(课标全国版)高考数学第一轮复习讲练 第08讲 对数与对数函数 (讲+练)(含解析)

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(课标全国版)高考数学第一轮复习讲练 第08讲 对数与对数函数 (讲+练)(含解析)

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第08讲 对数与对数函数
【练基础】
1.(2023·山西省忻州一中模拟)实数lg 4+2lg 5的值为(  )
A.2 B.5
C.10 D.20
2.(2021·辽宁沈阳模拟)设函数f(x)=则f=(  )
A.-1 B.1
C.- D.
3.(2023·江苏省南京模拟函数f(x)=的定义域是(  )
A.(-3,0)        B.(-3,0]
C.(-∞,-3)∪(0,+∞) D.(-∞,-3)∪(-3,0)
4.(2023·辽宁省锦州模拟若实数a满足loga>1>loga,则a的取值范围是(  )
A. B.
C. D.
5.(2023·安徽省怀远模拟若函数f(x)=ax-1的图象经过点(4,2),则函数g(x)=loga的图象是(  )
6.(2021·云南曲靖模拟)设a=log0.30.4,b=log30.4,则(  )
A.ab<a+b<0 B.a+b<ab<0
C.ab<0<a+b D.a+b<0<ab
7.(2023·安徽省阜阳一中模拟设函数f(x)=log(x2+1)+,则不等式f(log2x)+f(logx)≥2的解集为(  )
A.(0,2] B.
C.[2,+∞) D.∪[2,+∞)
8.(2023·福建省莆田模拟已知函数f(x)=ln x+ln (2-x),则(  )
A.f(x)在(0,2)上单调递增
B.f(x)在(0,2)上单调递减
C.y=f(x)的图象关于直线x=1对称
D.y=f(x)的图象关于点(1,0)对称
【练提升】
1.(2023·江西省新余一中模拟设x,y,z为正数,且2x=3y=5z,则(  )
A.2x<3y<5z       B.5z<2x<3y
C.3y<5z<2x D.3y<2x<5z
2.(2023·山东省东营模拟设x,y,z为正数,且2x=3y=5z,则(  )
A.2x<3y<5z B.5z<2x<3y
C.3y<5z<2x D.3y<2x<5z
3.(2021·浙江宁波高三模拟)两个函数的图象经过平移后能够重合,称这两个函数为“同形”函数,给出四个函数:f1(x)=2log2(x+1),f2(x)=log2(x+2),f3(x)=log2x2,f4(x)=log2(2x),其中“同形”函数是(  )
A.f2(x)与f4(x) B.f1(x)与f3(x)
C.f1(x)与f4(x) D.f3(x)与f4(x)
4.(2021·北京海淀模拟)如图,点A,B在函数y=log2x+2的图象上,点C在函数y=log2x的图象上,若△ABC为等边三角形,且直线BC∥y轴,设点A的坐标为(m,n),则m=(  )
A.2 B.3
C. D.
5.(2021·湖北宜昌模拟)若函数f(x)=log0.9(5+4x-x2)在区间(a-1,a+1)上单调递增,且b=lg 0.9,c=20.9,则(  )
A.cC.a6.(2021·浙江宁波高三调研)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)单调递减,若实数a满足f(log3a)+f(loga)≥2f(1),则a的取值范围是________.
7.(2023· 河南省汝州模拟若函数f(x)=loga(x2-ax+1)(a>0且a≠1)没有最小值,则a的取值范围是________.
8.(2023·湖北省钟祥模拟函数f(x)=log(ax-3)(a>0且a≠1).
(1)若a=2,求函数f(x)在(2,+∞)上的值域;
(2)若函数f(x)在(-∞,-2)上单调递增,求a的取值范围.
第08讲 对数与对数函数
【练基础】
1.(2023·山西省忻州一中模拟)实数lg 4+2lg 5的值为(  )
A.2 B.5
C.10 D.20
【答案】A
【解析】lg 4+2lg 5=2lg 2+2lg 5=2(lg 2 +lg 5)=2lg (2×5)=2lg 10=2.故选A.
