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带答案对数与对数函数经典例题

2020-12-01 来源:步旅网
 经典例题透析 类型一、指数式与对数式互化及其应用

1.将以下指数式与对数式互化:

(1);(2);(3);(4);(5);(6).

思路点拨:运用对数的定义进行互化.

解:(1);(2);(3);(4);(5);

(6).

总结升华:对数的定义是对数形式和指数形式互化的依据,而对数形式和指数形式的互化又是解决问题的重要手段. 举一反三:

【变式1】求以下各式中x的值:

(1) (2) (3)lg100=x (4)

思路点拨:将对数式化为指数式,再利用指数幂的运算性质求出x.

解:(1)

(2)

(3)10x=100=102,于是x=2; (4)由

.

类型二、利用对数恒等式化简求值

2.求值: 解:.

中要注意格式:①它们是同底的;②指数中含有对数形式;③其值为真数.

总结升华:对数恒等式举一反三: 【变式1】求

的值(a,b,c∈R+,且不等于1,N>0)

思路点拨:将幂指数中的乘积关系转化为幂的幂,再进行运算. 解:

.

类型三、积、商、幂的对数

3.已知lg2=a,lg3=b,用a、b表示以下各式.

1

(1)lg9 (2)lg64 (3)lg6 (4)lg12 (5)lg5 (6) lg15

解:(1)原式=lg32=2lg3=2b(2)原式=lg26=6lg2=6a (3)原式=lg2+lg3=a+b(4)原式=lg22+lg3=2a+b

(5)原式=1-lg2=1-a(6)原式=lg3+lg5=lg3+1-lg2=1+b-a 举一反三:

【变式1】求值 (1) (2)lg2·lg50+(lg5)2 (3)lg25+lg2·lg50+(lg2)2

解: (1)

(2)原式=lg2(1+lg5)+(lg5)2=lg2+lg2lg5+(lg5)2=lg2+lg5(lg2+lg5)=lg2+lg5=1 (3)原式=2lg5+lg2(1+lg5)+(lg2)2

=2lg5+lg2+lg2lg5+(lg2)2=1+lg5+lg2(lg5+lg2)=1+lg5+lg2=2.

【变式2】已知3a=5b=c,,求c的值.

解:由3a=c得:

同理可得

.

【变式3】设a、b、c为正数,且满足a2+b2=c2.求证:.

证明:

.

【变式4】已知:a2+b2=7ab,a>0,b>0. 求证:.

证明:∵ a2+b2=7ab, ∴ a2+2ab+b2=9ab,即 (a+b)2=9ab, ∴ lg(a+b)2=lg(9ab), ∵ a>0,b>0, ∴ 2lg(a+b)=lg9+lga+lgb ∴2[lg(a+b)-lg3]=lga+lgb

2

.

类型四、换底公式的运用

4.(1)已知logxy=a, 用a表示;

(2)已知logax=m, logbx=n, logcx=p, 求logabcx.

解:(1)原式=

(2)思路点拨:将条件和结论中的底化为同底. 方法一:am=x, bn=x, cp=x ∴

∴ ;

方法二:

举一反三: 【变式1】求值:(1) 解: (1)

;(2)

.

;(3).

(2);

(3)法一:

法二:.

总结升华:运用换底公式时,理论上换成以大于0不为1任意数为底均可,但具体到每一个题,一般以题中某个对数的底为标准,或都换成以10为底的常用对数也可.

3

类型五、对数运算法则的应用

5.求值 (1) log89·log2732

(2)

(3)

(4)(log2125+log425+log85)(log1258+log254+log52)

解:(1)原式=.

(2)原式=

(3)原式=

(4)原式=(log2125+log425+log85)(log1258+log254+log52)

举一反三:

【变式1】求值:

解:

另解:设 =m (m>0).∴ ,

∴ ,∴ ,

∴ lg2=lgm, ∴ 2=m,即.

