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必备技能 高中数学“对数函数”问题的求解一般方法与技巧

时间:2022-12-04 16:20:33

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必备技能 高中数学“对数函数”问题的求解一般方法与技巧

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1. 基本问题说明

说明:对数函数作为一个函数,综合了函数相关的众多基本问题,但这里整体上把它看作一个基础应用,以研究对数函数有关的特定问题及其一般解法。

对数函数是高中数学中的一个基本初等函数,是学习后续数学内容的基础和高考考查的重点。

与对数函数的图像与性质有关的题型较多,包括与函数固有的基本属性如定义、定义域、值域、单调性、奇偶性等有关的基本问题,以及恒过定点、恒成立、存在性、最值、方程、不等式等综合应用问题。

其中,函数图像若为大家所熟知的,则题目通常较简单;若以复合函数形式出现,则一般题目更难些。

2. 解决问题的一般方法

1) 必备基础

① 熟练掌握相关的对数运算法则

② 熟练掌握对数函数定义、性质、图像特征等基础知识。

提示:对数函数与指数函数互为反函数,所以,它们的图像关于y=x对称。

2) 对数方程解法

3) 定义域或值域为R的确切含义

一般要结合题意,先准确理解其含义!

例如,若y=log2(bx^2+cx+d),且定义域或值域为R,怎么理解?

① 定义域为R——即可知真数为恒大于0;

② 值域为R——即可知t= bx^2+cx+d可取到0 - +∞间的所有实数。

4) 包含对数函数项的超越函数或方程

一般利用导数,通过分析其单调性、极值点来求解(详见导数部分)。

提示:利用指数函数和/或对数函数一起构造超越函数或方程来进行题设比较多见。这类题平均难度较高,尤其常常还以压轴解答题的形式出现。

3. 典型例题

例1函数f(x)=√(1-2log7^x)的定义域为______.

例2 设函数f(x)=2^(-x) (x<1时)或f(x)=log4^x (x>1时),求满足f(x)=1/4的x的值。

解:(提示:因无法预知属于哪一段,所以需分类讨论)

当x∈(-∞, 1)时,由2^(-x) = 1/4,得x=2 > 1,所以舍去,

当x∈(1,+∞)时,由log4^x = 1/4,得x=√2,符合题意,得解。

例3已知函数f(x)=lg[(m^2-3m+2)x^2+2(m-1)x+5],

(1) 若函数f(x)的定义域为R,求实数m的取值范围;

(2) 若函数f(x)的值域为R,求实数m的取值范围.

例4 已知函数f(x)=log3^[(mx^2+8x+n)/(x^2+1)]的定义域为R,值域为[0,2],求m, n的值。

讲解:

① 实质上(可以这么理解,尤其是这么去简化题意、抓住主干),本题是一个分式函数在给定值域的情况下求其中的参数,而对数(函数)在本题中只是作为给出已知条件的一种形式而已——读题时快捷地抓住题目主干的能力是应对考试的必备素质。

② 这其实是一种常见的出题方式,如几何的等量关系可以直接给出,也可以以向量形式给出(出题人的目的是为了把向量知识考点涵盖进去)。

同学在紧张考试中应能快速领会题意以及各已知条件的实质意义,确定题目的主干,理清整体解题思路和步骤,然后再动手解答。

③ 有意识地训练和培养这方面的习惯和能力,可以帮助同学提高系统思维能力以及提升解题效率。

例5函数f(x)=loga^(3x-2)+2恒过定点____.

解:由题意,令3x-2=1,得x=1,此时y=2,

例6已知函数f(x)=loga^(2^x+b-1) (a>0,a≠1)的图像如图所示,则 满足的关系是。

例7解方程log3^(1-2×3^x )=2x+1。

例8函数y=log2^|ax-1| (a≠0)的对称轴方程是x=-2,那么a等于___。

A. 1/2 B.-1/2 C.2 D.-2

② 本题由于外函数不具备对称性,而内函数具有对称性,所以解题的关键是分析内函数的对称性.

③ 含绝对值符号的函数是分段函数的重要类型,而绝对值函数的对称性又是绝对值函数的重要考点。分析绝对值符号内函数的对称性的一般方法为:

a) 若为二次函数,加上绝对值符号,对称轴保持不变(只是图像下翻上而已);

b) 若为一次函数,加上绝对值符号(图像变为对称),则需将其一次项系数化为1,即如本题转化为y=a|x-b|(a≠0)的形式,得其对称轴为x=b。

例9已知y=loga^ (3-ax)在[0,2]上是x的减函数,求a的取值范围。

解:∵a>0且a≠1,

∴t=3-ax为减函数.依题意a>1,

又t=3-ax在[0,2]上应有t>0,

∴3-2a>0,

∴a<3/2,

(提示:参数范围问题的一种常见综合形式即为“单调性+不等式+参数”)

故1<a<3/2。

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