2.(2021·辽宁沈阳模拟)设函数f(x)=则f=(  )
A.-1 B.1
C.- D.
【答案】A
【解析】f=log2=-1.
3.(2023·江苏省南京模拟函数f(x)=的定义域是(  )
A.(-3,0)        B.(-3,0]
C.(-∞,-3)∪(0,+∞) D.(-∞,-3)∪(-3,0)
【答案】A
【解析】因为f(x)=,所以要使函数f(x)有意义,需使即-34.(2023·辽宁省锦州模拟若实数a满足loga>1>loga,则a的取值范围是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由loga>1>loga,得
由①得,当a>1时,a<,此时a∈ ;当0,则.因此5.(2023·安徽省怀远模拟若函数f(x)=ax-1的图象经过点(4,2),则函数g(x)=loga的图象是(  )
【答案】D
【解析】由题意可知f(4)=2,即a3=2,a=.
所以g(x)=log=-log(x+1).
由于g(0)=0,且g(x)在定义域上是减函数,故排除A,B,C.
6.(2021·云南曲靖模拟)设a=log0.30.4,b=log30.4,则(  )
A.ab<a+b<0 B.a+b<ab<0
C.ab<0<a+b D.a+b<0<ab
【答案】A
【解析】因为a=log0.30.4>log0.31=0,b=log30.4<log31=0,所以ab<0,又=+=log0.40.3+log0.43=log0.40.9∈(0,1),所以0<<1,所以ab<a+b<0.
7.(2023·安徽省阜阳一中模拟设函数f(x)=log(x2+1)+,则不等式f(log2x)+f(logx)≥2的解集为(  )
A.(0,2] B.
C.[2,+∞) D.∪[2,+∞)
【答案】B
【解析】因为f(x)的定义域为R,f(-x)=log(x2+1)+=f(x),所以f(x)为R上的偶函数.
易知其在区间[0,+∞)上单调递减,
令t=log2x,所以logx=-t,
则不等式f(log2x)+f(logx)≥2可化为f(t)+f(-t)≥2,
即2f(t)≥2,所以f(t)≥1,
又因为f(1)=log2+=1,f(x)在[0,+∞)上单调递减,在R上为偶函数,所以-1≤t≤1,即log2x∈[-1,1],所以x∈,故选B.
8.(2023·福建省莆田模拟已知函数f(x)=ln x+ln (2-x),则(  )
A.f(x)在(0,2)上单调递增
B.f(x)在(0,2)上单调递减
C.y=f(x)的图象关于直线x=1对称
D.y=f(x)的图象关于点(1,0)对称
【答案】C
【解析】f(x)的定义域为(0,2).f(x)=ln x+ln (2-x)=ln[x(2-x)]=ln (-x2+2x).设u=-x2+2x,x∈(0,2),则u=-x2+2x在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减.又y=ln u在其定义域上单调递增,∴f(x)=ln (-x2+2x)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减.∴A,B错误.∵f(x)=ln x+ln (2-x)=f(2-x),∴f(x)的图象关于直线x=1对称,∴C正确.∵f(2-x)+f(x)=[ln (2-x)+ln x]+[ln x+ln (2-x)]=2[ln x+ln (2-x)],不恒为0,∴f(x)的图象不关于点(1,0)对称,∴D错误.故选C.
【练提升】
1.(2023·江西省新余一中模拟设x,y,z为正数,且2x=3y=5z,则(  )
A.2x<3y<5z       B.5z<2x<3y
C.3y<5z<2x D.3y<2x<5z
【答案】D
【解析】设2x=3y=5z=k>1,
所以x=log2k,y=log3k,z=log5k.
因为2x-3y=2log2k-3log3k=-===>0,
所以2x>3y;
因为3y-5z=3log3k-5log5k=-===<0,
所以3y<5z;
因为2x-5z=2log2k-5log5k=-===<0,
所以5z>2x.
所以5z>2x>3y,故选D.
