第二章  函数
 §2.7 指数函数与对数函数

复习目标 知识梳理 应用举例 实践体验 拓展探究 基础训练 提高训练 学习感悟
    一、复习目标
    理解分数指数幂的概念,掌握有理指数幂的运算性质,掌握指数函数的概念、图象和性质;理解对数的概念,掌握对数的运算性质,掌握对数函数的概念、图象和性质.

    二、重点难点
    重点:﹑对数的运算性质, 指﹑对数函数的概念、图象和性质.

    难点:﹑对数函数的概念、图象和性质的综合应用.

    三、特别提示
    1、式的运算、变形、求值、化简及证明在数学中占有重要地位,是研究方程、不等式和函数的基础,应引起重视;
    2、指数函数`y=a^x`与对数函数`y=log_ax(a>0,且a≠1)`互为反函数,可从概念、图象、性质几方面理解它们的联系与区别;
    3、比较两个幂值的大小是一种常见的题型,也是一类容易做错的问题.解决这类问题,首先要分清是底数相同还是指数相同,如果底数相同,可利用指数函数的单调性;如果指数相同,可利用图象(如下表).
    同一坐标系下的图象关系:

 

底的关系

a>b>1

1>a>b>0

 

 

 

    当底大于1时,底越大图象越靠近坐标轴,当底小于1大于O时,底越小,图象越靠近坐标轴,如果底数、指数都不同,则要利用中间变量.
    4、指数函数、对数函数中绝大部分问题是指数函数、对数函数与其他函数的复合函数问题,讨论复合函数的单调性是解决这类问题的重要途径之一.

    知识梳理
    1、指数幂的概念
    (1)根式
    如果一个数的n次方等于a(n>1,且n∈`N^**`),那么这个数叫做a的n次方根.也就是,若`x^n=a`,则x叫做底数,
其中n>1,且n∈`N^**`.式子`root(n)(a)`叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数.
    (2)根式的性质
    ①当n为奇数时,正数的n次方根是一个正数,负数的n次方根是一个负数,这时,a的n次方根用符号`root(n)(a)`表示.

    ②当n为偶数时,正数的n次方根有两个,它们互为相反数,这时,正数的正的n次方根用符号`root(n)(a)`表示,负的n次方根用符号`-root(n)(a)`表示.正 负两个n次方根可以合写为`+-root(n)(a)(a>0)`.

    ③`(root(n)(a))^n=a`.

    ④当n为奇数时,`root(n)(a^n)=a`;当n为偶数时,`root(n)(a^n)=|a|`.

    ⑤负数没有偶次方根.

    ⑥零的任何次方根都是零.
    (3)分数指数幂的意义
    ①`a^(m/n)=root(n)(a^m) (a>0,m、n in N^**,且n>1)`;
    ②`a^(-m/n)=1/(a^(m/n)) (a>0,m、n in N^**,且n>1)`.
    (4)有理数指数幂的运算性质
    ①`a^r*a^s=a^(r+s)`(a>0,r∈Q,s∈Q);
    ②`a^r-:a^s=a^(r-s)`(a>0,r∈Q,s∈Q);
    ③`(a^r)^s=a^(rs)`(a>0,r∈Q,s∈Q);
    ④`(ab)^r=a^rb^r`(a>0,b>0,r∈Q).
    2、对数
    (1)对数的概念:如果`a(a>0,n≠1)`的`b`次幂等于`N`,就是`a^b`=N,那么,数`b`叫做以`a`为底`N`的对数,记作`log_aN``=``b`,其中a叫做对数的底数,N叫做对数的真数.
    (2)常用对数:通常将`log_(10)N`的对数叫做常用对数,记作`lgN`.
    自然对数:通常将以无理数`e=2.718 28…`为底的对数叫做自然对数,记作`lnN`.
    (3)对数的性质
    ①零和负数没有对数;
    ②`log_a1=0 (a>0,a≠1);
    ③`log_aa=1 (a>0,n≠1);
    ④`a^(log_aN)=N (a>0,n≠1,N>0)`.
    3、对数的运算性质
    如果`a>0`,`a≠1`,`M>O`,`N>0`,那么
    (1)`log_a(MN)=log_aM+log_aN`;
    (2)`log_aM/N=log_aM-log_aN`;
    (3)`log_aM^n=nlog_aM(n∈R)`.
    4、基本概念
    (1)对数函数的概念:
    函数`y=log_ax`叫做对数函数,其中a是一个大于零且不等于1的常量,函数的定义域是(0,+∞);
    (2)指数函数的概念:函数`y=a^x`(其中`a>0`且`a≠1`)叫做指数函数;
  (3)指数函数与对数函数互为反函数.
    5、指数函数、对数函数的图象及性质

 

图象

a>1

0<a<1 

定义域值域

指数函数

定义域:值域:(0+)

对数函数

定义域:(O+值域:R

指数函数

0<a<l,在R上为减函数
a>l
,在R上为增函数

对数函数

0<a<l,在(O+)上为减函数
a>l,在(O+)上为增函数


    应用举例
    一、应用特点
    1、两个幂的大小比较;对数的运算性质及换底公式的应用.
    2、指数函数的概念、图象和性质;对数函数的图象和性质的应用.
    3、指数函数与其他函数的综合问题;对数函数与其他知识的综合应用.