【变式2】已知:log23=a, log37=b,求:log4256=?

解:∵ ∴,

4

类型六、函数的定义域、值域

求含有对数函数的复合函数的定义域、值域,其方法与一般函数的定义域、值域的求法类似,但要注意对数函数本身的性质〔如定义域、值域及单调性〕在解题中的重要作用. 6. 求以下函数的定义域:

(1)

; (2)

.

思路点拨:由对数函数的定义知:x2>0,4-x>0,解出不等式就可求出定义域. 解:(1)因为x2>0,即x≠0,所以函数;

(2)因为4-x>0,即x<4,所以函数.

举一反三:

【变式1】求以下函数的定义域.

(1) y= (2) y=ln(ax-k·2x)(a>0且a¹1,kÎR).

解:(1)因为, 所以,

所以函数的定义域为(1,)(,2).

(2)因为 ax-k·2x>0, 所以()x>k.

[1]当k≤0时,定义域为R;

[2]当k>0时,

(i)假设a>2,则函数定义域为(

k,+∞);

(ii)假设0(iii)假设a=2,则当0.

5

【变式2】函数y=f(2x)的定义域为[-1,1],求y=f(log2x)的定义域.

思路点拨:由-1≤x≤1,可得y=f(x)的定义域为[

,2],再由≤log2x≤2得y=f(log2x)的定义域为[,4].

类型七、函数图象问题

7.作出以下函数的图象:

(1) y=lgx, y=lg(-x), y=-lgx; (2) y=lg|x|; (3) y=-1+lgx. 解:(1)如图(1); (2)如图(2); (3)如图(3).

类型八、对数函数的单调性及其应用

利用函数的单调性可以:①比较大小;②解不等式;③判断单调性;④求单调区间;⑤求值域和最值.要求同学们:一是牢固掌握对数函数的单调性;二是理解和掌握复合函数的单调性规律;三是树立定义域优先的观念.

8. 比较以下各组数中的两个值大小: (1)log23.4,log28.5 (2)log0.31.8,log0.32.7

(3)loga5.1,loga5.9(a>0且a≠1)

思路点拨:由数形结合的方法或利用函数的单调性来完成.

(1)解法1:画出对数函数y=log2x的图象,横坐标为3.4的点在横坐标为8.5的点的下方, 所以,log23.4解法2:由函数y=log2x在R+上是单调增函数,且3.4<8.5,所以log23.4log0.32.7; (3)注:底数是常数,但要分类讨论a的范围,再由函数单调性判断大小.

解法1:当a>1时,y=logax在(0,+∞)上是增函数,且5.1<5.9,所以,loga5.1loga5.9 解法2:转化为指数函数,再由指数函数的单调性判断大小,

,令b2=loga5.9,则

令b1=loga5.1,则

当a>1时,y=ax在R上是增函数,且5.1<5.9 所以,b1当0b2,即

举一反三:

6

.

【变式1】〔2011 天津理 7〕已知 A.

B.

C.

D.

则〔 〕

解析:另 由图像可得

,,在同一坐标系下作出三个函数图像,

又∵

为单调递增函数, ∴

故选C.

9. 证明函数上是增函数.

思路点拨:此题目的在于让学生熟悉函数单调性证明通法,同时熟悉利用对函数单调性比较同底数对数大小的方法. 证明:设

∴函数f(x)=log2(x2+1)在举一反三:

,且x1又∵y=log2x在 即f(x1)上是增函数.

上是增函数

【变式1】已知f(logax)=(a>0且a≠1),试判断函数f(x)的单调性.

解:设t=logax(x∈R+, t∈R).当a>1时,t=logax为增函数,假设t1∴ f(t1)-f(t2)=,

∵ 01, ∴ f(t1)当01或07

10.求函数y=(-x2+2x+3)的值域和单调区间.

解:设t=-x2+2x+3,则t=-(x-1)2+4.∵ y=t为减函数,且0∴ y≥=-2,即函数的值域为[-2,+∞.

