4.2对数运算与对数函数
对数的运算
对数的定义
如果,那么把叫做以为底,的对数,记作,其中叫做对数的底数,叫做真数
对数的分类
一般对数:底数为,,记为
常用对数:底数为10,记为,即:
自然对数:底数为e(e≈2.71828…),记为,即:
对数的性质与运算法则
①两个基本对数:①,②
②对数恒等式:①,②。
③换底公式:;
推广1:对数的倒数式
推广2:。
④积的对数:;
⑤商的对数:;
⑥幂的对数:?,?,
?,?
对数函数
对数函数的定义及一般形式
形如:的函数叫做对数函数
对数函数的图象和性质
图象
性质
定义域:
值域:
当时,即过定点
当时,;
当时,
当时,;
当时,
在上为增函数
(5)在上为减函数
考点1指对互化
【例1】已知,若且,则a=(????)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由左右同取对数可得,将代入计算即可得.
【详解】由,故,即,又,
故,即.
故选:D.
【变式1-1】若且,则(????)
A. B.6 C.36 D.12
【答案】C
【分析】将化成对数式,代入,利用换底公式等计算即可.
【详解】因为,所以,
所以.
解得:.
故选:C.
【变式1-2】已知,则.
【答案】
【分析】利用指数式与对数式互化关系及指数运算法则求解即得.
【详解】由,得,即,所以.
故答案为:
【变式1-3】设,则.
【答案】1
【分析】根据对数的运算,可得答案.
【详解】由题意,可得,,
.
故答案为:.
【变式1-4】.,且,则的值为.
【答案】
【分析】对数式转化指数式,再利用指数运算性质求解.
【详解】因为,且,
所以有,则.
故答案为:.
考点2对数运算
【例2】计算的值为(????)
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【分析】直接由指数、对数的运算性质运算即可.
【详解】由题意
.
故选:C.
【变式2-1】设,则的值为(????)
A. B. C.26 D.27
【答案】A
【分析】根据对数的运算法则及性质化简求值即可.
【详解】因为,
,
所以.
故选:A.
【变式2-2】(且)的值为(????)
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】根据题意,由对数的运算,代入计算,即可得到结果.
【详解】原式.
故选:B
【变式2-3】已知,则(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据指数和对数的互化、对数运算法则进行转化即可.
【详解】,,,
,,
.
故选:C.
【变式2-4】已知,则的值(????)
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【分析】由,得到,然后由求解.
【详解】解:因为,
所以,
所以,
故选:C
考点3对数函数的定义域
【例3】函数的定义域是(????)
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据真数大于0得到不等式,求出定义域.
【详解】令,解得,
故的定义域为.
故选:B
【变式3-1】已知集合,则(??)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】解不等式化简集合A,求出函数的定义域化简集合B,再利用并集的定义求解即得.
【详解】解不等式,得,即,
函数有意义,得,解得,则,
所以.
故选:C
【变式3-2】已知集合,,则(????)
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据对数函数的定义域、指数函数的值域求得,进而求得.
【详解】由,解得,所以,
而,所以,
所以.
故选:A
【变式3-3】函数的定义域为(????)
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】熟记函数定义域,直接求解即可.
【详解】由题意知且,解得,故定义域为.
故选:B
考点4对数型函数的图像
【例4】已知指数函数,对数函数的图象如图所示,则下列关系成立的是(????)
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,由指数函数以及对数函数的单调性即可得到的范围,从而得到结果.
【详解】由图象可得,指数函数为减函数,
对数函数为增函数,
所以,
即.
故选:B
【变式4-1】已知函数为常数,其中的图象如图,则下列结论成立的是(????)
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据函数图象可根据函数的单调性以及经过的点求解.
【详解】由该函数的图象通过第一、二、四象限知该函数为减函数,所以;
因为图象与轴的交点在轴上方,所以,所以.
故选:D
【变式4-2】当a1时,在同一直角坐标系中,函数与的图像是(????)
A.B.??
C.??D.??
【答案】A
【分析】由可知,根据指数函数和对数函数图象的单调性即可判断得出结果.
【详解】依题意可将指数函数化为,由可知;
由指数函数图象性质可得为单调递减,且过定点,即可