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人教B版高中數(shù)學(xué)必修第二冊全冊學(xué)案第四章指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)與冪函數(shù) -2-4.1指數(shù)與指數(shù)函數(shù) -2-4.1.1實數(shù)指數(shù)冪及其運算 -2-4.1.2指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像 -7-第1課時指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像 -7-第2課時指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像的應(yīng)用 -13-4.2對數(shù)與對數(shù)函數(shù) -19-4.2.1對數(shù)運算 -19-4.2.2對數(shù)運算法則 -23-4.2.3對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像 -28-第1課時對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像 -28-第2課時對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像的應(yīng)用 -33-4.3指數(shù)函數(shù)與對數(shù)函數(shù)的關(guān)系 -39-4.4冪函數(shù) -44-4.5增長速度的比較 -49-4.6函數(shù)的應(yīng)用(二) -54-第五章統(tǒng)計與概率 -59-5.1統(tǒng)計 -59-5.1.1數(shù)據(jù)的收集 -59-第1課時總體與樣本、簡單隨機抽樣 -59-第2課時分層抽樣 -65-5.1.2數(shù)據(jù)的數(shù)字特征 -70-5.1.3數(shù)據(jù)的直觀表示 -78-5.1.4用樣本估計總體 -86-5.3概率 -92-5.3.1樣本空間與事件 -92-5.3.2事件之間的關(guān)系與運算 -96-5.3.3古典概型 -102-5.3.4頻率與概率 -107-5.3.5隨機事件的獨立性 -110-5.4統(tǒng)計與概率的應(yīng)用 -116-第六章平面向量初步 -121-6.1平面向量及其線性運算 -121-6.1.1向量的概念 -121-6.1.2向量的加法 -126-6.1.3向量的減法 -132-6.1.4數(shù)乘向量 -137-6.1.5向量的線性運算 -141-6.2向量基本定理與向量的坐標(biāo) -146-6.2.1向量基本定理 -146-6.2.2直線上向量的坐標(biāo)及其運算 -151-6.2.3平面向量的坐標(biāo)及其運算 -154-6.3平面向量線性運算的應(yīng)用 -161-第四章指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)與冪函數(shù)4.1指數(shù)與指數(shù)函數(shù)4.1.1實數(shù)指數(shù)冪及其運算素養(yǎng)目標(biāo)·定方向課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)法解讀1.理解n次方根、n次根式的概念,能正確運用根式運算性質(zhì)化簡求值.2.理解有理數(shù)指數(shù)冪的含義,能正確運用其運算法則進行化簡、計算.3.理解無理數(shù)指數(shù)冪,了解指數(shù)冪的拓展過程.4.掌握實數(shù)指數(shù)冪的運算法則.1.通過學(xué)習(xí)n次方根、n次根式概念及有理數(shù)指數(shù)冪含義,提升數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng).2.通過根式運算性質(zhì)、有理數(shù)指數(shù)冪運算法則的應(yīng)用,提升數(shù)學(xué)運算素養(yǎng).3.通過學(xué)習(xí)無理數(shù)指數(shù)冪,了解無限逼近思想,提升數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng).4.通過實數(shù)指數(shù)冪運算法則的應(yīng)用,提升數(shù)學(xué)運算素養(yǎng).必備知識·探新知知識點n次方根(1)定義:給定大于1的正整數(shù)n和實數(shù)a,如果存在實數(shù)x,使得__xn=a__,則x稱為a的n次方根.(2)表示:n為奇數(shù)n為偶數(shù)a∈Ra>0a=0a<0x=__eq\r(n,a)__x=__±eq\r(n,a)__0不存在思考:對于式子eq\r(n,a)中a一定是非負(fù)數(shù)嗎?如不是,其范圍是什么?提示:不一定是非負(fù)數(shù),其范圍由n的奇偶決定;當(dāng)n為奇數(shù)時,a∈R;當(dāng)n為偶數(shù)時,a≥0.知識點根式(1)當(dāng)eq\r(n,a)有意義時,eq\r(n,a)稱為根式,n稱為__根指數(shù)__,a稱為被開方數(shù).(2)性質(zhì):①(eq\r(n,a))n=__a__;②eq\r(n,an)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(__a__,n為奇數(shù),,__|a|__,n為偶數(shù).))思考:(eq\r(n,a))n與eq\r(n,an)中的字母a的取值范圍是否一樣?提示:取值范圍不同.式子(eq\r(n,a))n中隱含a是有意義的,若n為偶數(shù),則a≥0,若n為奇數(shù),a∈R;式子eq\r(n,an)中,a∈R.分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的意義知識點正分?jǐn)?shù)指數(shù)冪n為正整數(shù),eq\r(n,a)有意義,且a≠0時,規(guī)定aeq\s\up4(\f(1,n))=__eq\r(n,a)__正分?jǐn)?shù)eq\f(m,n),aeq\s\up4(\f(m,n))=__(eq\r(n,a))m__=eq\r(n,am)負(fù)分?jǐn)?shù)指數(shù)冪s是正分?jǐn)?shù),as有意義且a≠0時,規(guī)定a-s=__eq\f(1,as)__思考:分?jǐn)?shù)指數(shù)冪中的eq\f(m,n)有什么規(guī)定?提示:eq\f(m,n)為既約分?jǐn)?shù),如果沒有特殊說明,一般總認(rèn)為分?jǐn)?shù)指數(shù)中的分?jǐn)?shù)都是既約分?jǐn)?shù).知識點無理數(shù)指數(shù)冪當(dāng)a>0且t是無理數(shù)時,at是一個確定的__實數(shù)__.思考:當(dāng)a>0時,式子ax中的x的范圍是什么?提示:x∈R.知識點實數(shù)指數(shù)冪的運算法則(a>0,b>0,r,s∈R)(1)aras=__ar+s__.(2)(ar)s=__ars__.(3)(ab)r=__arbr__.關(guān)鍵能力·攻重難題型探究題型n次方根的概念及相關(guān)問題典例剖析典例1(1)求使等式eq\r(a-3a2-9)=(3-a)eq\r(a+3)成立的實數(shù)a的取值范圍;(2)設(shè)-3<x<3,求eq\r(x2-2x+1)-eq\r(x2+6x+9)的值.[分析](1)利用eq\r(a2)=|a|進行討論化簡.(2)利用限制條件去絕對值號.[解析](1)eq\r(a-3a2-9)=eq\r(a-32a+3)=|a-3|eq\r(a+3),要使|a-3|eq\r(a+3)=(3-a)eq\r(a+3)成立,需eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a-3≤0,,a+3≥0,))解得-3≤a≤3,即實數(shù)a的取值范圍為[-3,3].(2)原式=eq\r(x-12)-eq\r(x+32)=|x-1|-|x+3|,∵-3<x<3,∴當(dāng)-3<x<1時,原式=-(x-1)-(x+3)=-2x-2;當(dāng)1≤x<3時,原式=(x-1)-(x+3)=-4.∴原式=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-2x-2,-3<x<1,,-4,1≤x<3.))規(guī)律方法:1.對于eq\r(n,a),當(dāng)n為偶數(shù)時,要注意兩點:(1)只有a≥0時才有意義;(2)只要eq\r(n,a)有意義,eq\r(n,a)必不為負(fù).2.當(dāng)n為偶數(shù)時,eq\r(n,an)先化為|a|,再根據(jù)a的正負(fù)去絕對值符號.對點訓(xùn)練1.(1)若eq\r(4,a-2)+(a-3)0有意義,則a的取值范圍是__[2,3)∪(3,+∞)__;(2)已知x∈[1,2],化簡(eq\r(4,x-1))4+eq\r(6,x-26)=__1__.[解析](1)由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a-2≥0,,a-3≠0,))得a≥2,且a≠3.(2)∵x∈[1,2],∴x-1≥0,x-2≤0,∴(eq\r(4,x-1))4+eq\r(6,x-26)=x-1+|x-2|=x-1-(x-2)=1.題型根式與分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的互化典例剖析典例2(1)用根式表示下列各式:aeq\s\up4(\f(1,5));aeq\s\up4(\f(3,4));a-eq\s\up4(\f(2,3));(2)用分?jǐn)?shù)指數(shù)冪表示下列各式:eq\r(3,a5);eq\r(3,a6);eq\f(1,\r(3,a2)).