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1、指数函数和对数函数的知识点及典型例题一、指数的性质(一)整数指数幂1整数指数幂概念: 2整数指数幂的运算性质:(1) (2)(3)其中, 3的次方根的概念一般地,如果一个数的次方等于,那么这个数叫做的次方根,即: 若,则叫做的次方根,例如:27的3次方根, 的3次方根,32的5次方根, 的5次方根说明:若是奇数,则的次方根记作; 若则,若则;若是偶数,且则的正的次方根记作,的负的次方根,记作:;(例如:8的平方根 16的4次方根)若是偶数,且则没意义,即负数没有偶次方根;式子叫根式,叫根指数,叫被开方数。 4的次方根的性质一般地,若是奇数,则;若是偶数,则5例题分析:例计算:解:(二)分数指数
2、幂1分数指数幂:即当根式的被开方数能被根指数整除时,根式可以写成分数指数幂的形式;幂的运算性质对分数指数幂也适用,例如:若,则, 规定:(1)正数的正分数指数幂的意义是; (2)正数的负分数指数幂的意义是2分数指数幂的运算性质:整数指数幂的运算性质对于分数指数幂也同样适用,即:说明:(1)有理数指数幂的运算性质对无理数指数幂同样适用; (2)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没意义。3例题分析:【例1】用分数指数幂的形式表示下列各式:, , .解:=;=;=【例2】计算下列各式的值(式中字母都是正数)(1);(2);解(1) (2) = = =; 例3计算下列各式:(1) (2)解:(1
3、)= (2)= =; 【例3】已知,求下列各式的值:(1);(2).解:(1),又由得,所以.(2)(法一),(法二)而, 又由得,所以.二、指数函数1指数函数定义:一般地,函数(且)叫做指数函数,其中是自变量,叫底数,函数定义域是2指数函数在底数及这两种情况下的图象和性质: 图象性质(1)定义域:(2)值域:(3)过定点,即时(4)在上是增函数(4)在上是减函数【例1】求下列函数的定义域、值域:(1) (2) (3) (4)解:(1) 原函数的定义域是, 令 则得,所以,原函数的值域是(2) 原函数的定义域是, 令 则,在是增函数 , 所以,原函数的值域是(3)原函数的定义域是,令 则, 在
4、是增函数, ,所以,原函数的值域是(4)原函数的定义域是,由得, ,所以,原函数的值域是说明:求复合函数的值域通过换元可转换为求简单函数的值域。【例2】当时,证明函数 是奇函数。证明:由得,故函数定义域关于原点对称。所以,函数 是奇函数。三、对数的性质1对数定义:一般地,如果()的次幂等于N, 就是,那么数 b叫做a为底 N的对数,记作 ,a叫做对数的底数,N叫做真数。即,。指数式底数幂指数对数式对数的底数真数对数说明:1在指数式中幂N 0,在对数式中,真数N 0(负数与零没有对数)2对任意 且, 都有 ,同样:3如果把中的写成, 则有 (对数恒等式)2对数式与指数式的互换例如: ,;,;,;
5、,。【例1】将下列指数式写成对数式:(1); (2); (3); (4)解:(1); (2); (3); (4)3介绍两种常见的对数:常用对数:以10作底简写成;自然对数:以作底为无理数,= 2.71828,简写成【例2】(1)计算: ,解:设 则 , ,;令, ,(2)求 x的值:; 解: ;但必须: , 舍去,从而(3)求底数:, 解:; ,4对数的运算性质:如果 a 0 ,a 1,M 0,N 0,那么(1);(2);(3)【例3】计算:(1)lg1421g; (2); (3)解:(1)解法一:;解法二:=;(2);(3)=5换底公式: ( a 0 , a 1 ;)证明:设,则, 两边取以
6、为底的对数得:,从而得:,说明:两个较为常用的推论:(1); (2) (、且均不为1)证明:(1);(2)【例4】计算:(1); (2) 解:(1)原式 = ; (2) 原式 = 【例5】已知,求(用 a, b 表示)解:,又,【例6】设,求证:证明:,四、对数函数1对数函数的定义:函数 叫做对数函数。2对数函数的性质:(1)定义域、值域:对数函数的定义域为,值域为(2)图象:由于对数函数是指数函数的反函数,所以对数函数的图象只须由相应的指数函数图象作关于的对称图形,即可获得。11(图1)同样:也分与两种情况归纳,以(图1)与(图2)为例。11(图2)(3)对数函数性质列表: 图象性质(1)定
7、义域:(2)值域:(3)过点,即当时,(4)在(0,+)上是增函数(4)在上是减函数【例1】求下列函数的定义域:(1); (2); (3)分析:此题主要利用对数函数的定义域求解。解:(1)由0得,函数的定义域是;(2)由得,函数的定义域是;(3)由9-得-3,函数的定义域是【例2】比较下列比较下列各组数中两个值的大小:(1),; (2),解:(1),(2),【例3】求下列函数的值域:(1);(2)解:(1)令,则, ,即函数值域为 (2)令,则, 即函数值域为【例4】判断函数的奇偶性。解:恒成立,故的定义域为,所以,为奇函数。【例5】求函数的单调区间。解:令在上递增,在上递减,又, 或,故在上递增,在上递减, 又为减函数,所以,函数在上递增,在上递减。