【基础再现】
1.函数y=log3(-x2+4x+5)的定义域是 ;值域是。
意图:对数函数的定义域、值域、单调性)
答案:(-2).
2.方程log5(2x+1)=log5(x2-2)的解为。
意图:对数函数定义域.
答案:3.3.用“>”或“<”填空:
1)log0.33.4 log0.33.8;(2) ;3)log25 log38.
意图:对数化简及对数函数的单调性的应用)
答案:(1)>;2)<;3)>.
4.log0.60.8,log3.40.7和(0.3)的大小关系为。
答案:(0.3)>log0.60.8>log3.40.7.
5.函数y=lg|x|的单调增区间是。
意图:复习函数的图象及图象变换,从而根据图象研究函数的性质)
答案:(0,+∞
典型例题】例1】求下列函数的定义域:
(1)f(x)=log2x-1(2-x);(2)f(x)=;3)f(x)=.
解: (1)由可知定义域为 (,1)∪(1,2);
2)由2-ln(3-x)≥0得到,0<3-x≤e,所以函数的定义域为[3-e2,3);
3)由log0.5(x-1)>0,得到0<x-1<1,所以函数的定义域为(1,2).
命题意图:复习定义域求法及对数函数的单调性——主要利用对数函数的单调性解不等式,依次在载体总结对数的不等式常见类型,解法及注意点.
变式:求函数f(x)=的定义域.
例2】 求函数y=log (x2-6x+17)的值域.
命题意图: 强化求y=logaf(x)型函数值域的方法与步骤(不仅需要考察底数的范围——确定单调性,还需求出真数的范围).
解:(1) 设g(x)=x2-6x+17,其对称轴为x=3,当x∈r时,g(x)的范围是[8,+∞
又0<<1,y=logx单调递减,即所求值域为(-∞3].
小结:先求出真数的范围,再结合对数函数的单调性求其值域。
练习:求下列函数的值域:
(1)y=ln,x∈[1,2];
(2)y=lg.
解:(1)设h(x)=,则h(x)=3+,∵x∈[1,2],∴x+1∈[2,3],-h(x)≤,由e>1,所求值域为[ln,ln].
2)∵-x2+2x+3=-(x-1)2+4≤4,∴0<≤2,故ymax=lg2,所求值域为(-∞lg2].
例3】 若x∈[,9],求f(x)=log3·log3(3x)的最大值与最小值,并求出此时x的值.
设计意图: 复习求y=f(logax)(a>0,且a≠1)型函数值域的方法,体验化归转化在解题中的应用.
解:y=f(x)=(log3x-3)(log3x+1),设t=log3x,则由x∈[,9],得t∈[-3,2].
y=t2-2t-3=(t-1)2-4,t∈[-3,2],故t=1,即x=3时,f(x)min=-4,t=-3,即x=时,f(x)max=12.
小结:函数f(x)的结构不清,需通过化简以简化函数结构。
变式:设g(x)=log3x,x∈[,9].求函数f(x)=g()·g(3x)的最大值和最小值,及相应的x的值.
解:f(x)的定义域为[1,3].
y=f(x)=(log3x-3)(log3x+1),设t=log3x,则由x∈[1,3],得t∈[0,1].
y=t2-2t-3=(t-1)2-4,t∈[0,1],故t=1,即x=3时,f(x)min=-4,t=0,即x=1时,f(x)max=-3.
小结:(1)注意变形过程中函数的定义域的变化——根据定义域优先的原则:先求出函数的定义域.
(2)本题求最值的条件的实质——解对数方程.由此复习对数方程的常见类型、方法及注意点.练习看必修1教材p69页练习4.
例4】 已知函数f(x)=log (x2-2ax+3).解答下述问题:
1)若该函数的定义域为r,求实数a的取值范围;
2)若该函数的值域为r,求实数a的取值范围.
解: 记u=g(x)=x2-2ax+3=(x-a)2+3-a2,1)u>0对任意x∈r恒成立,∴3-a2>0,解得-<a<,a的取值范围是-<a<;
2)“logu的值域为r”(0,+∞3-a2,+∞a<-或a>,a的取值范围是a<-或a>;
评注:(1)中定义域为r不等式x2-2ax+3>0>0在r上恒成立;(2)中值域为r函数u=x2-2ax+3能够取遍所有的正实数,两者本质不同.
变式1:已知函数f(x)=.解答下述问题:
1)若该函数的定义域为r,求实数a的取值范围;
2)若该函数的值域为[0,+∞求实数a的取值范围.
解:(1)[-2
意图:检查巩固对例题解法的理解掌握.