[分析]利用分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的定義求解.[解析](1)aeq\s\up4(\f(1,5))=eq\r(5,a);aeq\s\up4(\f(3,4))=eq\r(4,a3);a-eq\s\up4(\f(2,3))=eq\f(1,aeq\s\up4(\f(2,3)))=eq\f(1,\r(3,a2)).(2)eq\r(3,a5)=aeq\s\up4(\f(5,3));eq\r(3,a6)=aeq\s\up4(\f(6,3))=a2;eq\f(1,\r(3,a2))=eq\f(1,aeq\s\up4(\f(2,3)))=a-eq\s\up4(\f(2,3)).規(guī)律方法:根式與分?jǐn)?shù)指數(shù)冪互化的規(guī)律(1)根指數(shù)化為,分?jǐn)?shù)指數(shù)的分母,被開方數(shù)(式)的指數(shù)eq\o(→,\s\up7(化為))分?jǐn)?shù)指數(shù)的分子.(2)在具體計算時,通常會把根式轉(zhuǎn)化成分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的形式,然后利用有理數(shù)指數(shù)冪的運算法則解題.對點訓(xùn)練2.(1)用根式表示下列各式:xeq\s\up4(\f(3,5));x-eq\s\up4(\f(1,3));(2)用分?jǐn)?shù)指數(shù)冪表示下列各式:①eq\r(\f(b3,a2)·\r(\f(a2,b6)))(a>0,b>0);②eq\r(a-4b2\r(3,ab2))(a>0,b>0).[解析](1)xeq\s\up4(\f(3,5))=eq\r(5,x3);x-eq\s\up4(\f(1,3))=eq\f(1,\r(3,x)).(2)①eq\r(\f(b3,a2)·\r(\f(a2,b6)))=eq\r(\f(b3,a2)·\f(a,b3))=a-eq\s\up4(\f(1,2)).②eq\r(a-4b2\r(3,ab2))=eq\r(a-4b2·ab2eq\s\up4(\f(1,3)))=eq\r(a-4b2aeq\s\up4(\f(1,3))beq\s\up4(\f(2,3)))=eq\r(a-eq\s\up4(\f(11,3))beq\s\up4(\f(8,3)))=a-eq\s\up4(\f(11,6))beq\s\up4(\f(4,3)).題型有理(實數(shù))指數(shù)冪的運算法則的應(yīng)用典例剖析典例3化簡:(1)(5x-eq\s\up4(\f(2,3))yeq\s\up4(\f(1,2)))·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,4)x-1yeq\s\up4(\f(1,2))))·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5,6)xeq\s\up4(\f(1,3))y-eq\s\up4(\f(1,6))))(其中x>0,y>0);(2)0.064-eq\s\up4(\f(1,3))-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(7,8)))0+[(-2)3]-eq\s\up4(\f(4,3))+16-0.75;(3)32+eq\r(3)×27-eq\f(\r(3),3);(4)(1+eq\r(2))[(-eq\r(2)-1)-2(eq\r(2))eq\s\up4(\f(1,2))]eq\s\up4(\f(1,2))+(eq\r(2))1-eq\r(3)×(eq\r(2))1+eq\r(3).[分析]利用冪的運算法則計算.[解析](1)原式=eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(5×-\f(1,4)×-\f(5,6)))·x-eq\s\up4(\f(2,3))+(-1)+eq\f(1,3)·yeq\s\up4(\f(1,2))+eq\s\up4(\f(1,2))-eq\f(1,6)=eq\f(25,24)x-eq\s\up4(\f(4,3))yeq\s\up4(\f(5,6)).(2)原式=0.4-1-1+(-2)-4+2-3=eq\f(5,2)-1+eq\f(1,16)+eq\f(1,8)=eq\f(27,16).(3)32+eq\r(3)×27-eq\s\up4(\f(eq\r(3),3))=32+eq\r(3)×(33)-eq\s\up4(\f(eq\r(3),3))=32+eq\r(3)×3-eq\r(3)=32+eq\r(3)-eq\r(3)=32=9.(4)(1+eq\r(2))[(-eq\r(2)-1)-2(eq\r(2))eq\s\up4(\f(1,2))]eq\s\up4(\f(1,2))+(eq\r(2))1-eq\r(3)×(eq\r(2))1+eq\r(3)=(1+eq\r(2))[(eq\r(2)+1)-2·(eq\r(2))eq\s\up4(\f(1,2))]eq\s\up4(\f(1,2))+(eq\r(2))1-eq\r(3)+1+eq\r(3)=(1+eq\r(2))[(eq\r(2)+1)-2×eq\f(1,2)(eq\r(2))eq\s\up4(\f(1,2))×eq\s\up4(\f(1,2))]+(eq\r(2))2=(1+eq\r(2))·[(eq\r(2)+1)-1·(eq\r(2))eq\s\up4(\f(1,4))]+2=(eq\r(2))eq\s\up4(\f(1,4))+2=2+2eq\s\up4(\f(1,8)).規(guī)律方法:指數(shù)冪的一般運算步驟是:有括號先算括號里的;無括號先做指數(shù)運算.負(fù)指數(shù)冪化為正指數(shù)冪的倒數(shù).底數(shù)是負(fù)數(shù),先確定符號,底數(shù)是小數(shù),先要化成分?jǐn)?shù),底數(shù)是帶分?jǐn)?shù),先要化成假分?jǐn)?shù),然后要盡可能用冪的形式表示,便于用指數(shù)冪的運算性質(zhì).對點訓(xùn)練3.化簡與求值(1)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-3\f(3,8)))-eq\s\up4(\f(2,3))+(0.002)-eq\s\up4(\f(1,2))-10(eq\r(5)-2)-1+(eq\r(2)-eq\r(3))0;(2)eq\r(3,a\f(3,2)·\r(a-3))·eq\r(a-5-eq\s\up4(\f(1,2))·a-eq\s\up4(\f(1,2))13).[解析](1)原式=(-1)-eq\s\up4(\f(2,3))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3\f(3,8)))-eq\s\up4(\f(2,3))+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,500)))-eq\f(1,2)-eq\f(10,\r(5)-2)+1=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(27,8)))-eq\s\up4(\f(2,3))+(500)eq\s\up4(\f(1,2))-10(eq\r(5)+2)+1=eq\f(4,9)+10eq\r(5)-10eq\r(5)-20+1=-eq\f(167,9).(2)原式=(aeq\s\up4(\f(3,2))·a-eq\s\up4(\f(2,3)))eq\s\up4(\f(1,3))·[(a-5)-eq\s\up4(\f(1,2))·(a-eq\s\up4(\f(1,2)))13]eq\s\up4(\f(1,2))=(a0)eq\s\up4(\f(1,3))·(aeq\s\up4(\f(5,2))·a-eq\s\up4(\f(2,3)))eq\s\up4(\f(1,2))=(a-4)eq\s\up4(\f(1,2))=a-2.易錯警示典例剖析典例4化簡(1-a)[(a-1)-2·(-a)eq\s\up4(\f(1,2))]eq\s\up4(\f(1,2)).[錯解]原式=(1-a)(a-1)-1·(-a)eq\s\up4(\f(1,4))=-(-a)eq\s\up4(\f(1,4)).[辨析]誤解中忽略了題中有(-a)eq\s\up4(\f(1,2)),即-a≥0,a≤0,則[(a-1)-2]eq\s\up4(\f(1,2))≠(a-1)-1.[正解]∵(-a)eq\s\up4(\f(1,2))存在,∴-a≥0,故a-1<0,原式=(1-a)·(1-a)-1(-a)eq\s\up4(\f(1,4))=(-a)eq\s\up4(\f(1,4)).4.1.2指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像第1課時指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像素養(yǎng)目標(biāo)·定方向課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)法解讀1.了解指數(shù)函數(shù)的實際背景,理解指數(shù)函數(shù)的概念.2.掌握指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像.3.初步學(xué)會運用指數(shù)函數(shù)來解決問題.1.通過理解指數(shù)函數(shù)的概念和意義,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng).2.