    二、案例示范
    (回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师
的分析示范)

    1、(1)三个数`6^(0.7)、0.7^6、text(log)_(0.7)6`的大小顺序是(   )
    A.`0.7^6<text(log)_(0.7)6<6^(0.7)`     B.`0.7^6<6^(0.7)<text(log)_(0.7)6`
    C.`text(log)_(0.7)6<6^(0.7)<0.7^6`     D.`text(log)_(0.7)6<0.7^6<6^(0.7)`
    (2)已知x,y,z>0且lgx+lgy+lgz=0,求`x^(1/(text(lg)y)+1/(text(lg)z))·y^(1/(text(lg)z)+1/(text(lg)x))·z^(1/(text(lg)x)+1/(text(lg)y)`的值

    提示 示范  

    2、(1)在`P(1,1)`、`Q(1,2)`、`M(2,3)`和`N(1/2,1/4)`四点中,函数`y=a^x`的图象与其反函数的图象的公共点只可能是点(   )
    A.P     B.Q     C.M     D.N
    (2)根据下列不等式确定a的取值范围:
    ①`text(log)_a2/3`<1;②`text(log)_a(1-2a)`<1;③`text(log)_a(1-2a)`>0.
    提示 示范  

    3、(1)设`f(x)=text(lg)(1+2^x+4^x•a)/3`,其中`a∈R`,如果当`x∈(-∞,1]`时,f(x)有意义,求a的取值范围.
    (2)已知x满足不等式`2(text(log)_(1/2)x)^2+7text(log)_(1/2)x+3`≤0,求函数`f(x)=text(log)_2x/4•text(log)_2x/2`的最大值和最小值.
    提示 示范  

    实践体验
    (在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高)
    1、(1)化简`((a+root(3)(a^2b))-:(b+root(3)(ab^2))-1)/(root(3)(a)-root(3)(b))-1/root(3)(b)`;
    (2)若`x^(1/2)+x^(-1/2)=3`,求`(x^(3/2)+x^(-3/2)-3)/(x^2+x^-2-2)`的值;
    (3)`(lg2)^2+lg2•lg50+lg25`;
    (4)`log_2sqrt(7/48)+log_2 12-1/2log_2 42-1`.
    提示 示范  

    2、已知已知定义在R上的奇函数f(x)有最小正周期2,且当x∈(0,1)时,`f(x)=2^x/(4^x+1)`
    (1)求f(x)在[-1,1]上的解析式;
    (2)证明f(x)在(0,1)上是减函数.
    提示 示范  

    拓展探究
    已知`f(x)=log_(1/3)[3-(x-1)^2]`,求`f(x)`的值域及单调区间.
    提示 示范  

 

    基础训练(1)
    参考答案
    基础训练(2)
    参考答案
 
    提高训练(1)
    参考答案
    提高训练(2)
    参考答案

    学习感悟
    1、指数式、对数式的运算,求值、化简、证明等问题主要运用幂、对数的运算则及性质加以解决,在使用运算法则时要注意法则的逆用.在指数、对数的运算时还要注意相互间的转化.
    2、在分数指数幂的运算中,要注意公式变式使用,如`a^( 1/2)+b^( 1/2)=(a-b)/(a^( 1/2)-b^( 1/2)),a+b=(a^( 1/3)+b^( 1/3))[a^( 2/3)-a^( 1/3)*b^( 1/3)+b^( 2/3)]`等形式.
    3、比较大小的一般步骤:(1)先分类,即以O,1等为界数,把各数进行归类;(2)同类数中再找同底数、同指数、同真数借用函数的性质与图象进行比较,再复杂的,可用引入 中间量、作差、作商、换底等方法比较.
    4、对于指数函数、对数与其它函数的复合函数的定义域、值域、最值的运算,要注意用换元的思想去解决.
    5、对含参数的指数函数、对数函数研究单调性时,要注意对底分类讨论.解决对数问题时,首先要考虑定义域.

返回

本课件完全公益,使用过程中有任何问题,或想参与新课件制作,请加开心教练QQ:29443574