指数函数和对数函数重点、难点:重点:指数函数和对数函数的概念、图象和性质。难点:指数函数和对数函数的相互关系及性质的应用,以及逻辑划分思想讨论函数yax,ylogax在a1及0a1两种不同情况。1、指数函数:定义:函数ya
xa0且a1叫指数函数。x定义域为R,底数是常数,指数是自变量。为什么要求函数ya
中的a必须a0且a1。x因为若a0时,y4,当x值不存在。1
时,函数4a0,y0x,当x0,函数值不存在。a1时,y1x对一切x虽有意义,函数值恒为1,但y1的反函数不存在,因为要求函数xyax中的a0且a1。1x1、对三个指数函数y2,y,y10
2
xx的图象的认识。图象特征与函数性质:图象特征(1)图象都位于x轴上方;(2)图象都经过点(0,1);(3)y2,y10在第一象限内的纵坐xx函数性质(1)x取任何实数值时,都有a0;(2)无论a取任何正数,x0时,y1;xxx0,则a1
(3)当a1时,x标都大于1,在第二象限内的纵坐标都小于1,x0,则a1
xx1x0,则a1y的图象正好相反;当0a1时,2xx0,则a1
(4)y2,y10的图象自左到右逐渐(4)当a1时,ya是增函数,xxx1
上升,y的图象逐渐下降。2
x当0a1时,ya是减函数。x对图象的进一步认识,(通过三个函数相互关系的比较):①所有指数函数的图象交叉相交于点(0,1),如y2和y10相交于(0,1),第1页共5页xx当x0时,y10的图象在y2的图象的上方,当x0,刚好相反,故有102及xx2210222。x1
②y2与y的图象关于y轴对称。2
1xxx③通过y2,y10,y三个函数图象,可以画出任意一个函数ya
2
(a0且a1)的示意图,如y3的图象,一定位于y2和y10两个图象的中xxxxx11
间,且过点(0,1),从而y也由关于y轴的对称性,可得y的示意图,即33
通过有限个函数的图象进一步认识无限个函数的图象。2、对数:定义:如果aN(a0且a1),那么数b就叫做以a为底的对数,记作blogaN(a是底数,N是真数,logaN是对数式。)由于Na0故logaN中N必须大于0。当N为零的负数时对数不存在。(1)对数式与指数式的互化。由于对数是新学的,常常把不熟悉的对数式转化为指数式解决问题,如:bbxx52
求log0.324
分析:对于初学者来说,对上述问题一般是束手无策,若将它写成log0.32再改写为指数式就比较好办。52
x,4
52
解:设log0.32x
4
则0.32x
x524
1288即2525∴x
1
2
521
即log0.32
24
评述:由对数式化为指数式可以解决问题,反之由指数式化为对数式也能解决问题,因此必须因题而异。如求35中的x,化为对数式xlog35即成。(2)对数恒等式:由aN
bx(1)blogaN
logaN(2)
将(2)代入(1)得aN
第2页共5页运用对数恒等式时要注意此式的特点,不能乱用,特别是注意转化时必须幂的底数和对数的底数相同。计算:3log123解:原式3
1log122313
log1322。(3)对数的性质:①负数和零没有对数;②1的对数是零;③底数的对数等于1。(4)对数的运算法则:①logaMNlogaMlogaN②loga③loga④logaaaM,NRM
logMlogNM,NRNNnlogNNR1
NlogNNRnnanax3、对数函数:定义:指数函数ya(a0且a1)的反函数ylogaxx(0,)叫做对数函数。1、对三个对数函数ylog2x,ylog1x,
2ylgx的图象的认识。图象特征与函数性质:图象特征(1)图象都位于y轴右侧;(2)图象都过点(1,0);+
函数性质(1)定义域:R,值或:R;(2)x1时,y0。即loga10;(3)ylog2x,ylgx当x1时,图象(3)当a1时,若x1,则y0,若在x轴上方,当0x0时,图象在x轴下0x1,则y0;方,ylog1x与上述情况刚好相反;当0a1时,若x0,则y0,若20x1时,则y0;0a1时,ylogax是减函数。(4)ylog2x,ylgx从左向右图象是上(4)a1时,ylogax是增函数;升,而ylog1x从左向右图象是下降。2对图象的进一步的认识(通过三个函数图象的相互关系的比较):(1)所有对数函数的图象都过点(1,0),但是ylog2x与ylgx在点(1,0)曲线是交叉的,即当x0时,ylog2x的图象在ylgx的图象上方;而0x1时,ylog2x的图象在ylgx的图象的下方,故有:log215.lg15.;log201.lg01.。第3页共5页(2)ylog2x的图象与ylog1x的图象关于x轴对称。2(3)通过ylog2x,ylgx,ylog1x三个函数图象,可以作出任意一个对数2函数的示意图,如作ylog3x的图象,它一定位于ylog2x和ylgx两个图象的中间,且过点(1,0),x0时,在ylgx的上方,而位于ylog2x的下方,0x1时,刚好相反,则对称性,可知ylog1x的示意图。3因而通过课本上的三个函数的图象进一步认识无限个函数的图象。4、对数换底公式:logbN
logaN
logabLnNlogeN(其中e2.71828…)称为N的自然对数LgNlog10N称为常数对数
由换底公式可得:LnN
lgNlgN
2.303lgNlge0.4343
由换底公式推出一些常用的结论:1
或logab·logba1logbamm(2)loganblogab
nn(3)loganblogab
(1)logab(4)logana
m
mn5、指数方程与对数方程*定义:在指数里含有未知数的方程称指数方程。在对数符号后面含有未知数的方程称对数方程。由于指数运算及对数运算不是一般的代数运算,故指数方程对数方程不是代数方程而属于超越方程。指数方程的题型与解法:名称基本型同底数型题型解法取以a为底的对数fxlogab取以a为底的对数fxxafxbaf(x)a(x)第4页共5页不同底数型需代换型对数方程的题型与解法:名称基本题同底数型需代换型afxbxFax0
取同底的对数化为fx·lgax·lgb
换元令ta转化为t的代数方程x题型logafxblogafxlogaxF(logax)0
转化为fxx(必须验根)换元令tlogax转化为代数方程对数式转化为指数式fxa
解法b第5页共5页