通過利用計算機軟件作指數(shù)函數(shù)的圖像,發(fā)展直觀想象素養(yǎng).3.通過指數(shù)函數(shù)的實際應(yīng)用,提升數(shù)學(xué)建模素養(yǎng).必備知識·探新知知識點指數(shù)函數(shù)函數(shù)__y=ax__稱為指數(shù)函數(shù),其中a是常數(shù),a>0且a≠1.思考:(1)為什么指數(shù)函數(shù)的底數(shù)a>0,且a≠1?(2)指數(shù)函數(shù)的解析式有什么特征?提示:(1)①如果a=0,當(dāng)x>0時,ax恒等于0,沒有研究的必要;當(dāng)x≤0時,ax無意義.②如果a<0,例如f(x)=(-4)x,這時對于x=eq\f(1,2),eq\f(1,4),…,該函數(shù)無意義.③如果a=1,則y=1x是一個常量,沒有研究的價值.為了避免上述各種情況,所以規(guī)定a>0,且a≠1.(2)①a>0,且a≠1,②ax的系數(shù)為1;③自變量x的系數(shù)為1.指數(shù)函數(shù)的圖像和性質(zhì)知識點0<a<1a>1圖像定義域?qū)崝?shù)集R值域__(0,+∞)__性質(zhì)過定點__(0,1)__是__減__函數(shù)是__增__函數(shù)思考:(1)對于指數(shù)函數(shù)y=2x,y=3x,y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x,y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))x,…,為什么一定過點(0,1)?(2)對于指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0且a≠1),在下表中,?處y的范圍是什么?底數(shù)x的范圍y的范圍a>1x>0?x<0?0<a<1x>0?x<0?提示:(1)當(dāng)x=0時,a0=1恒成立,即指數(shù)函數(shù)的圖像一定過點(0,1).(2)底數(shù)x的范圍y的范圍a>1x>0y>1x<00<y<10<a<1x>00<y<1x<0y>1關(guān)鍵能力·攻重難題型探究題型指數(shù)函數(shù)的概念典例剖析典例1(1)函數(shù)y=(a2-3a+3)·ax是指數(shù)函數(shù),則a的值為__2__.(2)指數(shù)函數(shù)y=f(x)的圖像經(jīng)過點(π,e),則f(-π)=__eq\f(1,e)__.[分析](1)根據(jù)指數(shù)函數(shù)解析式的特征列方程求解.(2)設(shè)出指數(shù)函數(shù)的解析式,代入點的坐標(biāo)求f(-π).[解析](1)由題意得a2-3a+3=1,即(a-2)(a-1)=0,解得a=2或a=1(舍).(2)設(shè)指數(shù)函數(shù)為y=ax(a>0且a≠1),則e=aπ,所以f(-π)=a-π=(aπ)-1=e-1=eq\f(1,e).規(guī)律方法:1.判斷一個函數(shù)是指數(shù)函數(shù)的方法(1)把握指數(shù)函數(shù)解析式的特征:①底數(shù)a>0,且a≠1;②ax的系數(shù)為1;③自變量x的系數(shù)為1.(2)有些函數(shù)需要對解析式變形后判斷,如y=eq\f(1,3x)=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))x是指數(shù)函數(shù).2.求指數(shù)函數(shù)解析式的步驟(1)設(shè)指數(shù)函數(shù)的解析式f(x)=ax(a>0且a≠1).(2)利用已知條件求底數(shù)A.(3)寫出指數(shù)函數(shù)的解析式.對點訓(xùn)練1.(1)函數(shù)f(x)=(2a-3)ax是指數(shù)函數(shù),則f(1)=(D)A.8 B.eq\f(3,2)C.4 D.2(2)指數(shù)函數(shù)y=f(x)的圖像經(jīng)過點eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-2,\f(1,4))),那么f(4)·f(2)=__64__.[解析](1)因為f(x)=(2a-3)ax為指數(shù)函數(shù),所以2a-3=1,解得a=2,所以f(1)=21=2.(2)設(shè)指數(shù)函數(shù)的解析式為y=ax(a>0且a≠1),因為函數(shù)的圖像經(jīng)過點eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-2,\f(1,4))),所以eq\f(1,4)=a-2,所以a=2,所以指數(shù)函數(shù)的解析式為y=2x,所以f(4)·f(2)=24×22=26=64.題型指數(shù)函數(shù)的圖像問題典例剖析典例2(1)函數(shù)y=ax,y=x+a在同一坐標(biāo)系中的圖像可能是(D)(2)要得到函數(shù)y=23-x的圖像,只需將函數(shù)y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x的圖像(A)A.向右平移3個單位 B.向左平移3個單位C.向右平移8個單位 D.向左平移8個單位[分析](1)要注意對a進行討論,分0<a<1和a>1兩種情況討論判斷.(2)先對解析式變形,再進行判斷.[解析](1)函數(shù)y=x+a單調(diào)遞增.由題意知a>0且a≠1.當(dāng)0<a<1時,y=ax單調(diào)遞減,直線y=x+a在y軸上的截距大于0且小于1;當(dāng)a>1時,y=ax單調(diào)遞增,直線y=x+a在y軸上的截距大于1.故選D.(2)因為y=23-x=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x-3,所以y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x的圖像向右平移3個單位得到y(tǒng)=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x-3,即y=23-x的圖像.規(guī)律方法:1.函數(shù)圖像問題的處理技巧(1)抓住圖像上的特殊點,如指數(shù)函數(shù)的圖像過定點.(2)利用圖像變換,如函數(shù)圖像的平移變換(左右平移、上下平移).(3)利用函數(shù)的奇偶性與單調(diào)性,奇偶性確定函數(shù)的對稱情況,單調(diào)性決定函數(shù)圖像的走勢.2.指數(shù)型函數(shù)圖像過定點問題的處理策略求指數(shù)型函數(shù)圖像所過的定點時,只需令指數(shù)為0,求出對應(yīng)的x與y的值,即為函數(shù)圖像所過的定點.對點訓(xùn)練2.(1)圖中曲線C1,C2,C3,C4分別是指數(shù)函數(shù)y=ax,y=bx,y=cx,y=dx的圖像,則a,b,c,d與1之間的大小關(guān)系是(D)A.a(chǎn)<b<1<c<dB.a(chǎn)<b<1<d<cC.b<a<1<c<dD.b<a<1<d<c(2)若函數(shù)y=ax+m-1(a>0)的圖像經(jīng)過第一、三和第四象限,則(B)A.a(chǎn)>1 B.a(chǎn)>1,且m<0C.0<a<1,且m>0 D.0<a<1[解析](1)過點(1,0)作直線x=1,在第一象限內(nèi)分別與各曲線相交,可知1<d<c,b<a<1,故b<a<1<d<C.(2)y=ax(a>0)的圖像在第一、二象限內(nèi),欲使y=ax+m-1的圖像經(jīng)過第一、三、四象限,必須將y=ax向下移動.當(dāng)0<a<1時,圖像向下移動,只能經(jīng)過第一、二、四象限或第二、三、四象限,故只有當(dāng)a>1時,圖像向下移動才可能經(jīng)過第一、三、四象限.當(dāng)a>1時,圖像向下移動不超過一個單位時,圖像經(jīng)過第一、二、三象限,向下移動一個單位時,圖像恰好經(jīng)過原點和第一、三象限,欲使圖像經(jīng)過第一、三、四象限,則必須向下平移超過一個單位,故m-1<-1,所以m<0,故選B.題型指數(shù)函數(shù)的定義域、值域問題典例剖析典例3(1)當(dāng)x>0時,函數(shù)f(x)=(a2-1)x的值域為(1,+∞),則實數(shù)a的取值范圍是(D)A.(-eq\r(2),-1)∪(1,eq\r(2)) B.(-1,1)C.(-∞,-1)∪(1,+∞) D.(-∞,-eq\r(2))∪(eq\r(2),+∞)(2)函數(shù)y=5eq\r(2x-1)的定義域為__eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(x≥\f(1,2)))))__.[分析](1)根據(jù)指數(shù)函數(shù)的圖像,函數(shù)值恒大于1,底數(shù)應(yīng)該大于1可得.(2)根據(jù)根式的性質(zhì),被開方數(shù)大于或等于0求解.[解析](1)當(dāng)x>0時,函數(shù)f(x)=(a2-1)x的值總大于1,則底數(shù)a2-1>1,a2>2,所以|a|>eq\r(2),所以實數(shù)a的取值范圍是(-∞,-eq\r(2))∪(eq\r(2),+∞).(2)要使函數(shù)y=5eq\r(2x-1)有意義,則2x-1≥0,所以x≥eq\f(1,2).所以函數(shù)y=5eq\r(2x-1)的定義域為eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(x≥\f(1,2))))).規(guī)律方法:函數(shù)y=af(x)定義域、值域的求法(1)定義域:形如y=af(x)形式的函數(shù)的定義域是使得f(x)有意義的x的取值集合.