指数函数和对数函数
重点、难点:
重点:指数函数和对数函数的概念、图象和性质。
难点:指数函数和对数函数的相互关系及性质的应用,以及逻辑划分思想讨论函数
在
1、指数函数:
定义:函数
叫指数函数。
及
两种不同情况。
定义域为R,底数是常数,指数是自变量。 为什么要求函数
中的a必须
。
因为若
,
时,
时,,当
,当时,函数值不存在。
,函数值不存在。
的反函数不存在,
对一切x虽有意义,函数值恒为1,但中的
。
因为要求函数
1、对三个指数函数的图象的认识。
图象特征与函数性质:
图象特征 (1)图象都位于x轴上方; 函数性质 (1)x取任何实数值时,都有; (2)图象都经过点(0,1); (2)无论a取任何正数,时,; (3)在第一象限内的纵坐时, (3)当标都大于1,在第二象限内的纵坐标都小于1,的图象正好相反; 当 时, (4)的图象自左到右逐渐(4)当当时,时,是增函数, 是减函数。 上升,的图象逐渐下降。
对图象的进一步认识,(通过三个函数相互关系的比较): 当及
①所有指数函数的图象交叉相交于点(0,1),如
时,
。
的图象在
的图象的上方,当
和
相交于
,
,刚好相反,故有
②与的图象关于y轴对称。
(
③通过,,三个函数图象,可以画出任意一个函数的图象,一定位于
和
两个图象的
)的示意图,如
中间,且过点,从而也由关于y轴的对称性,可得的示意图,
即通过有限个函数的图象进一步认识无限个函数的图象。
2、对数:
定义:如果
,那么数b就叫做以a为底的对数,记作是对数式。) 中N必须大于0。
(a是底数,N 是真数,
由于
故
当N为零的负数时对数不存在。 (1)对数式与指数式的互化。
由于对数是新学的,常常把不熟悉的对数式转化为指数式解决问题,如:
求
分析:对于初学者来说,对上述问题一般是束手无策,若将它写成,
再改写为指数式就比较好办。
解:设
评述:由对数式化为指数式可以解决问题,反之由指数式化为对数式也能解决问题,因
中的
此必须因题而异。如求
(2)对数恒等式: 由
将(2)代入(1)得
,化为对数式即成。
运用对数恒等式时要注意此式的特点,不能乱用,特别是注意转化时必须幂的底数和对数的底数相同。
计算:
解:原式
(3)对数的性质: ①负数和零没有对数; ②1的对数是零; ③底数的对数等于1。 (4)对数的运算法则: ①
。
②③
④
3、对数函数: 定义:指数函数
的反函数
叫做对数函数。
1、对三个对数函数
的图象的认识。
图象特征与函数性质:
图象特征 (1)图象都位于 y轴右侧; (2)图象都过点(1,0); (2)(3),当时,图(3)当,则当时,若时,则(4)上升,而从左向右图象是(4)从左向右图象是下降。 时,时,; 是增函数; 是减函数。 时,时,若; ,则,若。即,则; ,若+函数性质 (1)定义域:R,值或:R; 象在x轴上方,当下方,时,图象在x轴与上述情况刚好相反; 对图象的进一步的认识(通过三个函数图象的相互关系的比较):
(1)所有对数函数的图象都过点(1,0),但是
时,
的图象在
的图象的下方,故有:
的图象与
,
,
与在点(1,0)曲
时,。
线是交叉的,即当
的图象在
(2)(3)通过
的图象上方;而
;
的图象关于x 轴对称。
三个函数图象,可以作出任意一个对
和
两个图象的
的下方,
数函数的示意图,如作中间,且过点(1,0),
的图象,它一定位于时,在
的上方,而位于
时,刚好相反,则对称性,可知的示意图。
因而通过课本上的三个函数的图象进一步认识无限个函数的图象。
4、对数换底公式:
由换底公式可得:
由换底公式推出一些常用的结论:
(1)
(2)(3)
(4)
5、指数方程与对数方程*
定义:在指数里含有未知数的方程称指数方程。
在对数符号后面含有未知数的方程称对数方程。 由于指数运算及对数运算不是一般的代数运算,故指数方程对数方程不是代数方程而属于超越方程。
指数方程的题型与解法: 名称 基本型 同底数型 不同底数型 需代换型 题型 换元令对数方程的题型与解法:
名称 基本题 解法 取以a为底的对数取以a为底的对数取同底的对数化为 转化为的代数方程 题型 解法 对数式转化为指数式转化为换元令 同底数型 (必须验根) 转化为代数方程 需代换型
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