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1、第十节 对数函数 一、基础知识 1对数函数的概念 函数ylogax(a0,且a1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,).ylogax 的 3 个特征(1)底数 a0,且 a1;(2)自变量 x0;(3)函数值域为 R.2对数函数 ylogax(a0,且 a1)的图象与性质 底数 a1 0a1 时,恒有 y0;当 0 x1 时,恒有 y1 时,恒有 y0;当 0 x0 在(0,)上是增函数 在(0,)上是减函数 注意 当对数函数的底数 a 的大小不确定时,需分 a1 和 0a,0,且 a1)与对数函数 ylogax(a0,且 a1)互为反函数,它们的图象关于直线 yx 对称 二、
2、常用结论 对数函数图象的特点(1)对数函数的图象恒过点(1,0),(a,1),1a,1,依据这三点的坐标可得到对数函数的大致图象(2)函数 ylogax 与 ylog1ax(a0,且 a1)的图象关于 x 轴对称(3)当 a1 时,对数函数的图象呈上升趋势;当 0a1 时,对数函数的图象呈下降趋势 考点一 对数函数的图象及应用 典例 (1)函数 ylg|x1|的图象是()(2)已知当 0 x14时,有 x1,lg1x,x1.当 x1 时,函数无意义,故排除 B、D.又当 x2 或 0 时,y0,所以 A 项符合题意(2)若 xlogax 在 x0,14时成立,则 0a1,且 y x的图象在 y
3、logax 图象的下方,作出图象如图所示 由图象知 14loga14,所以 0a14,解得116a1.即实数 a 的取值范围是116,1.答案 (1)A(2)116,1 变透练清 1.变条件若本例(1)函数变为 f(x)2log4(1x),则函数 f(x)的大致图象是()解析:选 C 函数 f(x)2log4(1x)的定义域为(,1),排除 A、B;函数 f(x)2log4(1x)在定义域上单调递减,排除 D.故选 C.2已知函数 f(x)log2x,x0,3x,x0,关于 x 的方程 f(x)xa0 有且只有一个实根,则实数 a 的取值范围是_ 解析:问题等价于函数 yf(x)与 yxa 的
4、图象有且只有一个交点,结合函数图象可知 a1.答案:(1,)3.变条件若本例(2)变为不等式 x20,且 a1)对 x0,12恒成立,求实数 a的取值范围 解:设 f1(x)x2,f2(x)logax,要使 x0,12时,不等式 x21 时,显然不成立;当 0a1 时,如图所示,要使 x2logax 在 x0,12上恒成立,需 f112f212,所以有122loga12,解得 a116,所以116alog2ea,所以 ca.因为 bln 21log2e1log2ea,所以 ab.所以 cab.答案 D 考法(二)解简单对数不等式 典例 已知不等式 logx(2x21)logx(3x)0 成立,
5、则实数 x 的取值范围是_ 解析 原不等式 0 x3x1或 x1,2x213x1,解不等式组得13x0,得1xbc Bacb Ccab Dcba 解析:选 C 0a213201,blog2131,cab.2若定义在区间(1,0)内的函数 f(x)log2a(x1)满足 f(x)0,则实数 a 的取值范围是()A.0,12 B.0,12 C.12,D(0,)解析:选 A 1x0,0 x10,02a1,0a0,若函数 f(x)log3(ax2x)在上是增函数,则 a 的取值范围是_ 解析:要使 f(x)log3(ax2x)在上单调递增,则 yax2x 在上单调递增,且 yax2x0 恒成立,即 1
6、2a3,9a30,解得 a13.答案:13,课时跟踪检测 A 级 1函数 y log32x11的定义域是()A B1,2)C.23,D.23,解析:选 C 由 log32x110,2x10,即 log32x1log313,x12,解得 x23.2若函数 yf(x)是函数 yax(a0,且 a1)的反函数,且 f(2)1,则 f(x)()Alog2x B.12x Clog12x D2x2 解析:选 A 由题意知 f(x)logax(a0,且 a1)f(2)1,loga21.a2.f(x)log2x.3如果 log12xlog12y0,那么()Ayx1 Bxy1 C1xy D1yx 解析:选 D