(2)值域:①換元,令t=f(x);②求t=f(x)的定義域x∈D;③求t=f(x)的值域t∈M;④利用y=at的單調(diào)性求y=at,t∈M的值域.提醒:(1)通過建立不等關(guān)系求定義域時,要注意解集為各不等關(guān)系解集的交集.(2)當(dāng)指數(shù)型函數(shù)的底數(shù)含字母時,在求定義域、值域時要注意分類討論.對點訓(xùn)練3.(1)已知集合A={x|y=2eq\s\up7(\f(1,x-4))},B={0,2,4},A∩B=____________;(2)求函數(shù)y=3eq\s\up4(\f(1,eq\r(2x-4)))的定義域和值域.[解析](1)要使y=2eq\s\up7(\f(1,x-4))有意義需x-4≠0,則x≠4,即A={x|x≠4,x∈R},所以A∩B={0,2}.(2)要使函數(shù)y=3eq\s\up4(\f(1,eq\r(2x-4)))有意義,只需2x-4>0,解得x>2;令t=eq\s\up4(\f(1,eq\r(2x-4))),則t>0,由于函數(shù)y=3t在t∈(0,+∞)上是增函數(shù),故3t>1.故函數(shù)y=3eq\s\up4(\f(1,eq\r(2x-4)))的定義域為{x|x>2},值域為{y|y>1}.誤區(qū)警示:此題易忽略2x-4≠0,而誤認(rèn)為2x-4≥0從而造成錯誤.易錯警示典例剖析典例4若函數(shù)f(x)=ax-1(a>0,a≠1)的定義域和值域都是[0,2],求實數(shù)a的值.[錯解]∵函數(shù)f(x)=ax-1(a>0,a≠1)的定義域和值域都是[0,2],∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a0-1=2,a2-1=0)),∴a=eq\r(3).故實數(shù)a的值為eq\r(3).[辨析]誤解中沒有對a進行分類討論.[正解]當(dāng)a>1時,函數(shù)f(x)=ax-1在[0,2]上是增函數(shù),由題意可知,eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a0-1=0,a2-1=2)),解得a=eq\r(3).當(dāng)0<a<1時,函數(shù)f(x)=ax-1在[0,2]上是減函數(shù),由題意可知,eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a0-1=2,a2-1=0)),此時a無解.綜上所述,a=eq\r(3).第2課時指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像的應(yīng)用素養(yǎng)目標(biāo)·定方向課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)法解讀1.進一步熟練掌握指數(shù)函數(shù)的圖像、性質(zhì).2.會求指數(shù)型函數(shù)的定義域、值域、最值,以及能判斷與證明單調(diào)性.3.能夠利用指數(shù)函數(shù)的圖像和性質(zhì)比較數(shù)的大小、解不等式.1.通過例題進一步深入理解指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性及其應(yīng)用,提升學(xué)生的邏輯推理素養(yǎng).2.借助指數(shù)函數(shù)的性質(zhì),研究指數(shù)型函數(shù)的相關(guān)問題,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)運算及數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng).必備知識·探新知知識點底數(shù)與指數(shù)函數(shù)圖像的關(guān)系(1)由指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0且a≠1)的圖像與直線x=1相交于點(1,a)可知,在y軸右側(cè),圖像從__下__到__上__相應(yīng)的底數(shù)由小變大.(2)由指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0且a≠1)的圖像與直線x=-1相交于點eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,\f(1,a)))可知,在y軸左側(cè),圖像從下到上相應(yīng)的底數(shù)__由大變小__.如圖所示,指數(shù)函數(shù)底數(shù)的大小關(guān)系為0<a4<a3<1<a2<a1.知識點解指數(shù)型不等式(1)形如af(x)>ag(x)的不等式,可借助y=ax(a>0且a≠1)的__單調(diào)性__求解;(2)形如af(x)>b的不等式,可將b化為以a為底數(shù)的指數(shù)冪的形式,再借助y=ax(a>0且a≠1)的__單調(diào)性__求解;(3)形如ax>bx的不等式,可借助兩函數(shù)y=ax(a>0且a≠1),y=bx(b>0且b≠1)的圖像求解.知識點與指數(shù)函數(shù)復(fù)合的函數(shù)單調(diào)性一般地,形如y=af(x)(a>0且a≠1)函數(shù)的性質(zhì)有:(1)函數(shù)y=af(x)與函數(shù)y=f(x)有__相同__的定義域.(2)當(dāng)a>1時,函數(shù)y=af(x)與y=f(x)具有__相同__的單調(diào)性;當(dāng)0<a<1時,函數(shù)y=af(x)與y=f(x)具有__相反__的單調(diào)性.思考:(1)指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0且a≠1)的單調(diào)性取決于哪個量?(2)如何判斷形如y=f(ax)(a>0且a≠1)的函數(shù)的單調(diào)性?提示:(1)指數(shù)函數(shù)y=ax(a>0且a≠1)的單調(diào)性與其底數(shù)a有關(guān),當(dāng)a>1時,y=ax(a>0且a≠1)在定義域上是增函數(shù),當(dāng)0<a<1時,y=ax(a>0且a≠1)在定義域上是減函數(shù).(2)①定義法,即“取值—作差—變形—定號”.其中,在定號過程中需要用到指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性;②利用復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性“同增異減”的規(guī)律.關(guān)鍵能力·攻重難題型探究題型指數(shù)函數(shù)性質(zhì)的簡單應(yīng)用典例剖析典例1比較下列各組數(shù)的大?。?1)1.72.5,1.73;(2)0.8-0.1,0.8-0.2;(3)1.70.3,0.93.1;(4)eq\r(5,5),eq\r(3,3),eq\r(2).[分析]底數(shù)相同的冪值ab與ac比較大小,一般用y=ax的單調(diào)性;指數(shù)相同的冪值ac與bc比較大小,可在同一坐標(biāo)系中,畫出y=ax與y=bx的圖像考察x=c時,函數(shù)值的大?。坏讛?shù)與指數(shù)均不同的一般考慮先化同底.不方便化時,常借助中間量0、1等過渡.[解析](1)考查指數(shù)函數(shù)y=1.7x,由于底數(shù)1.7>1,所以指數(shù)函數(shù)y=1.7x在(-∞,+∞)上是增函數(shù).∵2.5<3,∴1.72.5<1.73.(2)考查函數(shù)y=0.8x,由于0<0.8<1,所以指數(shù)函數(shù)y=0.8x在(-∞,+∞)上為減函數(shù).∵-0.1>-0.2,∴0.8-0.1<0.8-0.2.(3)由指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)得1.70.3>1.70=1,0.93.1<0.90=1,∴1.70.3>0.93.1.(4)底數(shù)不同、根指數(shù)也不同的兩個數(shù)比較其大小,要化為同底數(shù)的或化為同指數(shù)的再作比較.∵eq\r(2)=2eq\s\up4(\f(1,2))=(23)eq\s\up10(\f(1,6))=8eq\s\up10(\f(1,6)),eq\r(3,3)=3eq\s\up10(\f(1,3))=(32)eq\s\up10(\f(1,6))=9eq\s\up10(\f(1,6))而8<9.∴8eq\s\up10(\f(1,6))<9eq\s\up10(\f(1,6)),即eq\r(2)<eq\r(3,3),又eq\r(2)=2eq\s\up4(\f(1,2))=(25)eq\s\up4(\f(1,10))=32eq\s\up4(\f(1,10)),eq\r(5,5)=5eq\s\up10(\f(1,5))=(52)eq\s\up4(\f(1,10)),而25<32,∴eq\r(5,5)<eq\r(2).總之,eq\r(5,5)<eq\r(2)<eq\r(3,3).規(guī)律方法:利用指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)比較大小的方法:1.把這兩個數(shù)看作指數(shù)函數(shù)的兩個函數(shù)值,再利用指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性比較.2.若兩個數(shù)不是同一個函數(shù)的兩個函數(shù)值,則尋求一個中間量,中間量常選1,兩個數(shù)都與這個中間量進行比較.對點訓(xùn)練1.比較下列各題中兩個值的大小.