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6.3對數(shù)函數(shù)TOC\o"1-4"\h\z\u6.3對數(shù)函數(shù) 1知識框架 1一、基礎(chǔ)知識點 1知識點1對數(shù)函數(shù)的概念 3知識點2對數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì) 5知識點3反函數(shù) 7二、典型題型 8題型1對數(shù)函數(shù)的定義域 10題型2比較對數(shù)式的大小 12題型3解對數(shù)不等式 12三、難點題型 12題型1與對數(shù)函數(shù)相關(guān)的圖象 15題型2值域問題 17四、活學活用培優(yōu)訓練 29一.基礎(chǔ)知識點知識點1對數(shù)函數(shù)的概念:一般地,函數(shù)y=logax(a>0,a≠1)叫作對數(shù)函數(shù),它的定義域是(0,+∞).例1(多選題)存在函數(shù)滿足:對于任意都有(
)A. B. C.D.例2已知在上是減函數(shù),且對任意的都成立,寫出一個滿足以上特征的函數(shù)___________.例3已知函數(shù)y=loga(x+b)(a>0且a≠1)的圖象如圖所示.(1)求實數(shù)a與b的值;(2)函數(shù)y=loga(x+b)與y=logax的圖象有何關(guān)系?知識點2對數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)a>10<a<1圖象性質(zhì)定義域:(0,+∞)值域:R圖象過定點(1,0)在(0,+∞)上是增函數(shù)當0<x<1時,y<0;當x>1時,y>0在(0,+∞)上是減函數(shù)當0<x<1時,y>0;當x>1時,y<0例1(多選題)已知a>0,b>0,且ab=1,,則函數(shù)與函數(shù)在同一坐標系中的圖象可能是(
)A. B.C. D.例2如圖所示,①②③④中不屬于函數(shù)的一個是____例3已知函數(shù),且點在函數(shù)的圖象上.(1)求函數(shù)的解析式,并在圖中的直角坐標系中畫出函數(shù)的圖象;(2)若方程有兩個不相等的實數(shù)根,求實數(shù)的取值范圍.即的取值范圍是.知識點3反函數(shù)(1)對數(shù)函數(shù)y=logax(a>0,a≠1)和指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0,a≠1)互為反函數(shù),它們的圖象關(guān)于y=x對稱.(2)一般地,如果函數(shù)y=f(x)存在反函數(shù),那么它的反函數(shù)記作y=f-1(x).(3)互為反函數(shù)的兩個函數(shù)的圖象關(guān)于直線y=x對稱.(4)原函數(shù)y=f(x)的定義域是它的反函數(shù)y=f-1(x)的值域;原函數(shù)y=f(x)的值域是它的反函數(shù)y=f-1(x)的定義域.例1(多選題)下列說法中正確的是(
)A.函數(shù)的值域為B.函數(shù)的零點所在區(qū)間為C.函數(shù)與互為反函數(shù)D.函數(shù)與函數(shù)為同一函數(shù)例2已知關(guān)于的方程有解,則實數(shù)的取值范圍是_________例3已知函數(shù)的解析式為,其中常數(shù)滿足.(1)若,判斷函數(shù)是否一定存在反函數(shù),并說明理由;(2)若,解不等式.二.典型題型題型1對數(shù)函數(shù)的定義域解題技巧:求與對數(shù)函數(shù)有關(guān)的函數(shù)定義域時,除遵循前面已學習過的求函數(shù)定義域的方法外,還要對這種函數(shù)自身有如下要求:一是要特別注意真數(shù)大于零;二是要注意對數(shù)的底數(shù);三是按底數(shù)的取值應用單調(diào)性,有針對性地解不等式.例1(多選題)下列四組函數(shù)中,f
(x)與g(x)相等的是()A.f
(x)=lnx2,g(x)=2lnxB.f
(x)=x,g(x)=()2C.f
(x)=x,g(x)=D.f