变式2:已知函数f(x)=log (x2-2ax+3).解答下述问题:
1)若该函数在[-1,+∞内有意义,求实数a的取值范围;
2)若该函数的定义域为(-∞1)∪(3,+∞求实数a的取值范围.
解: (1)问题等价于“x2-2ax+3>0对任意x∈[-1,+∞恒成立”,只需保证u=g(x)=x2-2ax+3在[-1,+∞上的最小值umin>0.
所以或解得-2<a<,a的取值范围是-2<a<.
2)由定义域的概念知,命题等价于不等式x2-2ax+3>0的解为x<1或x>3,1,3是方程x2-2ax+3=0的两根,…,解得a=2.
课后强化】1.已知函数f(x)=则f(f())的值是。
答案:.提示:,.
2.函数f(x)=log (-x2+2x+3)的定义域是 ;值域是。
答案:(-1,3);(2,+∞
3.若loga<1,则a的取值范围是。
答案:a>1或0<a<
4.函数y=(logx)2-logx+5在区间[2,4]上的最大值为最小值为___
答案:11,.
5.方程lg(1-3x)=lg(3-x)+lg(7+x)的解是。
答案:6.已知x>1,y>1,且2logxy-2logyx+3=0,则x2-4y2的最小值为___
答案:-47.函数y=logax在[2,+∞上恒有|y|>1,则a的取值范围是。
答案:(,1)∪(1,2)
8.若t∈[-2,2]时,恒有(log2x)2+(t-2)log2x+1-t>0,求实数x的取值范围.
解: t∈[-2,2]时,恒有(log2x)2+(t-2)log2x+1-t>0,即f(t)=(log2x-1)t+[(log2x)2-2log2x+1]>0,所以解得0<x<,或x>8.
9.已知函数f(x)=2+log3x(1≤x≤9),求函数y=[f(x)]2+f(x2)的最大值和最小值,并求出相应x的值.
解:由,解得函数y=[f(x)]2+f(x2)的定义域为[1,3].
y=(2+log3x)2+2+log3x2=(log3x+3)2-3,令t=log3x,则y=(t+3)2-3,t∈[0,1],所以t=0,即x=1时,ymax=6;t=1,即x=3时,ymin=13.
综上:当x=1时,函数y有最小值6,当x=3时,函数y有最大值13.
10.在函数y=logax(a>1,x>1)的图象上有a、b、c三点,它们的横坐标分别为m,m+2,m+4,若△abc的面积为s,求函数s=f(m)的值域.
解:设a、b、c在x轴上的射影分别为a1,b1,c1,s=f(m)
[logam+loga(m+2)]+loga(m+2)+loga(m+4)]
2[logam+loga(m+4)]
loga=loga[1+]
loga[1+](m>1)
m>1,∴(m+2)2-4>5,∴0<<,1<1+<,又a>1,∴函数s=f(m)的值域为(0,loga).
11.已知函数y=loga(a2x)·loga(ax)(x∈[2,2])的值域是[-,0],求实数a的值。
解:设t=logax,y=(logax+2)(logax+1)=t2+3t+2=(t+)2-,设f(t)=t2+3t+2.
所以当且仅当t=-时,y取得最小值-,由于x∈[2,2],因此0<a<1,故t∈[loga2,loga2],且-∈[loga2,loga2],由f(t)=0,得到t=-1或t=-2,若loga2=-1,则a=,loga2=-,符合题意;
同样, loga2=-2,则a=2,loga2=-,符合题意;
综上,a=或-.
回顾:通过换元转化为前面的问题,实际就是前面的二次函数的最值的问题.
12.已知函数f(x)=log4(4x+1)+kx(k∈r)是偶函数.
1)求k的值;
2)证明:对任意实数b,函数y=f(x)的图像与直线y=x+b最多只有一个交点;
3)设g(x)=log4(a·2x-a),若函数f(x)与g(x)的图像有且只有一个公共点,求实数a的取值范围.
解:(1)k=-;
2)“唯一性”——只要证明函数y=f(x)-x=log4(4x+1)-x在定义域上是单调函数即可;
3)原问题等价于方程2x+=a·2x-a有且只有一个实数根.
令2x=t>0,则方程(a-1)t2-at-1=0有且只有一个正根,故。
a=1时,t=-,不合题意;
△=0,即a=或a=-3时,由a=,得t=-,不合题意;由a=-3,得t=;
一个正根与一个负根时,由<0,得到a>1.
综上所述,实数a的取值范围是a=-3或a>1.
小结:本题由于函数由不同类的两部分组成,无法进行运算,故可以考虑从函数的单调性方面进行等价转化.
10对数函数
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