1、对数函数 (一)对数 1.对数的概念:一般地,如果,那么数叫做以为底的对数,记作:(— 底数,— 真数,— 对数式) 说明: 注意底数的限制,且; ; 注意对数的书写格式. 两个重要对数: 常用对数:以10为底的对数; 自然对数:以无理数为底的对数的对数. (二)对数的运算性质 如果,且,,,那么: ·+; -; . 注意:换底公式 (,且;,且;). 利用换底公式推导下面的结论 (1);(2). (二)对数函数 1、对数函数的概念:函数,且叫做对数函数,其中是自变量,函数的定义域是(0,+∞). 注意: 对数
2、函数的定义与指数函数类似,都是形式定义,注意辨别。如:, 都不是对数函数,而只能称其为对数型函数. 对数函数对底数的限制:,且. 2、对数函数的性质: a>1 00得,∴函数的定义域是; (2)由得,∴函数的定义域是; (3)由9-得-3,∴函数的定义域是.例2.求函数和函数的反函数。
3、 解:(1) ∴ ; (2) ∴ . 例4.比较下列各组数中两个值的大小: (1),; (2),; (3),. 解:(1)对数函数在上是增函数,于是; (2)对数函数在上是减函数,于是; (3)当时,对数函数在上是增函数,于是, 当时,对数函数在上是减函数,于是. 例5.比较下列比较下列各组数中两个值的大小: (1),; (2),; (3),,; (4),,. 解:(1)∵, ,∴; (2)∵, ,∴. (3)∵, , , ∴. (4)∵,
4、 ∴. 例7.求下列函数的值域: (1) ; (2); (3)(且). 解:(1)令,则, ∵, ∴,即函数值域为. (2)令,则, ∴, 即函数值域为. (3)令, 当时,, 即值域为, 当时,, 即值域为. 例8.判断函数的奇偶性。 解:∵恒成立,故的定义域为, ,所以,为奇函数。 例9.求函数的单调区间。 解:令在上递增,在上递减, 又∵, ∴或, 故在上递增,在上递减, 又∵为减函数, 所以,函数在上递增,在上递减。 例10.若
5、函数在区间上是增函数,的取值范围。 解:令, ∵函数为减函数, ∴在区间上递减,且满足,∴,解得, 所以,的取值范围为. 解 (2)∵1-loga(x+a)>0,∴loga(x+a)<1. 当a>1时,0<x+a<a,∴函数的定义域为(-a,0). 当0<a<1时,x+a>a,∴函数的定义域为(0,+∞). 域和值域. 反函数的定义域为(0,1),值域为y∈R. 【例3】 作出下列函数的图像,并指出其单调区间. (1)y=lg(-x) (2)y=log2|x+1|
6、 解 (1)y=lg(-x)的图像与y=lgx的图像关于y轴对称,如图2.8-3所示,单调减区间是(-∞,0). 解 (2)先作出函数y=log2|x|的图像,再把它的图像向左平移1个单位就得y=log2|x+1|的图像如图2.8-4所示. 单调递减区间是(-∞,-1). 单调递增区间是(-1,+∞). 的图像,保留其在x轴及x轴上方部分不变,把x轴下方的图像以x轴为 所示 单调减区间是(-1,2]. 单调增区间是[2,+∞). 解 (4)∵函数y=log2(-x)的图像与函数y=log2x的图像关于y轴对称,故可先作y=log2(-x)的图像,再把y=l
7、og2(-x)的图像向右平移1个单位得到y=log2(1-x)的图像.如图2.8-6所示. 单调递减区间是(-∞,1). 【例4】 图2.8-7分别是四个对数函数,①y=logax②y=logbx③y=logcx④y=logdx的图像,那么a、b、c、d的大小关系是 [ ] A.d>c>b>a B.a>b>c>d C.b>a>d>c D.b>c>a>d 解 选C,根据同类函数图像的比较,任取一个x>1的值,易得b>a>1>d>c. 【例5】 已知loga3>logb3,试确定a和b的大小关系. 解法一 令y1=logax,y2=logbx,∵logax>logb3,
8、即取x=3时,y1>y2,所以它们的图像,可能有如下三种情况: (1)当loga3>logb3>0时,由图像2.8-8,取x=3,可得b>a>1. (2)当0>loga3>logb3时,由图像2.8-9,得0<a<b<1. (3)当loga3>0>logb3时,由图像2.8-10,得a>1>b>0. 顺序是:_____. 奇偶性. 解法一 已知函数的定义域为R,则-x∈R ∴f(x)是奇函数. 解法二 已知函数的定义域为R =loga1=0 ∴f(x)=-f(x),即f(x)为奇函数. 单元测试 一、选择题(每小题5分,共50分). 1.对数式