(1)0.3x與0.3x+1;(2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))-2與2eq\s\up4(\f(1,2)).[解析](1)∵y=0.3x為減函數(shù),又x<x+1,∴0.3x>0.3x+1.(2)化同底為:(eq\f(1,2))-2=22,與2eq\s\up4(\f(1,2)),∵函數(shù)y=2x為增函數(shù),2>eq\f(1,2).∴22>2eq\s\up4(\f(1,2)),即(eq\f(1,2))-2>2eq\s\up4(\f(1,2)).題型形如y=af(x)類型函數(shù)的單調(diào)性與值域典例剖析典例2求函數(shù)y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))-x2+x+2的單調(diào)遞增區(qū)間、值域.[分析]利用復(fù)合函數(shù)單調(diào)性的原則“同增異減”求解[解析]令t=-x2+x+2,則y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))t,因為t=-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))2+eq\f(9,4),可得t的減區(qū)間為eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),+∞)),因為函數(shù)y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))t在R上是減函數(shù),所以函數(shù)y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))-x2+x+2的單調(diào)遞增區(qū)間eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),+∞));又t≤eq\f(9,4),所以eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))t≥eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(9,4),所以函數(shù)y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))-x2+x+2值域為eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\f(9,4),+∞)).規(guī)律方法:復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性、值域(1)分層:一般分為外層y=at,內(nèi)層t=f(x).(2)單調(diào)性復(fù)合:復(fù)合法則“同增異減”,即內(nèi)外層的單調(diào)性相同則為增函數(shù),單調(diào)性相反則為減函數(shù).(3)值域復(fù)合:先求內(nèi)層t的值域,再利用單調(diào)性求y=at的值域.對點訓(xùn)練2.函數(shù)f(x)=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))x2-2x的單調(diào)遞減區(qū)間是__[1,+∞)__,值域是__eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,\f(3,2)))__.[解析]令t=x2-2x=(x-1)2-1,則f(x)=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))t,利用二次函數(shù)的性質(zhì)可得函數(shù)t的增區(qū)間為[1,+∞),所以函數(shù)f(x)=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))x2-2x的減區(qū)間是[1,+∞);因為t≥-1,所以f(x)≤eq\f(3,2),所以函數(shù)f(x)=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)))x2-2x的值域為eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,\f(3,2))).題型指數(shù)函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用典例剖析典例3(1)已知函數(shù)f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(ax,x≥1,,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4-\f(a,2)))x+2,x<1,))對任意x1≠x2,都有eq\f(fx1-fx2,x1-x2)>0成立,則實數(shù)a的取值范圍是(B)A.(4,8) B.[4,8)C.(1,+∞) D.(1,8)(2)已知函數(shù)f(x)=eq\f(a·2x-1,1+2x)是R上的奇函數(shù).①判斷并證明f(x)的單調(diào)性;②若對任意實數(shù),不等式f[f(x)]+f(3-m)>0恒成立,求m的取值范圍.[解析](1)因為分段函數(shù)為增函數(shù),所以滿足eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a>1,,4-\f(a,2)>0,,a≥6-\f(a,2),))解得4≤a<8.(2)①因為f(x)為R上的奇函數(shù),所以f(0)=0,即eq\f(a-1,2)=0,由此得a=1,所以f(x)=eq\f(2x-1,2x+1)=1-eq\f(2,2x+1),所以f(x)為R上的增函數(shù).證明:設(shè)x1<x2,則f(x1)-f(x2)=1-eq\f(2,2x1+1)-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(2,2x2+1)))=eq\f(2,2x2+1)-eq\f(2,2x1+1),因為x1<x2,所以eq\f(2,2x2+1)-eq\f(2,2x1+1)<0,所以f(x1)<f(x2),所以f(x)為R上的增函數(shù).②因為f(x)為R上的奇函數(shù).所以原不等式可化為f[f(x)]>-f(3-m),即f[f(x)]>f(m-3),又因為f(x)為R上的增函數(shù),所以f(x)>m-3,由此可得不等式m<f(x)+3=4-eq\f(2,2x+1)對任意實數(shù)x恒成立,由2x>0?2x+1>1?0<eq\f(2,2x+1)<2?-2<-eq\f(2,2x+1)<0?2<4-eq\f(2,2x+1)<4,所以m≤2.規(guī)律方法:1.關(guān)于分段函數(shù)y=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(fx,x≤x0,,gx,x>x0))的單調(diào)性(1)增函數(shù):f(x),g(x)均為增函數(shù),且f(x0)≤g(x0).(2)減函數(shù):f(x),g(x)均為減函數(shù),且f(x0)≥g(x0).2.含參數(shù)恒成立問題的一種處理方法將參數(shù)分離到左側(cè),根據(jù)不等號恒成立的方向,求出右側(cè)函數(shù)的最大值或最小值,即可得到參數(shù)的范圍.特別提醒:已知分段函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù)的范圍時,容易忽視判斷分界點處取值的大?。畬c訓(xùn)練3.(1)若將本例(1)中的函數(shù)改為f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2-ax+1,x<1,,ax,x≥1,))其他條件不變,試求a的范圍;(2)已知f(x)是定義在[-2,2]上的奇函數(shù),當(dāng)x∈(0,2]時,f(x)=2x-1,函數(shù)g(x)=x2-2x+m.如果對于任意的x1∈[-2,2],總存在x2∈[-2,2],使得f(x1)≤g(x2),則實數(shù)m的取值范圍是__m≥-5__.[解析](1)因為函數(shù)f(x)滿足對任意x1≠x2,都有eq\f(fx1-fx2,x1-x2)>0成立,所以函數(shù)f(x)在定義域上是增函數(shù),則滿足eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2-a>0,,a>1,,2-a+1≤a,))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a<2,a>1,,a≥\f(3,2).))得eq\f(3,2)≤a<2.(2)因為f(x)是定義在[-2,2]上的奇函數(shù),所以f(0)=0,當(dāng)x∈(0,2]時,f(x)=2x-1∈(0,3],則當(dāng)x∈[-2,2]時,f(x)∈[-3,3],若對于?x1∈[-2,2],?x2∈[-2,2],使得g(x2)≥f(x1),則等價為g(x)max≥3,因為g(x)=x2-2x+m=(x-1)2+m-1,x∈[-2,2],所以g(x)max=g(-2)=8+m,則滿足8+m≥3解得m≥-5.易錯警示典例剖析典例4求函數(shù)y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))x+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x+1的值域.