(x)=x,g(x)=logaax(a>0且a≠1)例2函數(shù)的定義域為________.例3設(shè)函數(shù)的定義域為,函數(shù)的定義域為.(1)求;(2)若,求實數(shù)的取值范圍.題型2比較對數(shù)式的大小解題技巧:比較對數(shù)值大小的常用方法(1)同底數(shù)的利用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性.(2)同真數(shù)的利用對數(shù)函數(shù)的圖象或用換底公式轉(zhuǎn)化.(3)底數(shù)和真數(shù)都不同,找中間量.例1(多選題)下列不等式成立的是(
)A. B. C. D.例2設(shè)x,y,z為正數(shù),且,則x,y,z的大小關(guān)系為___________.例3分別比較下列各組數(shù)的大?。?1),,;(2),,;(3)與.題型3解對數(shù)不等式解題技巧:對數(shù)不等式的三種考查類型及解法(1)形如logax>logab的不等式,借助y=logax的單調(diào)性求解,如果a的取值不確定,需分a>1與0<a<1兩種情況進行討論.(2)形如logax>b的不等式,應將b化為以a為底數(shù)的對數(shù)式的形式(b=logaab),再借助y=logax的單調(diào)性求解.(3)形如logf(x)a>logg(x)a(f(x),g(x)>0且不等于1,a>0)的不等式,可利用換底公式化為同底的對數(shù)進行求解,或利用函數(shù)圖象求解.例1(多選題)已知,若是的充分條件,則實數(shù)的值可能是(
)A.8 B.C. D.例2若不等式對于任意恒成立,則實數(shù)的取值范圍是____________例3已知函數(shù).(1)寫出函數(shù)的定義域并判斷其奇偶性;(2)若,求實數(shù)的取值范圍.三.難點題型題型1與對數(shù)函數(shù)相關(guān)的圖象解題技巧:1.已知y=f(x)的圖象,求y=|f(x+a)|+b的圖象步驟如下:y=f(x)→y=f(x+a)→y=|f(x+a)|→y=|f(x+a)|+b.2.已知y=f(x)的圖象,求y=|f(x+a)+b|的圖象,步驟如下:y=f(x)→y=f(x+a)→y=f(x+a)+b→y=|f(x+a)+b|.以上可以看出,作含有絕對值號的函數(shù)圖象時,先將絕對值號內(nèi)部的圖象作出來,再進行翻折,內(nèi)部變換的順序是先變換x,再變換y.例1(多選題)已知函數(shù),若有四個不同的解且,則有
(
)A. B.C. D.的最小值為例2若函數(shù)在上的最大值為4,則a的取值范圍為________.例3如圖,已知過原點O的直線與函數(shù)的圖象交于A,B兩點,分別過點A,B作y軸的平行線與函數(shù)的圖象交于C,D兩點.(1)證明O,C,D三點在同一條直線上;(2)當軸時,求A點的坐標.題型2值域問題解題技巧:求函數(shù)值域或最大(小)值的常用方法(1)直接法根據(jù)函數(shù)解析式的特征,從函數(shù)自變量的變化范圍出發(fā),通過對函數(shù)定義域、性質(zhì)的觀察,結(jié)合解析式,直接得出函數(shù)值域.(2)配方法當所給的函數(shù)是二次函數(shù)或可化為二次函數(shù)形式的(形如y=a[f(x)]2+bf(x)+c),求函數(shù)值域問題時,可以用配方法.(3)單調(diào)性法根據(jù)在定義域(或定義域的某個子集)上的單調(diào)性,求出函數(shù)的值域.(4)換元法求形如y=logaf(x)型函數(shù)值域的步驟:①換元,令u=f(x),利用函數(shù)圖象和性質(zhì)求出u的范圍;②利用y=logau的單調(diào)性、圖象,求出y的取值范圍.例1(多選題)已知函數(shù),以下判斷正確的是(
)A.f(x)是增函數(shù) B.f(x)有最小值C.f(x)是奇函數(shù) D.f(x)是偶函數(shù)例2已知函數(shù)為函數(shù)的反函數(shù),且在區(qū)間上的最大值與最小值之差為1,則的值為___________.例3已知,函數(shù)(1)若函數(shù)過點,求此時函數(shù)的解析式;(2)設(shè),若對任意,函數(shù)在區(qū)間上的最大值與最小值的差不超過1,求的取值范圍.四.活學活用培優(yōu)訓練一、單選題1.下列函數(shù)是對數(shù)函數(shù)的是(
)A. B. C. D.2.若函數(shù)的圖象過點,則(
