指数函数和对数函数
1、指数函数:
定义:函数yaxa0且a1叫指数函数。 定义域为R,底数是常数,指数是自变量。 为什么要求函数yax中的a必须a0且a1。
x因为若a0时,y4,当x
1
时,函数4
值不存在。
a0,y0x,当x0,函数值不存在。
x a1时,y1对一切x虽有意义,函数值恒
x为1,但y1的反函数不存在, 因为要求函数yax中的a0且a1。
11、对三个指数函数y2,y,y10x2xx的图象的认识。
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
图象特征与函数性质: 函数性质 (1)x取任何实数值时,都有ax0; (2)无论a取任何正数,x0时,y1; xx0,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a1xx1x0,则a1y的图象正好相反; 当0a1时, 2xx0,则a1 x(4)y2,y10的图象自左到右逐渐(4)当a1时,ya是增函数, xx1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),
xxxx22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10
222。
x1x②y2与y的图象关于y轴对称。
21x③通过y2,y10,y三个函数图象,可以画出任意一个函数ya2xxxxxx(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
1
11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由于Nab0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: 求log0.32bxx(a是底数,N 是真数,logaN是对数式。)
52 452x再4
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log0.3252改写为指数式就比较好办。解:设log0.32x
4则0.32xx52412
88即2525∴x12521即log0.3224
x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,(2)对数恒等式: 由aNb因此必须因题而异。如求35中的x,化为对数式xlog35即成。
(1)blogaN(2)
logaN将(2)代入(1)得aN
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
3解:原式31log12213log1322。
(3)对数的性质:
2
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:
M,NR
M②loglogMlogNM,NR
N③logNnlogNNR
1④logNlogNNR
n①logaMNlogaMlogaNaaanaanaa3、对数函数:
定义:指数函数ya(a0且a1)的反函1、对三个对数函数ylog2x,ylog1x,
2x数ylogaxx(0,)叫做对数函数。
ylgx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0x1时,则y0; (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。 0a1时,ylogax是减函数。 22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.。 (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。
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4、对数换底公式:
logbN
logaNlogabLnNlogeN(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:
LnNlgNlgN2.303lgN lge0.4343由换底公式推出一些常用的结论:
1或logab·logba1
logbamm(2)loganblogab
n(3)loganbnlogab
(1)logab(4)loganamm n5、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 不同底数型 需代换型 题型 解法 取以a为底的对数fxlogab 取以a为底的对数fxx 取同底的对数化为fx·lgax·lgb 换元令ta转化为t的代数方程 xafxb af(x)a(x) afxbx Fax0 对数方程的题型与解法: 名称 基本题 同底数型 需代换型 题型 解法 b对数式转化为指数式fxa logafxb logafxlogax F(logax)0 转化为fxx(必须验根) 换元令tlogax转化为代数方程
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