1)的图象有两个公共点,则a的取值X围是 (0a1) 2xb(4)(某某)函数f(x)a 的图象如图,其中a、b为常数,则下列结论正确的是(D) A.a1,b0B.a1,b0 C0a1,b0 D.0a1,b0 【例6】已知f(x)=ax,g(x)=-logbx,且lga+lgb=0,a≠1,b≠1, 则y=f(x)与y=g(x)的图象 (B ) A.关于直线x+y=0对称B.关于直线x-y=0对称 C.关于y轴对称D.关于原点对称 解析:lga+lgb=0ab=1.∴g(x)=-logbx=-loga-1x=logax.∴f(x)与g(x)的图象关于y=x对称. 【例7】(1)下图是指数函数(1)y=ax,(2)y=bx,(3)y=cx,(4)y=dx的图象,则a、b、c、d与1的大小关系是 (B ) yA.a<b<1<c<dB.b<a<1<d<c (2)(3)(4)(1)C.1<a<b<c<dD.a<b<1<d<c 剖析:可先分两类,即(3)(4)的底数一定大于1,(1)(2)的底数 1小于1,然后再从(3)(4)中比较c、d的大小,从(1)(2)中比较 Oxa、b的大小. 解法一:当指数函数底数大于1时,图象上升,且当底数越大,图象向上越靠近于y轴;当底数大于0小于1时,图象下降,底数越小,图象向右越靠近于x轴.得b<a<1<d<c. 解法二:令x=1,由图知c1>d1>a1>b1,∴b<a<1<d<c. (2) 已知2x解:∵2x22x≤( 1x-2- ),求函数y=2x-2x的值域. 4,∴x2+x≤4-2x,即x2+3x-4≤0,得-4≤x≤1.又∵y=2x-2 - -x x≤2 -2(x-2) 是[-4, 1]上的增函数,∴24-24≤y≤2-21.故所求函数y的值域是[- 2553,]. 162(3) 要使函数y=1+2x+4xa在x∈(-∞,1]上y>0恒成立,求a的取值X围. - 12x 解:由题意,得1+2+4a>0在x∈(-∞,1]上恒成立,即a>-在x∈(-∞,1] 4x x x 12x12x1x1x121上恒成立.又∵-=-()-()=-[()+]+,当x∈(-∞,1]时值域为x22224433),∴a>-. 44评述:将不等式恒成立问题转化为求函数值域问题是解决这类问题常用的方法. 6.综合应用问题 【例8】(1)设a>0,且a≠1,若关于x的方程a2x+(1+lgm)ax+1=0有解,某某数m的取值X围. (-∞,- 2Δ(1+lgm)401lgm2lgm30m103 1lgm(x1x2)0(2)方程2x=2-x的解的个数为______________. 解析:方程的解可看作函数y=2x和y=2-x的图象交点的横坐标,分别作出这两个函数图象,由图象得只有一个交点,因此该方程只有一个解.答案:1 5 / 13 word (3)若f(x)=x2-x+b,且f(log2a)=b,log2[f(a)]=2(a≠1). ①求f(log2x)的最小值及对应的x值; ②x取何值时,f(log2x)>f(1)且log2[f(x)]<f(1)? 解:①∵f(x)=x2-x+b,∴f(log2a)=log22a-log2a+b.由已知有log22a-log2a+b=b, ∴(log2a-1)log2a=0.∵a≠1,∴log2a=1.∴a=2.又log2[f(a)]=2,∴f(a)=4. ∴a2-a+b=4,b=4-a2+a=2. 故f(x)=x2-x+2,从而f(log2x)=log22x-log2x+2=(log2x-∴当log2x= 127)+. 2417即x=2时,f(log2x)有最小值. 242x2或0x1log2xlog2x220<x<1. ②由题意21x2log2(xx2)2(4)函数f(x)=log2|x|,g(x)=-x2+2,则f(x)·g(x)的图象只可能是 (C ) yOTSyyOxyOSTxOxx A B C D 解析:∵f(x)与g(x)都是偶函数,∴f(x)·g(x)也是偶函数,由此可排除A、D. 又由x→+∞时,f(x)·g(x)→-∞,可排除B. (5)已知f(x)=ax,g(x)=logax(a>0,a≠1),若f(3)×g(3)<0,那么f(x)与g(x)在同一坐标系内的图象可能为 (D ) (6) 当a>1时,在同一坐标系中,函数f(x)=a -x 与g(x)=logax的图象为 (A ) (7) 函数f(x)log2x,x1,x2∈R且x1≠x2,则 ( ) A.[f(x1)f(x2)]f(C. 12x1x2xx21) B.[f(x1)f(x2)]f(1) 222xx21[f(x1)f(x2)]f(1) D.以上答案都不对 226 / 13 word 【例8】已知a>0 , a≠1,flogax1ax. 2xa1(1) 当f(x)的定义域为(-1,1)时,解关于m的不等式f(1-m)+f(1-m2)<0; (2) 若f(x)-4恰在(-∞,2)上取负值,求a的值 解:(1)令t=logax,可得f(t)=
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