)A.3 B.1 C.-1 D.-33.函數(shù)定義域為(
)A. B. C. D.4.已知函數(shù),,若存在,使得,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.5.已知的值域為R,那么a的取值范圍是(
)A.(﹣∞,﹣1] B.(﹣1,) C.[﹣1,) D.(0,1)6.函數(shù)的圖像大致為(
)A. B.C. D.二、多選題7.在同一直角坐標系中,函數(shù),的圖象可能是(
)A. B.C. D.8.下列四個函數(shù)中過相同定點的函數(shù)有(
)A. B.C. D.9.已知函數(shù),若a>b>c,且,則(
)A.a(chǎn)>1 B.b>1C.0<c<l D.0<ac<1三、填空題10.有(1);(2)當時,單調(diào)遞減.下列函數(shù)中,同時滿足性質(zhì)(1)(2)的函數(shù)有_________.(填序號)①;②;③;④;⑤;⑥.11.已知函數(shù),若存在最小值,則實數(shù)的取值范圍是______.12.函數(shù)的值域是______.四、解答題13.已知函數(shù).(1)若,求函數(shù)的定義域.(2)若函數(shù)的值域為R,求實數(shù)m的取值范圍.(3)若函數(shù)在區(qū)間上是增函數(shù),求實數(shù)m的取值范圍.14.已知函數(shù)(且).(1)求函數(shù)的定義域,并判斷的奇偶性;(2)是否存在實數(shù)m,使得不等式成立?若存在,求出m的取值范圍,若不存在,請說明理由.6.3對數(shù)函數(shù)TOC\o"1-4"\h\z\u6.3對數(shù)函數(shù) 1知識框架 1一、基礎(chǔ)知識點 1知識點1對數(shù)函數(shù)的概念 3知識點2對數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì) 5知識點3反函數(shù) 7二、典型題型 8題型1對數(shù)函數(shù)的定義域 10題型2比較對數(shù)式的大小 12題型3解對數(shù)不等式 13三、難點題型 13題型1與對數(shù)函數(shù)相關(guān)的圖象 15題型2值域問題 17四、活學活用培優(yōu)訓練 28一.基礎(chǔ)知識點知識點1對數(shù)函數(shù)的概念:一般地,函數(shù)y=logax(a>0,a≠1)叫作對數(shù)函數(shù),它的定義域是(0,+∞).例1(多選題)存在函數(shù)滿足:對于任意都有(
)A. B. C.D.【答案】BCD【分析】根據(jù)函數(shù)的定義判斷各選項的對錯.【詳解】對于A,取可得,取可得,與函數(shù)定義矛盾,故A錯誤,對于B,設(shè),則,所以可化為,B正確,對于C,設(shè),則,所以可化為,C正確,對于D,設(shè),則,所以可化為,D正確,故選:BCD.例2已知在上是減函數(shù),且對任意的都成立,寫出一個滿足以上特征的函數(shù)___________.【答案】答案不唯一【分析】由變形到可考慮對數(shù)函數(shù),然后根據(jù)單調(diào)性以及“”可考慮構(gòu)造對數(shù)型函數(shù).【詳解】由題意可知,可變化為的形式,由此可想到對數(shù)函數(shù),又因為在上是減函數(shù)且,所以滿足條件的一個函數(shù)可取,故答案為:(答案不唯一).例3已知函數(shù)y=loga(x+b)(a>0且a≠1)的圖象如圖所示.(1)求實數(shù)a與b的值;(2)函數(shù)y=loga(x+b)與y=logax的圖象有何關(guān)系?【答案】(1)a=2,b=4(2)答案見解析【分析】(1)根據(jù)圖象經(jīng)過的點,列方程即可求解;(2)根據(jù)對數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì),由(1)可知,函數(shù)y=loga(x+b)恒過定點,而對數(shù)函數(shù)y=logax恒過定點,由于兩者圖象形狀一樣但是位置不同,通過向左平移4個單位即可得到.(1)由圖象可知,函數(shù)的圖象過點(-3,0)與點(0,2),所以可得0=loga(-3+b)與2=logab,解得a=2,b=4.(2)由(1)可知,函數(shù)y=loga(x+b)恒過定點,而對數(shù)函數(shù)y=logax恒過定點,函數(shù)y=loga(x+4)的圖象可以由y=logax的圖象向左平移4個單位得到.知識點2對數(shù)函數(shù)的圖象與性質(zhì)a>10<a<1圖象性質(zhì)定義域:(0,+∞)值域:R圖象過定點(1,0)在(0,+∞)上是增函數(shù)當0<x<1時,y<0;當x>1時,y>0在(0,+∞)上是減函數(shù)當0<x<1時,y>0;當x>1時,y<0例1(多選題)已知a>0,b>0,且ab=1,,則函數(shù)與函數(shù)在同一坐標系中的圖象可能是(