[錯解]令t=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x,則y=t2+t+1=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t+\f(1,2)))2+eq\f(3,4),所以t=-eq\f(1,2)時,ymin=eq\f(3,4),所以函數(shù)的值域為eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4),+∞)).[辨析]在換元時,令t=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x,所以eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x>0,在誤解中忽略了這一點.[正解]令t=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x,則y=t2+t+1=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t+\f(1,2)))2+eq\f(3,4).因為t>0,y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t+\f(1,2)))2+eq\f(3,4)在(0,+∞)上是增函數(shù),所以y>1,即函數(shù)的值域為(1,+∞).4.2對數(shù)與對數(shù)函數(shù)4.2.1對數(shù)運算素養(yǎng)目標(biāo)·定方向課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)法解讀1.理解對數(shù)的概念.2.知道自然對數(shù)和常用對數(shù).3.通過閱讀材料,了解對數(shù)的發(fā)現(xiàn)歷史以及對簡化運算的作用.1.會用對數(shù)的定義進行對數(shù)式與指數(shù)式的互化.2.理解和掌握對數(shù)的性質(zhì),會求簡單的對數(shù)值,發(fā)展數(shù)學(xué)抽象及數(shù)學(xué)運算素養(yǎng).必備知識·探新知知識點對數(shù)的概念(1)定義:在代數(shù)式ab=N(a>0且a≠1),N∈(0,+∞)中,冪指數(shù)b稱為以a為底N的對數(shù).(2)記法:b=__logaN__,a稱為對數(shù)的__底數(shù)__,N稱為對數(shù)的__真數(shù)__.(3)范圍:N>0,即__負(fù)數(shù)和零沒有對數(shù)__.思考:(1)為什么負(fù)數(shù)和零沒有對數(shù)?(2)對數(shù)式logaN是不是loga與N的乘積?提示:(1)因為b=logaN的充要條件是ab=N,當(dāng)a>0且a≠1時,由指數(shù)函數(shù)的值域可知N>0,故負(fù)數(shù)和零沒有對數(shù).(2)不是,logaN是一個整體,是求冪指數(shù)的一種運算,其運算結(jié)果是一個實數(shù).知識點對數(shù)恒等式(1)alogaN=N.(2)logaab=B.知識點常用對數(shù)與自然對數(shù)(1)常用對數(shù):log10N,簡寫為lgN.(2)自然對數(shù):logeN,簡寫為lnN,e=2.71828….關(guān)鍵能力·攻重難題型探究題型對數(shù)的概念典例剖析典例1若a2020=b(a>0,且a≠1),則(A)A.logab=2020 B.logba=2020C.log2020a=b D.log2020b=a(2)對數(shù)式log(a-2)(5-a)中實數(shù)a的取值范圍是(C)A.(-∞,5) B.(2,5)C.(2,3)∪(3,5) D.(2,+∞)(3)下列指數(shù)式與對數(shù)式互化不正確的一組是(B)A.e0=1與ln1=0B.log39=2與9eq\s\up4(\f(1,2))=3C.8-eq\s\up4(\f(1,3))=eq\f(1,2)與log8eq\f(1,2)=-eq\f(1,3)D.log77=1與71=7[分析](1)根據(jù)對數(shù)的定義轉(zhuǎn)化.(2)對數(shù)式中底數(shù)大于0且不等于1,真數(shù)大于0.(3)根據(jù)對數(shù)式的定義判斷.[解析](1)若a2020=b(a>0,且a≠1)則logab=2020.(2)由題意得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a-2>0,,a-2≠1,,5-a>0,))解得2<a<3或3<a<5.(3)由指、對數(shù)式的互化可知,A、C、D正確;對于B選項log39=2可化為32=9,所以B選項錯誤.規(guī)律方法:指數(shù)式與對數(shù)式互化的思路(1)指數(shù)式化為對數(shù)式:將指數(shù)式的冪作為真數(shù),指數(shù)作為對數(shù),底數(shù)不變,寫出對數(shù)式.(2)對數(shù)式化為指數(shù)式:將對數(shù)式的真數(shù)作為冪,對數(shù)作為指數(shù),底數(shù)不變,寫出指數(shù)式.對點訓(xùn)練1.(1)如果a5=b(a>0且a≠1,b>0),則(A)A.logab=5 B.loga5=bC.log5a=b D.log5b=a(2)若對數(shù)式log(t-2)3有意義,則實數(shù)t的取值范圍是(B)A.[2,+∞) B.(2,3)∪(3,+∞)C.(-∞,2) D.(2,+∞)[解析](1)如果a5=b(a>0,且a≠1,b>0)則化為對數(shù)式為logab=5.(2)由題意得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(t-2>0,t-2≠1)),解得t>2且t≠3.所以t的取值范圍是(2,3)∪(3,+∞)題型利用指數(shù)式與對數(shù)式關(guān)系求值角度1利用指數(shù)式與對數(shù)式的互化求值典例剖析典例2求下列各式的值:(1)log381;(2)log4eq\f(1,16);(3)logeq\s\do8(\f(1,2))8;(4)lg0.1.[解析](1)因為34=81,所以log381=4.(2)因為4-2=eq\f(1,16),所以log4eq\f(1,16)=-2.(3)因為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))-3=8,所以logeq\s\do8(\f(1,2))8=-3.(4)因為10-1=0.1,所以lg0.1=-1.角度2兩個特殊對數(shù)值的應(yīng)用典例3已知log2[log3(log4x)]=log3[log4(log2y)]=0,求x+y的值.[解析]因為log2[log3(log4x)]=0,所以log3(log4x)=1,所以log4x=3,所以x=43=64,同理求得y=16,所以x+y=80.規(guī)律方法:對數(shù)性質(zhì)在求值中的應(yīng)用1.對數(shù)運算時的常用性質(zhì):logaa=1,loga1=0.2.使用對數(shù)的性質(zhì)時,有時需要將底數(shù)或真數(shù)進行變形后才能運用;對于有多重對數(shù)符號的,可以先把內(nèi)層視為整體,逐層使用對數(shù)的性質(zhì).對點訓(xùn)練2.(1)log5[log3(log2x)]=0,則x-eq\s\up4(\f(1,2))等于(C)A.eq\f(\r(3),6) B.eq\f(\r(3),9)C.eq\f(\r(2),4) D.eq\f(2,3)(2)log3eq\f(1,27)=__-3__;log5625=__4__.[解析](1)因為log5[log3(log2x)]=0,所以log3(log2x)=1,所以log2x=3,所以x=23=8,所以x-eq\s\up4(\f(1,2))=8-eq\s\up4(\f(1,2))=eq\f(1,\r(8))=eq\f(\r(2),4).(2)因為3-3=eq\f(1,27),所以log3eq\f(1,27)=-3;因為54=625,所以log5625=4.題型對數(shù)恒等式的應(yīng)用典例剖析典例4計算:(1)71-log75;(2)4eq\s\up4(\f(1,2))(log29-log25);(3)alogab·logbc(a、b均為不等于1的正數(shù),c>0).[解析](1)原式=eq\f(7,7log75)=eq\f(7,5).(2)原式=2(log29-log25)=eq\f(2log29,2log25)=eq\f(9,5).(3)原式=(alogab)logbc=blogbc=C.規(guī)律方法:對于指數(shù)中含有對數(shù)值的式子進行化簡,應(yīng)充分考慮對數(shù)恒等式的應(yīng)用.這就要求首先要牢記對數(shù)恒等式,對于對數(shù)恒等式alogaN=N要注意格式:(1)它們是同底的;(2)指數(shù)中含有對數(shù)形式:(3)其值為對數(shù)的真數(shù).對點訓(xùn)練3.求31+log36-24+log23+103lg3+(eq\f(1,9))log34的值.[解析]原式=3·3log36-24·2log23+(10lg3)3+(3log34)-2=3×6-16×3+33+4-2=18-48+27+eq\f(1,16)=-eq\f(47,16).易錯警示典例剖析典例5求滿足等式log(x+3)(x2+3x)=1中x的值.[錯解]∵log(x+3)(x2+3x)=1,∴x2+3x=x+3,即x2+2x-3=0,解得x=-3或x=1.故滿足等式log(x+3)(x2+3x)=1中x的值為-3和1.[辨析]誤解中忽略了對數(shù)的真數(shù)與底數(shù)都必須為正數(shù),且底數(shù)不能等于1.