7、log12xlog12yy1.4函数 f(x)|loga(x1)|(a0,且 a1)的大致图象是()解析:选 C 函数 f(x)|loga(x1)|的定义域为x|x1,且对任意的 x,均有 f(x)0,结合对数函数的图象可知选 C.5若 a20.5,blog3,clog2sin25,则 a,b,c 的大小关系为()Abca Bbac Ccab Dabc 解析:选 D 依题意,得 a1,0blog3log1,而由 0sin251,得 cbc.6设函数 f(x)loga|x|(a0,且 a1)在(,0)上单调递增,则 f(a1)与 f(2)的大小关系是()Af(a1)f(2)Bf(a1)f(2)C
8、f(a1)f(2)D不能确定 解析:选 A 由已知得 0a1,所以 1a1f(2)7已知 a0,且 a1,函数 yloga(2x3)2的图象恒过点 P.若点 P 也在幂函数 f(x)的图象上,则 f(x)_.解析:设幂函数为 f(x)x,因为函数 yloga(2x3)2的图象恒过点 P(2,2),则2 2,所以 12,故幂函数为 f(x)x12.答案:x12 8已知函数 f(x)loga(xb)(a0,且 a1)的图象过两点(1,0)和(0,1),则 logba_.解析:f(x)的图象过两点(1,0)和(0,1)则 f(1)loga(1b)0,且 f(0)loga(0b)1,所以 b11,ba
9、,即 b2,a2.所以 logba1.答案:1 9函数 f(x)loga(x24x5)(a1)的单调递增区间是_ 解析:由函数 f(x)loga(x24x5),得 x24x50,得 x5.令 m(x)x24x5,则 m(x)(x2)29,m(x)在2,)上单调递增,又由 a1 及复合函数的单调性可知函数 f(x)的单调递增区间为(5,)答案:(5,)10设函数 f(x)log2x,x0,log12x,x0,若 f(a)f(a),则实数 a 的取值范围是_ 解析:由 f(a)f(a)得 a0,log2alog12a或 a0,log12alog2a,即 a0,log2alog2a或 a0,log2
10、alog2a.解得 a1 或1a0.答案:(1,0)(1,)11求函数 f(x)log2xlog2(2x)的最小值 解:显然 x0,f(x)log2xlog2(2x)12log2xlog2(4x2)12log2x(log242log2x)log2x(log2x)2log2x1221414,当且仅当 x22时,有 f(x)min14.12设 f(x)loga(1x)loga(3x)(a0,且 a1),且 f(1)2.(1)求 a 的值及 f(x)的定义域;(2)求 f(x)在区间0,32上的最大值 解:(1)f(1)2,loga42(a0,且 a1),a2.由 1x0,3x0,得1x3,函数 f
11、(x)的定义域为(1,3)(2)f(x)log2(1x)log2(3x)log2log2 ,当 x(1,1时,f(x)是增函数;当 x(1,3)时,f(x)是减函数,故函数 f(x)在0,32上的最大值是 f(1)log242.B 级 1已知函数 f(x)logax(a0,且 a1)满足 f2af3a,则 f11x0 的解集为()A(0,1)B(,1)C(1,)D(0,)解析:选 C 因为函数 f(x)logax(a0,且 a1)在(0,)上为单调函数,而2af3a,所以 f(x)logax 在(0,)上单调递减,即 0a0,得 011x1,故选 C.2若函数 f(x)logax232x(a0
12、,且 a1)在区间12,内恒有 f(x)0,则 f(x)的单调递增区间为_ 解析:令 Mx232x,当 x12,时,M(1,),f(x)0,所以 a1,所以函数 ylogaM 为增函数,又 Mx342916,因此 M 的单调递增区间为34,.又 x232x0,所以 x0 或 x0 时,f(x)log12x.(1)求函数 f(x)的解析式;(2)解不等式 f(x21)2.解:(1)当 x0,则 f(x)log12(x)因为函数 f(x)是偶函数,所以 f(x)f(x)log12(x),所以函数 f(x)的解析式为 f(x)log12x,x0,0,x0,log12x,x2 转化为 f(|x21|)f(4)又因为函数 f(x)在(0,)上是减函数,所以|x21|4,解得 5x 5,即不等式的解集为(5,5)