)A. B.C. D.【答案】AB【分析】根據(jù)a>0,b>0,且ab=1,,分和,由指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的圖象判斷.【詳解】解:∵a>0,b>0,且ab=1,,∴當時,,則函數(shù)與函數(shù)在同一坐標系中的圖象是:,當時,,則函數(shù)與函數(shù)在同一坐標系中的圖象是:故選:AB.例2如圖所示,①②③④中不屬于函數(shù)的一個是____【答案】③【解析】根據(jù)單調(diào)性確定只有在上是增函數(shù),排除①②,再利用特殊值判斷.【詳解】在上是減函數(shù),其圖象分別對應①②,而只有在上是增函數(shù),的圖象關(guān)于對稱,圖象對應④,所以③不滿足,故答案為:③例3已知函數(shù),且點在函數(shù)的圖象上.(1)求函數(shù)的解析式,并在圖中的直角坐標系中畫出函數(shù)的圖象;(2)若方程有兩個不相等的實數(shù)根,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1),圖象見解析(2)【分析】(1)先根據(jù)點在函數(shù)的圖象上求出,再分段畫出函數(shù)的圖象;(2)將問題轉(zhuǎn)化為直線與函數(shù)的圖象有兩個公共點,在同一坐標系中作出圖象,利用圖象進行求解.(1)解:因為點在函數(shù)的圖象上,所以,解得,即,其圖象如圖所示:(2)解:將化為,因為方程有兩個不相等的實數(shù)根,所以直線與函數(shù)的圖象有兩個公共點,在同一坐標系中作出直線與函數(shù)的圖象(如圖所示),由圖象,得,即,即的取值范圍是.知識點3反函數(shù)(1)對數(shù)函數(shù)y=logax(a>0,a≠1)和指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0,a≠1)互為反函數(shù),它們的圖象關(guān)于y=x對稱.(2)一般地,如果函數(shù)y=f(x)存在反函數(shù),那么它的反函數(shù)記作y=f-1(x).(3)互為反函數(shù)的兩個函數(shù)的圖象關(guān)于直線y=x對稱.(4)原函數(shù)y=f(x)的定義域是它的反函數(shù)y=f-1(x)的值域;原函數(shù)y=f(x)的值域是它的反函數(shù)y=f-1(x)的定義域.例1(多選題)下列說法中正確的是(
)A.函數(shù)的值域為B.函數(shù)的零點所在區(qū)間為C.函數(shù)與互為反函數(shù)D.函數(shù)與函數(shù)為同一函數(shù)【答案】ABC【分析】根據(jù)函數(shù)性質(zhì)分別判斷各選項.【詳解】A選項:函數(shù),當時,取最小值為,所以函數(shù)的值域為;B選項:因為函數(shù)在上單調(diào)遞增,所以函數(shù)至多有一個零點,且,,所以其零點所在區(qū)間為,B選項正確;C選項:,即,可得,所以函數(shù)與函數(shù)互為反函數(shù),C選項正確;D選項:函數(shù)與函數(shù)的定義域均為,,,不為同一函數(shù),D選項錯誤;故選:ABC.例2已知關(guān)于的方程有解,則實數(shù)的取值范圍是_________【答案】【分析】根據(jù)反函數(shù)的性質(zhì)以及導數(shù)的幾何意義,只需函數(shù)與直線相交即可.【詳解】若關(guān)于的方程有解,即與的圖像有交點,因為與互為反函數(shù),所以與的圖像關(guān)于直線對稱,如圖所示:設(shè)函數(shù)與直線相切,切點為,,則有,解得:,由圖像可知,當時,曲線與直線有交點,即與的圖像有交點,即方程有解.