[正解]由對數(shù)性質(zhì),得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2+3x>0,x+3>0,x+3≠1,x2+3x=x+3)),解得x=1.故滿足等式log(x+3)(x2+3x)=1的x的值為1.4.2.2對數(shù)運算法則素養(yǎng)目標(biāo)·定方向課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)法解讀1.理解積、商、冪的對數(shù),能進行簡單的對數(shù)運算.2.知道對數(shù)的換底公式,能將一般對數(shù)轉(zhuǎn)化為自然對數(shù)和常用對數(shù),并能進行簡單的化簡、計算.通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),掌握對數(shù)的運算法則及換底公式,會用對數(shù)的運算法則進行化簡求值,進一步提升數(shù)學(xué)抽象與數(shù)學(xué)運算素養(yǎng).必備知識·探新知知識點積、商、冪的對數(shù)若a>0,且a≠1,M>0,N>0,則有(1)積的對數(shù):__loga(MN)=logaM+logaN__.(2)商的對數(shù):__logaeq\f(M,N)=logaM-logaN__.(3)冪的對數(shù):__logaMn=nlogaM__.思考:在積的對數(shù)運算性質(zhì)中,三項的乘積式loga(MNQ)是否適用?你可以得到一個什么樣的結(jié)論?提示:適用,loga(MNQ)=logaM+logaN+logaQ,積的對數(shù)運算性質(zhì)可以推廣到n項的乘積.知識點換底公式若a>0,且a≠1,c>0,且c≠1,b>0,則有__logab=eq\f(logcb,logca)__.思考:(1)對數(shù)的換底公式用常用對數(shù)、自然對數(shù)表示是什么形式?(2)你能用換底公式推導(dǎo)出結(jié)論logNnMm=eq\f(m,n)logNM嗎?提示:(1)logab=eq\f(lgb,lga),logab=eq\f(lnb,lna).(2)logNnMm=eq\f(lgMm,lgNn)=eq\f(mlgM,nlgN)=eq\f(m,n)·eq\f(lgM,lgN)=eq\f(m,n)logNM.關(guān)鍵能力·攻重難題型探究題型利用對數(shù)的運算法則求值典例剖析典例1計算:(1)loga2+logaeq\f(1,2)(a>0且a≠1);(2)log318-log32;(3)2log510+log50.25;(4)2log525+3log264;(5)log2(log216);(6)62log63-20log71+log4eq\f(1,16).[解析](1)loga2+logaeq\f(1,2)=loga(2×eq\f(1,2))=loga1=0.(2)log318-log32=log3(18÷2)=log39=2.(3)2log510+log50.25=log5100+log50.25=log5(100×0.25)=log525=2.(4)2log525+3log264=2log552+3log226=4+18=22.(5)log2(log216)=log24=2.(6)原式=6log69-20×0+log44-2=9-2=7.規(guī)律方法:對于同底的對數(shù)的化簡,常用的方法:(1)“收”,將同底的兩對數(shù)的和(差)收成積(商)的對數(shù).(2)“拆”,將積(商)的對數(shù)拆成對數(shù)的和(差).對點訓(xùn)練1.計算log535+2log2eq\r(2)-log5eq\f(1,50)-log514的值.[解析]log535+2log2eq\r(2)-log5eq\f(1,50)-log514=log535+2×eq\f(1,2)+log550-log514=log5eq\f(35×50,14)+1=3+1=4.題型利用對數(shù)的運算法則化簡典例剖析典例2用lgx,lgy,lgz表示下列各式:(1)lg(xyz);(2)lgeq\f(xy2,z);(3)lgeq\f(xy3,\r(z));(4)lgeq\f(\r(x),y2z).[解析](1)lg(xyz)=lgx+lgy+lgz.(2)lgeq\f(xy2,z)=lg(xy2)-lgz=lgx+2lgy-lgz.(3)lgeq\f(xy3,\r(z))=lg(xy3)-lgeq\r(z)=lgx+3lgy-eq\f(1,2)lgz.(4)lgeq\f(\r(x),y2z)=lgeq\r(x)-lg(y2z)=eq\f(1,2)lgx-2lgy-lgz.規(guī)律方法:關(guān)于對數(shù)式的化簡首先觀察式子的結(jié)構(gòu)、層次特征,確定化簡的順序,其次利用積、商、冪的對數(shù)運算法則依次展開.對點訓(xùn)練2.lg2=a,lg3=b,試用a、b表示lg108,lgeq\f(18,25).[解析]lg108=lg(27×4)=lg(33×22)=lg33+lg22=3lg3+2lg2=2a+3B.lgeq\f(18,25)=lg18-lg25=lg(2×32)-lgeq\f(102,22)=lg2+lg32-lg102+lg22=lg2+2lg3-2+2lg2=3a+2b-2.題型換底公式及其應(yīng)用典例剖析典例3(1)已知log189=a,18b=5,用a、b表示log3645的值;(2)設(shè)3x=4y=6z>1,求證:eq\f(1,z)-eq\f(1,x)=eq\f(1,2y).[分析]在(1)中把所求的換成與已知同底的對數(shù),在(2)中可用整體代換法求出x,y,z,并結(jié)合換底公式與對數(shù)的運算性質(zhì)證明.[解析](1)由18b=5,得log185=b,∴l(xiāng)og3645=eq\f(log1845,log1836)=eq\f(log185+log189,1+log182)=eq\f(b+a,1+1-log189)=eq\f(a+b,2-a).(2)設(shè)3x=4y=6z=t,∵3x=4y=6z>1,∴t>1,∴x=eq\f(lgt,lg3),y=eq\f(lgt,lg4),z=eq\f(lgt,lg6),∴eq\f(1,z)-eq\f(1,x)=eq\f(lg6,lgt)-eq\f(lg3,lgt)=eq\f(lg2,lgt)=eq\f(lg4,2lgt)=eq\f(1,2y).∴eq\f(1,z)-eq\f(1,x)=eq\f(1,2y).規(guī)律方法:換底公式的應(yīng)用(1)一般利用常用對數(shù)或自然對數(shù)進行化簡求值.(2)注意指數(shù)式與對數(shù)式的互化在求值中的應(yīng)用.(3)注意一些常見結(jié)論的應(yīng)用,如對數(shù)的倒數(shù)公式eq\f(1,logab)=logbA.對點訓(xùn)練3.(1)若3a=7b=eq\r(21),求eq\f(1,a)+eq\f(1,b)的值;(2)設(shè)4a=5b=m,且eq\f(1,a)+eq\f(2,b)=1,求m的值.[解析](1)∵3a=7b=eq\r(21),∴a=log3eq\r(21),b=log7eq\r(21),∴eq\f(1,a)+eq\f(1,b)=eq\f(1,log3\r(21))+eq\f(1,log7\r(21))=eq\f(1,\f(lg\r(21),lg3))+eq\f(1,\f(lg\r(21),lg7))=eq\f(lg3+lg7,lg\r(21))=eq\f(lg21,\f(1,2)lg21)=2.(2)∵4a=5b=m,∴a=log4m,b=log5m,又eq\f(1,a)+eq\f(2,b)=1,∴eq\f(1,log4m)+eq\f(2,log5m)=1,即logm4+2logm5=1,∴l(xiāng)ogm100=1,∴m=100.易錯警示典例剖析典例4已知lgx+lgy=2lg(x-2y),求logeq\r(2)eq\f(x,y)的值.[錯解]∵lgx+lgy=2lg(x-2y),∴xy=(x-2y)2,即x2-5xy+4y2=0.∴(x-y)(x-4y)=0,解得x=y(tǒng)或x=4y.∵eq\f(x,y)=1或4,∴l(xiāng)ogeq\r(2)eq\f(x,y)=logeq\r(2)1=0或logeq\r(2)eq\f(x,y)=logeq\r(2)4=4.[辨析]誤解中忽視了對數(shù)的真數(shù)大于0這一條件.[正解]∵lgx+lgy=2lg(x-2y),∴xy=(x-2y)2,即x2-5xy+4y2=0.∴(x-y)(x-4y)=0,解得x=y(tǒng)或x=4y.∵x>0,y>0,x-2y>0,∴x=y(tǒng)應(yīng)舍去.∴eq\f(x,y)=4,∴l(xiāng)ogeq\r(2)eq\f(x,y)=logeq\r(2)4=4.4.2.3對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像第1課時對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像素養(yǎng)目標(biāo)·定方向課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)法解讀1.理解對數(shù)函數(shù)的概念.2.初步掌握對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像.理解對數(shù)函數(shù)的概念及對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)、直觀想象素養(yǎng)及數(shù)學(xué)運算素養(yǎng).必備知識·探新知知識點對數(shù)函數(shù)函數(shù)y=__logax__稱為對數(shù)函數(shù),其中a是常數(shù),a>0且a≠1.