基本初等函数、函数与方程
指数函数、对数函数与幂函数
命题角度:(1)指数与对数的运算及其应用;(2)指数函数与对数函数的图象与性质及其应用;(3)二次函数与幂函数的图象与性质及其应用.
典例1(2024·全国甲卷理T15文T15)已知a1且1log8a-1loga
命题立意:本题属于课程学习情境,以对数为载体,考查对数的运算性质与换底公式的应用,体现了数学运算的学科素养.
思维拆解
解题思路
名师点拨
第1步:利用换底公式,换成相同底的对数.
第2步:利用对数的运算性质,化简对数.
第3步:把loga2看作一个整体解方程,进而求a.
解:因为1log8a-1loga
所以loga8-1loga4
即loga23
即3loga2-12loga
整理可得(loga2+1)(6loga2-1)=0.
因为a>1,所以loga2=16
解得a=64.
(1)关键:利用对数换底公式,换成相同底的对数.
(2)易错:忽视对参数a的讨论致误,对于底数含有参数的对数(指数),一般需对底数进行分类讨论.
归纳总结:对数运算的一般思路
(1)在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后用对数运算法则化简合并.
(2)将同底对数的和、差、倍合并.
(3)利用换底公式将不同底的对数式转化为同底的对数式.
典例2(2024·天津卷T5)若a=4.2-0.3,b=4.20.3,c=log4.20.2,则a,b,c的大小关系为()
A.abc B.bac
C.cab D.bca
命题立意:本题以指数式和对数式为载体,考查指数、对数函数的性质,以及比较大小问题,属于课程学习情境,体现了逻辑推理、数学运算的学科素养.
思维拆解
解题思路
名师点拨
第1步:a与b同底,利用y=4.2x的单调性比较.
第2步:比较幂和对数与0的大小.
解:因为y=4.2x在R上单调递增,且-0.3<0<0.3,
所以0<4.2-0.3<4.20<4.20.3,
所以0<4.2-0.3<1<4.20.3,即0<a<1<b.
因为y=log4.2x在(0,+∞)上单调递增,且0<0.2<1,
所以log4.20.2<log4.21=0,即c<0.
所以b>a>c.故选B.
(1)当两个数都是指数幂或对数式时,可将其看成指数函数、对数函数或幂函数的函数值,然后利用该函数的单调性比较大小.
(2)在指数、对数中通常优先选择“-1,0,1”对所比较的数进行划分.
函数与方程
命题角度:(1)确定函数零点的个数或其存在情况;(2)已知函数零点个数或存在情况求参数的取值范围.
典例3(2024·新高考Ⅱ卷T6)设函数f(x)=a(x+1)2-1,g(x)=cosx+2ax,当x∈(-1,1)时,曲线y=f(x)与y=g(x)恰有一个交点,则a=()
A.-1B.12C.1D.
命题立意:本题以二次函数、余弦函数为载体,考查函数零点问题,同时考查函数的性质,有较强的综合性,需要学生有良好的学科素养.
思维拆解
解题思路
名师点拨
方法一:令F(x)=ax2+a-1,G(x)=cosx,结合偶函数F(x),G(x)的对称性可知曲线y=F(x)与y=G(x)有一个交点,则该交点只能在y轴上.
方法二:分离参数法.
解:法一:令f(x)=g(x),得a(x+1)2-1=cosx+2ax,
即ax2+a-1=cosx,令F(x)=ax2+a-1,
G(x)=cosx,原题意等价于当x∈(-1,1)时,
曲线y=F(x)与y=G(x)恰有一个交点,
因为F(x),G(x)均为偶函数,可知该交点只能在y轴上,可得F(0)=G(0),即a-1=1,解得a=2.故选D.
法二:由题意得f(x)=g(x),整理得a=1+cosx1+x2,易得y=1+cosx1+x2为偶函数,要使y=f(x)与y=g(x)恰有一个交点,所以两图象在x=0处相切,即a=1+1
(1)若按原函数的关系来研究曲线的交点,问题会很复杂,可将两函数合并后再重新组合,借助函数的图象与性质求解.
(2)正难则反:偶函数的图象关于y轴对称,若x≠0,则至少有两个零点.
归纳总结:已知函数零点情况求参数值或取值范围的方法和思路
(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围.
(2)分离参数法:将参数分离,转化成求函数值域的问题加以解决.
(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.