指数函数和对数函数互为反函数,它们的概念、图像与性质,既有密切的联系又有本质的区别. 指数函数和对数函数是两类重要而基本的函数模型,在它们的应用方面更应突出相互之间的区别与联系.
一、知识内容上的区别与联系
1. 概念三要素的比较:指数函数和对数函数都有严格的函数形式: 和 ,其中底数都是在 且 范围内取值的常数;指数函数的指数 就是对数函数的对数 ,由此指数函数的定义域和对数函数的值域相同,都是 ;指数函数的幂值 就是对数函数的真数 ,由此指数函数的值域和对数函数的定义域相同,都是 .
2. 图像三特征的比较:从形状上看,指数函数的图像呈现“一撇一捺”的特征,对数函数的图像呈现“一上一下”的特征,当底数相同时它们关于直线 对称;从位置上看,指数函数的图像都在 轴的上方且必过点 ,对数函数的图像都在 轴的右侧且必过点 ;从趋势上看,指数函数的图像往上无限增长,往下无限接近于 轴,而对数函数的图像往右无限增长,往左无限接近于 轴.
3. 性质三规律的比较:指数函数和对数函数的单调性都由底数 来决定,当 时它们在各自的定义域内都是减函数,当 时它们在各自的定义域内都是增函数;指数函数和对数函数都不具有奇偶性;它们的变化规律是,指数函数当 时 ,当 时 (即有“同位大于1,异位小于1”的规律),而对数函数当 时 ,当 时 (即有“同位得正,异位得负”的规律).
二、运用方法上的区别与联系
1. 运用概念时的比较:当研究函数 和 的有关问题时,前者的指数 可取任何实数,而后者的真数 一定要首先考虑大于零的限制条件(即对数函数的定义域);当研究函数 和 的有关问题时,前者若换元成 则一定要首先考虑新元 大于零的限制条件(即指数函数的值域),而后者若换元成 则新元 可取任何实数.
2. 运用图像时的比较:一方面要重视这两类特殊函数图像本身的平移规律和对称规律,其规律与一般函数的平移规律、对称规律相同,如指数函数 的图像向左平移 个单位可得到函数 的图像,对数函数 的图像向下平移 个单位可得到函数 的图像,函数 的图像关于 轴对称等;另一方面要重视利用指数函数和对数函数的图像是解题,如比较指数相同底数不同的两个幂值(或真数相同底数不同的两个对数值)的大小,宜通过画图解决,当底数大于1时,底数越大图像越靠近坐标轴,当底数大于0且小于1时,底数越小图像越靠近坐标轴.
3. 运用性质时的比较:利用指数函数和对数函数的性质解题时,首先要看底数的变化,因为底数的不同直接导致了增减性的变化,当底数是不确定的字母 表示时,一定要分 和 两类情况进行讨论;复合函数的单调性问题,遵循“同增异减”的规律操作,如 ,若 同时都是增函数或同时都是减函数,则 是增函数,若 一个是增函数另一个是减函数,则 是减函数.
把握住图像的性质,单调性,定义域,值域,奇偶性上的区别和联系就好了,其实不会太难的。
指数函数与对数函数关系一览表函数性质指数函数y=ax (a>0且a≠1)对数函数y=logax(a>0且a≠1)定义域实数集R正实数集(0,﹢∞)值域正实数集(0,﹢∞)实数集R共同的点(0,1)(1,0)单调性a>1 增函数a>1 增函数0<a<1 减函数0<a<1 减函数 函数特性 a>1当x>0,y>1当x>1,y>0当x<0,0<y<1当0<x<1, y<00<a<1 当x>0, 0<y<1当x>1, y<0当x<0,y>1当0<x<1, y>0反函数y=logax(a>0且a≠1)y=ax (a>0且a≠1) 图像 Y y=(1/2)x y=2x (0,1) X Y y=log2x (1,0) X y=log1/2x
对数函数是指数函数的反函数、底数a都是大于0且不等于1
它们最大的不同就是:一字之差。它们最大相同点就是:都是函数。