故答案為:例3已知函數(shù)的解析式為,其中常數(shù)滿足.(1)若,判斷函數(shù)是否一定存在反函數(shù),并說明理由;(2)若,解不等式.【答案】(1)存在,理由見解析(2)當時,;當時,【分析】(1)根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性判斷即可;(2)化簡不等式可得,再分和兩種情況求解即可(1)若,則或.當時,在R上嚴格單調(diào)遞增;當時,在R上嚴格單調(diào)遞減.故一定存在反函數(shù).(2)若,則即,,故.當時,,解得;當時,,解得二.典型題型題型1對數(shù)函數(shù)的定義域解題技巧:求與對數(shù)函數(shù)有關(guān)的函數(shù)定義域時,除遵循前面已學習過的求函數(shù)定義域的方法外,還要對這種函數(shù)自身有如下要求:一是要特別注意真數(shù)大于零;二是要注意對數(shù)的底數(shù);三是按底數(shù)的取值應用單調(diào)性,有針對性地解不等式.例1(多選題)下列四組函數(shù)中,f
(x)與g(x)相等的是()A.f
(x)=lnx2,g(x)=2lnxB.f
(x)=x,g(x)=()2C.f
(x)=x,g(x)=D.f
(x)=x,g(x)=logaax(a>0且a≠1)【答案】CD【分析】根據(jù)相等函數(shù)的定義逐一判斷即可得出答案.【詳解】解:對于選項A,f
(x)的定義域為{x|x≠0},g(x)的定義域為{x|x>0},兩個函數(shù)的定義域不相同,不是相等函數(shù);對于選項B,f
(x)的定義域為R,g(x)的定義域為{x|x≥0},兩個函數(shù)的定義域不相同,不是相等函數(shù);對于選項C,g(x)==x,兩函數(shù)的定義域和對應法則相同,是相等函數(shù);對于選項D,g(x)=logaax=x,x∈R,兩個函數(shù)的定義域和對應法則相同,是相等函數(shù).故選:CD.例2函數(shù)的定義域為________.【答案】,【分析】根據(jù)對數(shù)函數(shù)以及二次根式的性質(zhì)求出函數(shù)的定義域即可.【詳解】解:要使函數(shù)有意義,需且,故且,解得:,故函數(shù)的定義域是,.故答案為:,.例3設(shè)函數(shù)的定義域為,函數(shù)的定義域為.(1)求;(2)若,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1);(2).【分析】(1)由題知,即得;(2)根據(jù),得,即求.(1)由題知,解得:,∴.(2)由題知,若,則,,實數(shù)的取值范圍是.題型2比較對數(shù)式的大小解題技巧:比較對數(shù)值大小的常用方法(1)同底數(shù)的利用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性.(2)同真數(shù)的利用對數(shù)函數(shù)的圖象或用換底公式轉(zhuǎn)化.(3)底數(shù)和真數(shù)都不同,找中間量.例1(多選題)下列不等式成立的是(
)A. B. C. D.【答案】BCD【分析】A.利用指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性判斷得解;B.利用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性判斷得解;C.先利用對數(shù)運算化簡,再利用對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)判斷得解;D.利用冪函數(shù)和指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性判斷得解.【詳解】A.因為指數(shù)函數(shù)單調(diào)遞減,,所以,所以該選項錯誤;B.因為對數(shù)函數(shù)在定義域內(nèi)單調(diào)遞減,,所以,所以該選項正確;C.,因為又,所以該選項正確;D.由冪函數(shù)在上單調(diào)遞增得,由指數(shù)函數(shù)單調(diào)遞減得,所以.所以該選項正確.故選:BCD例2設(shè)x,y,z為正數(shù),且,則x,y,z的大小關(guān)系為___________.