再由:函数y=(-x2+2x+3)的定义域为-x2+2x+3>0,即-1∴ t=-x2+2x+3在-1,1〕上递增而在[1,3)上递减,而y=t为减函数.

∴ 函数y=

(-x2+2x+3)的减区间为(-1,1),增区间为[1,3.

类型九、函数的奇偶性

11. 判断以下函数的奇偶性. (1) (2).

(1)思路点拨:首先要注意定义域的考查,然后严格按照证明奇偶性基本步骤进行.

解:由

所以函数的定义域为:(-1,1)关于原点对称

所以函数是奇函数;

总结升华:此题确定定义域即解简单分式不等式,函数解析式恒等变形需利用对数的运算性质.说明判断对数形式的复合函数的奇偶性,不能轻易直接下结论,而应注意对数式的恒等变形. (2)解:由

所以函

数的定义域为R关于原点对称

8

即f(-x)=-f(x);所以函数.

总结升华:此题定义域确实定可能稍有困难,函数解析式的变形用到了分子有理化的技巧,要求掌握.

类型十、对数函数性质的综合应用

12.已知函数f(x)=lg(ax2+2x+1).

(1)假设函数f(x)的定义域为R,求实数a的取值范围;(2)假设函数f(x)的值域为R,求实数a的取值范围. 思路点拨:与求函数定义域、值域的常规问题相比,此题属非常规问题,关键在于转化成常规问题.f(x)的定义域为R,即关于x的不等式ax2+2x+1>0的解集为R,这是不等式中的常规问题.

f(x)的值域为R与ax2+2x+1恒为正值是不等价的,因为这里要求f(x)取遍一切实数, 即要求u=ax2+2x+1取遍一切正数,考察此函数的图象的各种情况,如图,我们会发现,

使u能取遍一切正数的条件是.

解:(1)f(x)的定义域为R,即:关于x的不等式ax2+2x+1>0的解集为R, 当a=0时,此不等式变为2x+1>0,其解集不是R;

当a≠0时,有 a>1.∴ a的取值范围为a>1.

(2)f(x)的值域为R,即u=ax2+2x+1能取遍一切正数 ∴ a的取值范围为0≤a≤1.

a=0或0≤a≤1,

13.已知函数h(x)=2x(x∈R),它的反函数记作g(x),A、B、C三点在函数g(x)的图象上,它们的横坐标分别为a,a+4,a+8(a>1),记ΔABC的面积为S. (1)求S=f(a)的表达式; (2)求函数f(a)的值域;

(3) 判断函数S=f(a)的单调性,并予以证明;(4)假设S>2,求a的取值范围. 解:(1)依题意有g(x)=log2x(x>0).

并且 A、B、C三点的坐标分别为A(a, log2a), B(a+4, log2(a+4)), C(a+8, log2(a+8)) (a>1),如图.

∴A,C中点D的纵坐标为〔log2a+log2(a+8)〕

∴ S=|BD|·4·2=4|BD|=4log2(a+4)-2log2a-2log2(a+8).

9

(2)把S=f(a)变形得:S=f(a)=2〔2log2(a+4)-log2a-log2(a+8)〕=2log2

=2log2(1+).

由于a>1时,a2+8a>9, ∴1<1+<,又函数y=log2x在(0,+∞)上是增函数,

∴ 0<2log2(1+)<2log2,即0(3)S=f(a)在定义域(1,+∞)上是减函数,证明如下:任取a1,a2,使1(1+)-(1+)=16(

)=16·

由a1>1,a2>1,且a2>a1,∴ a1+a2+8>0,

+8a2>0,

+8a1>0, a1-a2<0,

∴ 1<1+<1+,再由函数y=log2x在(0,+∞)上是增函数,

于是可得f(a1)>f(a2)

∴ S=f(a)在(1,+∞)上是减函数.

(4)由S>2,即得,解之可得:1-4. 10

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