指数型函数取对数问题(学生版)

2023-11-15·12页·345.2 K

指数函数对数问题

一、考情分析

函数与导数一直是高考中的热点与难点,在导数解答题中有些指数型函数,直接求导运算非常复杂或

不可解,这时常通过取对数把指数型函数转化对数型函数求解,特别是涉及到形如afx的函数取对数可

以起到化繁为简的作用,此外有时取对数还可以改变式子结构,便于发现解题思路,故取对数的方法在

解高考导数题中有时能大显身手.

二、解题秘籍

(一)等式两边同时取对数把乘法运算转化为对数运算,再构造函数

通过两边取对数可把乘方运算转化为乘法运算,这种运算法则的改变或能简化运算,或能改变运算式子

的结构,从而有利于我们寻找解题思路,因此两边取对数成为处理乘方运算时常用的一种方法.有时对

数运算比指数运算来得方便,对一个等式两边取对数是解决含有指数式问题的常用的有效方法.

lnx+1

1(2024届辽宁省大连市高三上学期期初考试)已知函数fx=.

ax

(1)讨论fx的单调性;

x2x122

(2)若ex1=ex2(e是自然对数的底数),且x1>0,x2>0,x1x2,证明:x1+x2>2.

1

(二)等式或不等式两边同时取对数把乘积运算运算转化为加法运算,

形如fagb=hcfa>0,gb>0,fc>0或fagb>hc的等式或不等式通过两边取对数,

可以把乘积运算,转化为加法运算,使运算降级.

2(2024届辽宁省名校联盟高三上学期联考)已知a>0,bR,函数fx=axlnx和gx=blnx+1

的图像共有三个不同的交点,且fx有极大值1.

(1)求a的值以及b的取值范围;

2

x3x12b-2

(2)若曲线y=fx与y=gx的交点的横坐标分别记为x1,x2,x3,且x1

x2

2

(三)把比较a,ba>0,b>0转化为比较lna,lnb的大小

n+1n

比较两个指数式的大小,有时可以通过取对数,利用对数函数的单调性比较大小,如比较n,n+1

lnn

nN,n>2的大小,可通过取对数转化为比较n+1lnn,nlnn+1的大小,再转化为比较,

n

lnn+1lnx

的大小,然后可以构造函数fx=,利用fx的单调性比较大小.

n+1x

1

3一天,小锤同学为了比较ln1.1与的大小,他首先画出了y=lnx的函数图像,然后取了离1.1很近

10

的数字1,计算出了y=lnx在x=1处的切线方程,利用函数y=lnx与切线的图像关系进行比较.

1

(1)请利用小锤的思路比較ln1.1与大小

10

ae

(2)现提供以下两种类型的曲线y=+b,y=kx+t,试利用小锤同学的思路选择合适的曲线,比较,

x2

e3的大小.

3

三、典例展示

xa

1(2021全国甲卷高考试题)已知a>0且a1,函数f(x)=(x>0).

ax

(1)当a=2时,求fx的单调区间;

(2)若曲线y=fx与直线y=1有且仅有两个交点,求a的取值范围.

f(x)

2(2023届新疆高三第三次适应性检测)已知函数f(x)=ax2+(a+1)xlnx-1,g(x)=.

x

(1)讨论gx的单调性;

2

2xx1+x2e

(2)若方程f(x)=xe+xlnx-1有两个不相等的实根x1,x2,求实数a的取值范围,并证明e>.

x1x2

4

3已知函数,fx=lnx-x+m,mR.

(1)求fx的极值;

1m

(2)若fx有两个零点a,b,且a

b

4设函数fx=-lnx.

12

(1)设1、20且1+2=1,求证:对任意的x1、x2>0,总有x1x21x1+2x2成立;

n

12n

(2)设xi>0,i>0i=1,2,,n,且i=1,求证:x1x2xn1x1+2x2++nxn.

i=1

5

5已知函数f(x)=ex,g(x)=x+alnx,aR

(1)讨论g(x)的单调性;

a

(2)若fx+2xgx+x,对任意x(1,+)恒成立,求a的最大值;

6已知函数f(x)=xlnx.

(1)讨论f(x)的单调性;

ba211

(2)设a,b为两个不相等的正数,且a=b,证明:<+<1.

eab

6

四、跟踪检测

1已知函数f(x)=xlnx+a,(aR).

(1)求函数fx的单调区间;

1

(2)当0

e

223

(3)若函数g(x)=f(x)-ax-x有两个不同的极值点x1,x2(其中x1e.

2形如y=f(x)g(x)的函数称为幂指函数,幂指函数在求导时,可以利用对数法:在函数解析式两边取

yfx

对数得lny=lnf(x)g(x)=g(x)lnf(x),两边对x求导数,得=g(x)lnf(x)+g(x),于是y=f(x)g(x)

yfx

fxxlnx2

g(x)lnf(x)+g(x).已知f(x)=2e,g(x)=x+1.

fx

(1)求曲线y=f(x)在x=1处的切线方程;

(2)若h(x)=f(x),求h(x)的单调区间;

(3)求证:x(0,+),f(x)g(x)恒成立.

7

2

3已知函数f(x)=exlnx(x>0).

(1)求f(x)的极值点.

k

(2)若有且仅有两个不相等的实数x1,x20

(i)求k的取值范围

e

2-

e-2e21

()证明x2e.

x1

4已知f(x)=lnx-x,g(x)=mx+m.

(1)记F(x)=f(x)+g(x),讨论F(x)的单调区间;

(2)记G(x)=f(x)+m,若G(x)有两个零点a,b,且a

请在中选择一个完成.

m-11

求证:2e>+b;

b

m-11

求证:2e<+a

a

8

5已知aR,f(x)=xe-ax,(其中e为自然对数的底数).

(1)求函数y=f(x)的单调区间;

22

(2)若a>0,函数y=f(x)-a有两个零点x,x2,求证:x1+x2>2e.

-x1

6已知函数fx=axea0存在极大值.

e

(1)求实数a的值;

(2)若函数Fx=fx-m有两个零点x1,x2x1x2,求实数m的取值范围,并证明:x1+x2>2.

9

7已知函数f(x)=x(e2x-a),g(x)=bx+lnx.

(1)若y=2x是曲线y=f(x)的切线,求a的值;

(2)若g(x)有两不同的零点,求b的取值范围;

(3)若b=1,且f(x)-g(x)1恒成立,求a的取值范围.

8已知函数f(x)=axlnx,aR.

(1)当a=1时,

求f(x)的极值;

mm

若对任意的xe都有f(x)ex,m>0,求m的最大值;

x

22

(2)若函数g(x)=f(x)+x有且只有两个不同的零点x1,x2,求证:x1x2>e.

10

VIP会员专享最低仅需0.2元/天

VIP会员免费下载,付费最高可省50%

开通VIP

导出为Word

图片预览模式

文字预览模式
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报
预览说明:图片预览排版和原文档一致,但图片尺寸过小时会导致预览不清晰,文字预览已重新排版并隐藏图片
相关精选
查看更多
更多推荐