【答案】【分析】由題可設(shè),進而可得,然后根據(jù)換底公式及對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)即得.【詳解】因為x,y,z為正數(shù),可設(shè),則,因為,所以,所以,即.故答案為:.例3分別比較下列各組數(shù)的大?。?1),,;(2),,;(3)與.【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)對于同底數(shù)的對數(shù),利用函數(shù)單調(diào)性,對于不同底數(shù)的對數(shù),利用中間值法;(2)對數(shù)與指數(shù)之間的比較,利用中間值法;(3)對于真數(shù)相同的對數(shù),利用函數(shù)圖象.(1)因為在上是增函數(shù),所以.又在上是增函數(shù),所以,所以.(2)因為在R上是增函數(shù),所以.因為在上是增函數(shù),所以.因為在上是減函數(shù),所以.所以.(3)方法一:函數(shù)和的圖象如圖所示.當時,的圖象在的圖象的上方,所以.方法二:因為,,又,所以.題型3解對數(shù)不等式解題技巧:對數(shù)不等式的三種考查類型及解法(1)形如logax>logab的不等式,借助y=logax的單調(diào)性求解,如果a的取值不確定,需分a>1與0<a<1兩種情況進行討論.(2)形如logax>b的不等式,應將b化為以a為底數(shù)的對數(shù)式的形式(b=logaab),再借助y=logax的單調(diào)性求解.(3)形如logf(x)a>logg(x)a(f(x),g(x)>0且不等于1,a>0)的不等式,可利用換底公式化為同底的對數(shù)進行求解,或利用函數(shù)圖象求解.例1(多選題)已知,若是的充分條件,則實數(shù)的值可能是(
)A.8 B.C. D.【答案】CD【分析】求出,令,轉(zhuǎn)化為,根據(jù)集合的包含關(guān)系和充分條件的定義可得答案.【詳解】,令,若,則或,解得或,結(jié)合選項,若是的充分條件,則實數(shù)的值可能是.故選:CD.例2若不等式對于任意恒成立,則實數(shù)的取值范圍是____________【答案】【分析】由的取值范圍求出的范圍,依題意利用換底公式及參變分離可得對于任意恒成立,根據(jù)對勾函數(shù)的性質(zhì)求出,即可得到,再根據(jù)對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)計算可得.【詳解】解:因為不等式對于任意恒成立,即不等式對于任意恒成立,因為,所以,所以不等式對于任意恒成立,令,,因為在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,即,所以,所以或,解得或,即;故答案為:例3已知函數(shù).(1)寫出函數(shù)的定義域并判斷其奇偶性;(2)若,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)的定義域為;為偶函數(shù)(2)【分析】(1)先列不等式組求得函數(shù)的定義域再利用定義判斷其奇偶性即可;(2)先將轉(zhuǎn)化為對數(shù)不等式,再列不等式組即可求得實數(shù)的取值范圍.(1)由,可得,則函數(shù)的定義域為由可得函數(shù)為偶函數(shù)(2)由,可得由,可得解之得,則實數(shù)的取值范圍為三.難點題型題型1與對數(shù)函數(shù)相關(guān)的圖象解題技巧:1.已知y=f(x)的圖象,求y=|f(x+a)|+b的圖象步驟如下:y=f(x)→y=f(x+a)→y=|f(x+a)|→y=|f(x+a)|+b.2.已知y=f(x)的圖象,求y=|f(x+a)+b|的圖象,步驟如下:y=f(x)→y=f(x+a)→y=f(x+a)+b→y=|f(x+a)+b|.以上可以看出,作含有絕對值號的函數(shù)圖象時,先將絕對值號內(nèi)部的圖象作出來,再進行翻折,內(nèi)部變換的順序是先變換x,再變換y.例1(多選題)已知函數(shù),若有四個不同的解且,則有
(
