幂函数和指数函数的区别Word文件下载.docx
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幂函数的性质:
根据图象,幂函数性质归纳如下:
〔1〕所有的幂函数在〔0,+∞〕都有定义,并且图象都过点〔1,1〕;
〔2〕当a>
0时,幂函数的图象通过原点,并且在区间[0,+∞)上是增函数.
特别地,当a>
1时,幂函数的图象下凸;
当0<
1时,幂函数的图象上凸;
〔3〕当a<
0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上是减函数.在第一象限,
当x从右边趋向原点时,图象在y轴右方无限地逼近y轴正半轴,当x趋
于+∞时,图象在轴x上方无限地逼近轴x正半轴。
指出:
此时y=x0=1;
定义域为〔-∞,0〕∪〔0,+∞〕,特别强调,
当x为任何非零实数时,函数的值均为1,图像是从点〔0,1〕出发,平行于x轴的两条射线,但点〔0,1〕要除外。
思考讨论:
〔1〕在幂函数y=xa中,当a是正偶数时,这一类函数有哪种重要性质?
〔2〕在幂函数y=xa中,当a是正奇数时,这一类函数有哪种重要性质?
讲评:
〔1〕在幂函数y=xa中,当a是正偶数时,函数都是偶函数,在第一象限是增函数。
对数函数的性质
(1)当a>1时,
①x>0,即0和负数无对数;
②当x=1时,y=0;
③当x>1时,y>0;
当0<x<1时,y<0;
④在〔0,+∞〕上是增函数.
(2)当0<a<1时,
①x>0,即0和负数没有对数;
③当x>1时,y<0;
当0<x<1时,y>0;
④在〔0,+∞〕上是减函数.
函数叫做幂函数,其中x是自变量,a是常数〔这里我们只讨论a是有理数n的情况〕.
对数与对数函数
学习目标
1、理解对数概念;
2、能进展对数式与指数式的互化;
3、掌握对数的运算性质;
4、培养应用意识、化归意识。
5、掌握对数函数的概念;
6、掌握对数函数的图像的性质;
7、掌握比拟对数大小的方法,培养应用意识;
8、培养图形结合、化归等思想。
知识要点:
我们在学习过程遇到2x=4的问题时,可凭经历得到x=2的解,而一旦出现2x=3时,我们就无法用已学过的知识来解决,从而引入出一种新的运算——对数运算。
1.对数的定义:
如果ab=N(a>
0,且a≠1),那么数b叫做以a为底N的对数,记作:
logaN=b。
其中a叫做对数的底数,N叫做真数。
注意:
由于a>
0,故N>
0,即N为正数,可见零和负数没有对数。
上面的问题:
通常将以10为底的对数叫做常用对数,。
以e为底的对数叫做自然对数,。
2.对数式与指数式的关系
由定义可知:
对数就是指数变换而来的,因此对数式与指数式联系密切,且可以互相转化。
它们的关系可由以下图表示。
由此可见a,b,N三个字母在不同的式子中名称可能发生变化。
3.三个对数恒等式
由于对数式与指数式可以互化,因此指数的恒等转化为对数恒等式。
在〔a>
0,a≠1〕前提下有:
4.三个运算法那么:
指数的运算法那么通过转化可变为对数的运算法那么。
在a>
0,a≠1的前提下有:
(1)
令am=M,an=N,那么有m=logaM,n=logaN,
∵,∴m+n=loga(MN),即
(2),
∵,∴,即。
(3),令am=M,那么有m=logaM,∴mn=n
∵Mn=amn,∴mn=(n∈R),∴n=。
5.两个换底公式
同底对数才能运算,底数不同时可考虑进展换底,在a>
0,a≠1,M>
0的前提下有:
(1)
令logaM=b,那么有ab=M,(ab)n=Mn,即,即,即:
。
(2),令logaM=b,那么有ab=M,那么有
即,即,即
当然,细心一些的同学会发现
(1)可由
(2)推出,但在解决某些问题
(1)又有它的灵活性。
而且由
(2)还可以得到一个重要的结论:
例题选讲:
第一阶梯
[例1]将以下对数式化为指数式,指数式化为对数式:
(1)log216=4;
(3)54=625;
解:
(1)24=16
(3)∵54=625,∴log5625=4.
[例2]解以下各式中的x:
(3)2x=3;
(4)log3(x-1)=log9(x+5).
(3)x=log23.