思考:(1)對數(shù)函數(shù)的定義域是什么?為什么?(2)對數(shù)函數(shù)的解析式有何特征?提示:(1)定義域為x>0,因為負(fù)數(shù)和零沒有對數(shù).(2)①a>0,且a≠1;②logax的系數(shù)為1;③自變量x的系數(shù)為1.對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)與圖像知識點0<a<1a>1圖像定義域__(0,+∞)__值域__R__性質(zhì)過__定點(1,0)____是減函數(shù)____是增函數(shù)__思考:(1)對于對數(shù)函數(shù)y=log2x,y=log3x,y=logeq\s\do8(\f(1,2))x,y=logeq\s\do8(\f(1,3))x,…,為什么一定過點(1,0)?(2)對于對數(shù)函數(shù)y=logax(a>0且a≠1),在表中,?處y的范圍是什么?底數(shù)x的范圍y的范圍a>1x>1?0<x<1?0<a<1x>1?0<x<1?提示:(1)當(dāng)x=1時,loga1=0恒成立,即對數(shù)函數(shù)的圖像一定過點(1,0).(2)底數(shù)x的范圍y的范圍a>1x>1y>00<x<1y<00<a<1x>1y<00<x<1y>0關(guān)鍵能力·攻重難題型探究題型對數(shù)函數(shù)的概念典例剖析典例1指出下列函數(shù)哪些是對數(shù)函數(shù)?(1)y=2log3x;(2)y=log5x;(3)y=logx2;(4)y=log2x+1.[解析](1)log3x的系數(shù)是2,不是1,不是對數(shù)函數(shù).(2)是對數(shù)函數(shù).(3)自變量在底數(shù)位置,不是對數(shù)函數(shù).(4)對數(shù)式log2x后又加1,不是對數(shù)函數(shù).規(guī)律方法:判斷一個函數(shù)是對數(shù)函數(shù)必須是形如y=logax(a>0且a≠1)的形式,即必須滿足以下條件:(1)系數(shù)為1.(2)底數(shù)為大于0且不等于1的常數(shù).(3)對數(shù)的真數(shù)僅有自變量x.對點訓(xùn)練1.(1)下列函數(shù)是對數(shù)函數(shù)的是(D)A.y=loga(2x) B.y=lg10xC.y=loga(x2+x) D.y=lnx(2)若某對數(shù)函數(shù)的圖像過點(4,2),則該對數(shù)函數(shù)的解析式為(A)A.y=log2x B.y=2log4xC.y=log2x或y=2log4x D.不確定[解析](1)由對數(shù)函數(shù)的定義,知D正確.(2)設(shè)所求對數(shù)函數(shù)的解析式為y=logax(a>0,a≠1),由題意,得2=loga4,∴a=2,∴所求對數(shù)函數(shù)的解析式為y=log2x.題型求函數(shù)的定義域典例剖析典例2求下列函數(shù)的定義域:(1)y=eq\r(lg2-x);(2)y=eq\f(1,log33x-2);(3)y=log(2x-1)(3-4x).[分析]函數(shù)的定義域是使函數(shù)有意義的自變量x的允許取值范圍.求定義域時,要結(jié)合使根式、分式等有意義的條件和對數(shù)式的定義求解.[解析](1)由題意得lg(2-x)≥0,即2-x≥1,∴x≤1,則y=eq\r(lg2-x)的定義域為{x|x≤1}.(2)欲使y=eq\f(1,log33x-2)有意義,應(yīng)有l(wèi)og3(3x-2)≠0,∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(3x-2>0,3x-2≠1)).解得x>eq\f(2,3),且x≠1.∴y=eq\f(1,log33x-2)的定義域為eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(xx>\f(2,3),且x≠1)).(3)使y=log(2x-1)(3-4x)有意義時,eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2x-1>0,2x-1≠1,3-4x>0)),∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x>\f(1,2),x≠1,x<\f(3,4))),∴eq\f(1,2)<x<eq\f(3,4).∴此函數(shù)的定義域為eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(xeq\s\up4(\f(1,2))<x<\f(3,4))).規(guī)律方法:求對數(shù)型函數(shù)的定義域時應(yīng)遵循的原則(1)分母不能為0.(2)根指數(shù)為偶數(shù)時,被開方數(shù)非負(fù).(3)對數(shù)的真數(shù)大于0,底數(shù)大于0且不為1.對點訓(xùn)練2.求下列函數(shù)的定義域:(1)y=eq\r(log0.54x-3);(2)y=eq\r(-lg1-x);(3)y=log(5x-1)(7x-2).[解析](1)由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4x-3>0,log0.54x-3≥0)),得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4x-3>0,4x-3≤1)),∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x>\f(3,4),x≤1)),即eq\f(3,4)<x≤1,∴所求函數(shù)的定義域為{x|eq\f(3,4)<x≤1}.(2)由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-lg1-x≥0,1-x>0)),得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(lg1-x≤0,x<1)),∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1-x≤1,x<1)),即0≤x<1,∴所求函數(shù)的定義域為{x|0≤x<1}.(3)由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(5x-1>0,5x-1≠1,7x-2>0)),得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x>\f(1,5),x≠\f(2,5),x>\f(2,7))),即x>eq\f(2,7),且x≠eq\f(2,5),∴所求函數(shù)的定義域為{x|x>eq\f(2,7),且x≠eq\f(2,5)}.題型應(yīng)用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性比較數(shù)的大小典例剖析典例3比較下列各組中兩個數(shù)的大?。?1)log23.4和log28.5;(2)log0.53.8和log0.52;(3)log0.53和1;(4)log20.5和0;(5)log0.30.7和0;(6)log34和0.[分析](1)(2)中兩數(shù)同底數(shù),不同真數(shù),可直接利用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性比較大??;(3)中將1化為log0.50.5,(4)中將0化為log21,(5)中將0化為log0.31,(6)中將0化為log31,然后再利用對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性比較大?。甗解析](1)∵y=log2x在x∈(0,+∞)上為增函數(shù),且3.4<8.5,∴l(xiāng)og23.4<log28.5.(2)∵y=log0.5x在x∈(0,+∞)上為減函數(shù),且3.8>2,∴l(xiāng)og0.53.8<log0.52.(3)∵1=log0.50.5,∴l(xiāng)og0.53<log0.50.5,∴l(xiāng)og0.53<1.(4)∵0=log21,∴l(xiāng)og20.5<log21,∴l(xiāng)og20.5<0.(5)∵0=log0.31,∴l(xiāng)og0.30.7>log0.31,∴l(xiāng)og0.30.7>0.(6)∵0=log31,∴l(xiāng)og34>log31,∴l(xiāng)og34>0.規(guī)律方法:比較對數(shù)的大小,主要依據(jù)對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性.(1)若底數(shù)為同一常數(shù),則可由對數(shù)函數(shù)的單調(diào)性直接進行比較.(2)若底數(shù)不同,真數(shù)相同,則可以先用換底公式化為同底后,再進行比較,也可以先畫出函數(shù)的圖像,再進行比較.(3)若底數(shù)與真數(shù)都不同,則常借助1、0等中間量進行比較.對點訓(xùn)練3.(1)設(shè)a=log32,b=log52,c=log23,則(D)A.a(chǎn)>c>b B.b>c>aC.c>b>a D.c>a>b(2)設(shè)a=logeq\s\do8(\f(1,3))eq\f(1,2),b=logeq\s\do8(\f(1,3))eq\f(2,3),c=log3eq\f(4,3),則a、b、c的大小關(guān)系是(B)A.a(chǎn)<b<c B.c<b<aC.b<a<c D.b<c<a[解

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