)A. B.C. D.的最小值為【答案】ABD【分析】先畫出圖像,結(jié)合圖像即可判斷AC選項,再通過判斷B選項,最后結(jié)合單調(diào)性判斷D選項.【詳解】由題意,當時,:當0<時,:當時,,作出函數(shù)f(x)的圖象,如圖所示,易知f(x)與直線有四個交點,分別為(-2,1),(0,1),(,1),(4,1),因為有四個不同的解且,所以故C錯誤;且A正確;,又,所以,即,B正確;所以,且,構(gòu)造函數(shù),且,可知g(x)在(1,4]上單調(diào)遞減,且,所以的最小值為—.D正確.故選:ABD.例2若函數(shù)在上的最大值為4,則a的取值范圍為________.【答案】【分析】根據(jù)函數(shù)解析式畫出函數(shù)圖象,再根據(jù)指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)判斷函數(shù)的單調(diào)性,再求出時的值,即可得解.【詳解】解:因為,當時,易知在上單調(diào)遞增,當時,在上單調(diào)遞增.作出的大致圖象,如圖所示.由圖可知,,,因為在上的最大值為,所以的取值范圍為.故答案為:例3如圖,已知過原點O的直線與函數(shù)的圖象交于A,B兩點,分別過點A,B作y軸的平行線與函數(shù)的圖象交于C,D兩點.(1)證明O,C,D三點在同一條直線上;(2)當軸時,求A點的坐標.【答案】(1)證明見解析.(2).【分析】(1)設(shè),,則,,由共線得一關(guān)系式,利用對數(shù)的換底公式變形后可得兩點坐標滿足的關(guān)系,從而得結(jié)論;(2)由兩點的縱坐標相等可求得,代入(1)中關(guān)系式可求得得點坐標.(1)設(shè),,則,,共線,則,所以,即,所以三點共線;(2)由(1)得,即,所以.所以,當時,,重合不合題意,因此,,從而,(負值舍去),所以點坐標為.題型2值域問題解題技巧:求函數(shù)值域或最大(小)值的常用方法(1)直接法根據(jù)函數(shù)解析式的特征,從函數(shù)自變量的變化范圍出發(fā),通過對函數(shù)定義域、性質(zhì)的觀察,結(jié)合解析式,直接得出函數(shù)值域.(2)配方法當所給的函數(shù)是二次函數(shù)或可化為二次函數(shù)形式的(形如y=a[f(x)]2+bf(x)+c),求函數(shù)值域問題時,可以用配方法.(3)單調(diào)性法根據(jù)在定義域(或定義域的某個子集)上的單調(diào)性,求出函數(shù)的值域.(4)換元法求形如y=logaf(x)型函數(shù)值域的步驟:①換元,令u=f(x),利用函數(shù)圖象和性質(zhì)求出u的范圍;②利用y=logau的單調(diào)性、圖象,求出y的取值范圍.例1(多選題)已知函數(shù),以下判斷正確的是(
)A.f(x)是增函數(shù) B.f(x)有最小值C.f(x)是奇函數(shù) D.f(x)是偶函數(shù)【答案】BD【分析】由題設(shè)可得,根據(jù)復合函數(shù)的單調(diào)性判斷的單調(diào)情況并確定是否存在最小值,應用奇偶性定義判斷奇偶性.【詳解】由,令為增函數(shù);而在上遞減,在上遞增;所以在上遞減,在上遞增;又在定義域上遞增,則在上遞減,在上遞增;所以在上遞減,在上遞增,故最小值為,,故為偶函數(shù).故選:BD例2已知函數(shù)為函數(shù)的反函數(shù),且在區(qū)間上的最大值與最小值之差為1,則的值為___________.【答案】2【分析】由題意知:且在上單調(diào)遞增,由此即可列出等式,解出答案.【詳解】因為為函數(shù)的反函數(shù),所以,又,所以在上單調(diào)遞增,所以當時,,由題意,,所以,,解得或(舍去).故答案為:2.例3已知,函數(shù)(1)若函數(shù)過點,求此時函數(shù)的解析式;(2)設(shè),若對任意,函數(shù)在區(qū)間上的最大值與最小值的差不超過1,求的取值范圍.【答案】(1)(2)【分析】(1)將點代入可求出,進而得到解析式;(2)由復合函數(shù)的單調(diào)性知在區(qū)間上單調(diào)遞增,進而得到最大值與最小值,再由已知得到問題的等價不等式對任意恒成立,構(gòu)造新函數(shù),求最值可得出答案.