9、中,实数a的取值范围是 ( ) A. B.(2,5) C. D. 2.如果lgx=lga+3lgb-5lgc,那么 ( ) A.x=a+3b-c B. C. D.x=a+b3-c3 3.设函数y=lg(x2-5x)的定义域为M,函数y=lg(x-5)+lgx的定义域为N,则 ( ) A.M∪N=R B.M=N C.MN D.MN 4.若a>0,b>0,ab>1,=ln2,则logab与的关系是 ( ) A.logab< B.logab= C. logab> D.logab≤ 5.若函数log2(kx2+4kx+3)的定义
10、域为R,则k的取值范围是 ( ) A. B. C. D. 6.下列函数图象正确的是 ( ) A B C D 7.已知函数,其中log2f(x)=2x,xR,则g(x) ( ) A.是奇函数又是减函数 B.是偶函数又是增函数 C.是奇函数又是增函数 D.是偶函数又是减函数 9.如果y=log2a-1x在(0,+∞)内是减函数,则a的取值范围是 ( ) A.|a|>1 B.|a|<2 C.a D.
11、 10.下列关系式中,成立的是 ( ) A. B. C. D. 二、填空题:(每小题6分,共24分). 11.函数的定义域是 ,值域是 . 12.方程log2(2x+1)log2(2x+1+2)=2的解为 . 13.将函数的图象向左平移一个单位,得到图象C1,再将C1向上平移一个单位得到图象C2,作出C2关于直线y=x对称的图象C3,则C3的解析式为 . 14.函数y= 的单调递增区间是 . 三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤(共76分)
12、 15.(12分)已知函数. (1)求函数f (x)的定义域;(2)求函数f (x)的值域. 16. (12分)设x,y,z∈R+,且3x=4y=6z. (1)求证:; (2)比较3x,4y,6z的大小. 17.(12分)设函数. (1)确定函数f (x)的定义域; (2)判断函数f (x)的奇偶性; (3)证明函数f (x)在其定义域上是单调增函数; (4)求函数f(x)的反函数. 18.现有某种细胞100个,其中有占总数的细胞每小时分
13、裂一次,即由1个细胞分裂成2个细胞,按这种规律发展下去,经过多少小时,细胞总数可以超过个?(参考数据:). 20.(14分)已求函数的单调区间. 必修1数学章节测试(7)—第二单元(对数函数) 一、DCCAB BDBDA 二、11. , ; 12.0; 13.; 14. ; 三、 15. 解:(1)函数的定义域为(1,p). (2)当p>3时,f (x)的值域为(-∞,2log2(p+1)-2); 当1<p3时,f (x)的值域为(-,1+log2(p+1)). 16. 解:(1)设3x
14、4y=6z=t. ∵x>0,y>0,z>0,∴t>1,lgt>0, ∴. (2)3x<4y<6z. 17.解: (1)由得x∈R,定义域为R. (2)是奇函数. (3)设x1,x2∈R,且x1<x2, 则. 令, 则. = = = ∵x1-x2<0,,,, ∴t1-t2<0,∴0<t1<t2,∴, ∴f (x1)-f (x2)<lg1=0,即f (x1)<f (x2),∴ 函数f(x)在R上是单调增函数. (4)反函数为(xR). 18.解:现有细胞100个,先考
15、虑经过1、2、3、4个小时后的细胞总数,
1小时后,细胞总数为;
2小时后,细胞总数为;
3小时后,细胞总数为;
4小时后,细胞总数为;
可见,细胞总数与时间(小时)之间的函数关系为: ,
由,得,两边取以10为底的对数,得,
∴, ∵,
∴.
答:经过46小时,细胞总数超过个.
19.解:(1)过A,B,C,分别作AA1,BB1,CC1垂直于x轴,垂足为A1,B1,C1,
则S=S梯形AA1B1B+S梯形BB1C1C-S梯形AA1C1C.
(2)因为v=在上是增函数,且v5,
上是减函数,且10得0