(4)将方程变形为
[例3]求以下函数的定义域:
思路分析:
求定义域即求使解析式有意义的x的围,真数大于0、底大于0且不等于1是对数运算有意义的前提条件。
(1)令x2-4x-5>
0,得(x-5)(x+1)>
0,故定义域为{x|x<
-1,或x>
5}
∴0<
4x-3≤1。
所以所求定义域为{x|-1<
0,或0<
X<
2}.<
SPAN>
第二阶梯
[例4]比拟以下各组数中两个值的大小
(1)log23.4,log28.5;
(2)log0.31.8,log0.32.7;
(3)loga5.1,loga5.9(a>
0,a≠1)。
题中各组数可分别看作对数函数y=log2x、y=log0.3x、y=logax的两函数值,可由对数函数的单调性确定。
解:
(1)因为底数2>
1,所以对数函数y=log2x在(0,+∞)上是增函数,于是log23.4<
LOG28.5;
(2)因为底数为0.3,又0<
0.3<
1,所以对数函数y=log0.3x在(0,+∞)上是减函数,于是log0.31.8>
log0.32.7;
(3)当a>
1时,函数y=logax在(0,+∞)上是增函数,所以loga5.1<
LOGa5.9;
Aax在(0,+∞)上是减函数,所以loga5.1>
loga5.9。
说明:
此题是利用对数函数的单调性比拟两对数的大小问题,对底数与1的大小关系未明确指定时,要分情况对底数进展讨论来比拟两个对数的大小,利用函数单调性比拟对数的大小,是重要的根本方法。
[例5]假设a>
0,a≠1,x>0,y>0,x>y,以下式子中正确的个数是〔〕
(1)logax·
logay=loga(x+y);
(2)logax-logay=loga(x-y);
(4)logaxy=logax·
logay;
A、0
B、1
C、2
D、3
对数的运算实质是把积、商、幂的对数运算分别转化为对数的加、减、乘的运算。
在运算中要注意不能把对数符号当作表示数的字母参与运算。
如logax≠loga·
x,logax是不可分开的一个整体。
4个选项都把对数符号当作字母参与运算,因此都是错误的。
答案:
A
[例6]lg2=0.3010,lg3=0.4771,求。
思路分析:
解此题的关键是设法将的常用对数分解为2,3的常用对数代入计算。
第三阶梯
[例7]假设方程lg(ax)·
lg(ax2)=4的所有解都大于1,求a的取值围。
由对数的性质,方程可变形为关于lgx的一元二次方程,化归为一元二次方程解的讨论问题。
原方程化为
(lgx+lga)(lga+2lgx)=4。
2lg2x+3lga·
lgx+lg2a-4=0,
令t=lgx,那么原方程等价于
2t2+3tlga+lg2a-4=0,(*)
假设原方程的所有解都大于1,那么方程〔*〕的所有解均大于0,那么
说明:
换元要确保新变量与所替换的量取值围的一致性。
[例8]将y=2x的图像〔〕
A、先向左平行移动1个单位
B、先向右平行移动1个单位
C、先向上平行移动1个单位
D、先向下平行移动1个单位
再作关于直线y=x对称的图像,可得函数y=log2(x+1)的图像。
由于第二步的变换结果是的,故此题可逆向分析。
解法1:
在同一坐标系分别作为y=2x与y=log2(x+1)的图像,直接观察,即可得D。
解法2:
与函数y=log2(x+1)的图像关于直线y=x以对称的曲线是它的反函数y=2x-1的图像,为了得到它,只需将y=2x的图像向下平移1个单位。
解法3:
本身。
函数y=2x的图像向左或向右或向上平行移动都不会过(0,0)点,因此排除A、B、C,即得D。
此题从多角度分析问题、解决问题,注意培养思维的灵活性。
[例9]log189=a,18b=5,求log3645的值;
〔用含有a、b的式子表示〕
当指数的取值围扩展到有理数后,对数运算就是指数运算的逆运算〔扩展之前开方运算是乘方运算的逆运算〕。
因此,当一个题目中同时出现指数式和对数式时,一般要把问题转化,即统一到一种表达形式上。
由18b=5,得b=log185,又log189=a,∴log189+log185=log3645=a+b,那么
在解题过程中,根据问题的需要指数式转化为对数式,或者对数式转化为指数式运算,这正是数学转化思想的具体表达,转化思想是中学重要的教学思想,要注意学习、体会,逐步到达灵活应用。
详细题解
1.求值:
(1)
(2) (3)
解:
(1)。
(2)
(3)
注意:
lg2=log102,此为常用对数,lg22=(lg2)2,区别于。
2.求值:
(1)
(2)(3)
(2)。
(3)法一:
法二:
运用换底公式时,理论上换成以大于0不为1任意数为底均可,但具体到每一个题,一般以题中某个对数的底为标准,或都换成以10为底的常用对数也可。
(3)的第二种方法直接运用的第一个换底公式,很方便。
3.:
log23=a,log37=b,求:
log4256=?
∵,∴,
4.:
a2+b2=7ab,a>
0,b>
0。
求证:
证明:
∵a2+b2=7ab,∴a2+2ab+b2=9ab,即(a+b)2=9ab,∴lg(a+b)2=lg(9ab),
∵a