(1)解:因為函數(shù)過點,即,解得,故;(2)因為是復合函數(shù),設(shè),,,在區(qū)間單調(diào)遞增,單調(diào)遞增,故函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,,由題意對任意恒成立,即對任意恒成立,即對任意恒成立,即對任意恒成立,設(shè),,只需即可,因為的對稱軸為,圖像是開口向下的拋物線,故在單調(diào)遞減,故,故.四.活學活用培優(yōu)訓練一、單選題1.下列函數(shù)是對數(shù)函數(shù)的是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)對數(shù)函數(shù)的概念即得.【詳解】因為函數(shù)(且)為對數(shù)函數(shù),所以ABC均為對數(shù)型復合函數(shù),而D是底數(shù)為自然常數(shù)的對數(shù)函數(shù).故選:D.2.若函數(shù)的圖象過點,則(
)A.3 B.1 C.-1 D.-3【答案】A【分析】因為函數(shù)圖象過一點,代入該點的坐標解方程即得解.【詳解】解:由已知得,所以,解得:,故選:A.3.函數(shù)定義域為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】利用根號下的數(shù)大于等于0,對數(shù)真數(shù)大于0,解得函數(shù)的定義域.【詳解】由題意可得:,解得,故選:B.4.已知函數(shù),,若存在,使得,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根據(jù)條件求出兩個函數(shù)在上的值域,結(jié)合若存在,使得,等價為兩個集合有公共元素,然后根據(jù)集合關(guān)系進行求解即可.【詳解】當時,,即,則的值域為[0,1],當時,,則的值域為,因為存在,使得,則若,則或,得或,則當時,,即實數(shù)a的取值范圍是,A,B,C錯,D對.故選:D.5.已知的值域為R,那么a的取值范圍是(
)A.(﹣∞,﹣1] B.(﹣1,) C.[﹣1,) D.(0,1)【答案】C【分析】先求出的值域,然后確定的值域所包含的集合,利用一次函數(shù)性質(zhì)可得.【詳解】當x≥1時,f(x)=lnx,其值域為[0,+∞),那么當x<1時,f(x)=(1﹣2a)x+3a的值域包括(﹣∞,0),∴1﹣2a>0,且f(1)=(1﹣2a)+3a≥0,解得:,且a≥﹣1.故選:C.6.函數(shù)的圖像大致為(
)A. B.C. D.【答案】C【分析】判斷出是偶函數(shù),結(jié)合可選出答案.【詳解】由已知可得函數(shù)的定義域為,,所以是偶函數(shù),函數(shù)圖像關(guān)于軸對稱,可排除A,B;由,可排除D.故選:C二、多選題7.在同一直角坐標系中,函數(shù),的圖象可能是(
)A. B.C. D.【答案】AC【解析】根據(jù)指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性判斷的取值范圍,對比兩函數(shù)圖像得出的的取值范圍即可判斷.【詳解】A:根據(jù)的圖像知對數(shù)函數(shù)在定義域上單調(diào)遞增,所以,圖像過點,所以;根據(jù)的圖像為的一條直線可判斷,且無論a為何值圖像均為,此類情況符合題意,A正確;B:由的圖像可知,若,對數(shù)函數(shù)的圖像應向右平移,選項中的圖像向左平移,故B錯誤;C:由對數(shù)函數(shù)的圖像知且,函數(shù)的圖像與直線交點的橫坐標小于1且函數(shù)單調(diào)遞減,所以且,C正確;D:由的圖像知函數(shù)單調(diào)遞減則,但未向右平移,錯誤.故選:AC【點睛】本題考查函數(shù)圖像問題,熟練掌握指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)的圖像與性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.8.下列四個函數(shù)中過相同定點的函數(shù)有(
)A. B.C. D.【答案】ABC【分析】根據(jù)函數(shù)解析式,結(jié)合冪指對函數(shù)的性質(zhì)確定各函數(shù)所過的定點坐標,即可判斷過相同定點的函數(shù).【詳解】A:必過;B:,由知函數(shù)
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