老师
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2.2.2对数函数及其性质

高中数学笔记

老师同学,咱今天聊聊对数函数哈。你先琢磨琢磨,对数函数的定义是啥样的?

同学A嗯……好像是y等于log以a为底x的对数,对吧?但具体条件有点模糊。

老师没错,对数函数就是y=logₐx,这里得注意哈,底数a必须大于0而且不能等于1,定义域呢是x>0。比如说log₂x,这里a=2,x就得是正数。那你能说说它的图像大概啥样不?

同学A是不是和指数函数的图像有关系啊?感觉好像对称之类的。

老师哎哟,你这思路对着呢!对数函数和指数函数y=aˣ互为反函数,所以它们的图像关于直线y=x对称。比如说当a>1的时候,对数函数的图像啥样?

同学A应该是从左到右往上升的吧?就像log₂x,x越大,y也越大。

老师对喽!当a>1时,对数函数在定义域(0, +∞)上是增函数。你看啊,log₂4=2,log₂8=3,x越大,y确实跟着涨。那要是0<a<1呢,比如a=1/2,图像和单调性又是啥样?

同学A这时候是不是反过来了?图像从左到右往下掉,是减函数?

老师没错没错!比如log以1/2为底x的对数,当x从1增大到4,y就从0降到-2,这就是减函数的特点。那你再想想,对数函数有没有啥特殊的点?

同学A是不是过点(1,0)呀?因为logₐ1=0,不管a是多少,对吧?

老师完全正确!不管底数a是大于1还是在0到1之间,对数函数都过(1,0)这个点,这是个关键的定点。还有啊,当a>1时,x越靠近0,y越往负无穷跑;x越大,y增长得越来越慢,但一直是增的。那0<a<1时呢,x靠近0,y往正无穷跑,x越大,y越往负无穷走,不过是递减的。

同学A老师,那对数函数的运算性质有没有和指数函数对应的呀?

老师当然有!比如说对数相加,logₐ(MN)=logₐM + logₐN,这就像指数函数里的乘法;减法呢,logₐ(M/N)=logₐM - logₐN,对应指数函数的除法。还有数乘性质,logₐMⁿ=n logₐM,和指数函数的幂运算对应。对了,还有换底公式,logₐb=(logₑb)/(logₑa),比如算log₂5的时候,可以换成以10为底或者以e为底来算,特别实用。

同学A那有没有啥特殊的对数要记呀?

老师有啊,常用对数lg x,是以10为底的;自然对数ln x,是以e为底的,e大概是2.71828那个数。还有反函数的性质得记住,对数函数和指数函数互为反函数,所以它们的定义域和值域是反过来的,图像关于y=x对称。

同学A老师,我有时候分不清对数函数的单调性咋用,比如比较大小的时候。

老师这好办,比较两个对数大小,先看底数是不是一样。底数相同,直接用单调性;底数不同,就找中间量,比如和0或者1比。比如比较log₃5和log₂5,底数不同,你就想,当x=5时,底数越大,对数越小,所以log₃5 < log₂5。或者用换底公式换成同底数比较也行。

同学A哦,这样啊,明白了。那对数函数的定义域有没有要特别注意的?

老师当然有!对数里的真数必须大于0,遇到对数函数的题,第一步先看真数大于0的条件。比如求y=logₐ(x-1)的定义域,就得满足x-1>0,也就是x>1。这个可别忘了,不然容易出错

同学A好的老师,这些性质和注意点我得记下来,多做题练练。

老师对,多练练就熟了!对数函数和指数函数可是高考重点,把这些基础吃透,后面做题就顺畅了。

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