2.(2023·山东省东营模拟设x,y,z为正数,且2x=3y=5z,则(  )
A.2x<3y<5z B.5z<2x<3y
C.3y<5z<2x D.3y<2x<5z
【答案】D
【解析】∵2x=3y=5z,∴ln 2x=ln 3y=ln 5z,∴xln 2=yln 3=zln 5,∴=,∴===>1,∴2x>3y,同理可得2x<5z.∴3y<2x<5z.故选D.
3.(2021·浙江宁波高三模拟)两个函数的图象经过平移后能够重合,称这两个函数为“同形”函数,给出四个函数:f1(x)=2log2(x+1),f2(x)=log2(x+2),f3(x)=log2x2,f4(x)=log2(2x),其中“同形”函数是(  )
A.f2(x)与f4(x) B.f1(x)与f3(x)
C.f1(x)与f4(x) D.f3(x)与f4(x)
【答案】A
【解析】f3(x)=log2x2是偶函数,而其余函数无论怎样变换都不是偶函数,故其他函数图象经过平移后不可能与f3(x)的图象重合,故排除选项B,D;f4(x)=log2(2x)=1+log2x,将f2(x)=log2(x+2)的图象沿着x轴先向右平移两个单位得到y=log2x的图象,再沿着y轴向上平移一个单位可得到f4(x)=log2(2x)=1+log2x的图象,根据“同形”函数的定义可知选A.
4.(2021·北京海淀模拟)如图,点A,B在函数y=log2x+2的图象上,点C在函数y=log2x的图象上,若△ABC为等边三角形,且直线BC∥y轴,设点A的坐标为(m,n),则m=(  )
A.2 B.3
C. D.
【答案】D
【解析】因为直线BC∥y轴,所以B,C的横坐标相同;又B在函数y=log2x+2的图象上,点C在函数y=log2x的图象上,所以|BC|=2.即正三角形ABC的边长为2.由点A的坐标为(m,n),得B(m+,n+1),所以所以log2m+2+1=log2(m+)+2,所以m=.
5.(2021·湖北宜昌模拟)若函数f(x)=log0.9(5+4x-x2)在区间(a-1,a+1)上单调递增,且b=lg 0.9,c=20.9,则(  )
A.cC.a【答案】B
【解析】由5+4x-x2>0,得-16.(2021·浙江宁波高三调研)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在区间[0,+∞)单调递减,若实数a满足f(log3a)+f(loga)≥2f(1),则a的取值范围是________.
【解析】由于函数f(x)是定义在R上的偶函数,则f(-x)=f(x),即有f(x)=f(|x|),
由实数a满足f(log3a)+f(loga)≥2f(1),
则有f(log3a)+f(-log3a)≥2f(1),
即2f(log3a)≥2f(1)即f(log3a)≥f(1),
即有f(|log3a|)≥f(1),
由于f(x)在区间[0,+∞)上单调递减,
则|log3a|≤1,即有-1≤log3a≤1,
解得≤a≤3.
【答案】
7.(2023· 河南省汝州模拟若函数f(x)=loga(x2-ax+1)(a>0且a≠1)没有最小值,则a的取值范围是________.
【答案】(0,1)∪[2,+∞)
【解析】当0<a<1时,函数f(x)=loga(x2-ax+1)(a>0且a≠1)没有最小值,当a>1时,若函数f(x)=loga(x2-ax+1)(a>0且a≠1)没有最小值,则x2-ax+1≤0有解,所以Δ=a2-4≥0,解得a≥2,综上可知,a的取值范围是(0,1)∪[2,+∞).
8.(2023·湖北省钟祥模拟函数f(x)=log(ax-3)(a>0且a≠1).
(1)若a=2,求函数f(x)在(2,+∞)上的值域;
(2)若函数f(x)在(-∞,-2)上单调递增,求a的取值范围.
【解析】(1)令t=ax-3=2x-3,则它在(2,+∞)上是增函数,所以t>22-3=1,
由复合函数的单调性原则可知,f(x)=log(2x-3)在(2,+∞)上单调递减,
所以f(x)(2)因为函数f(x)在(-∞,-2)上单调递增,根据复合函数的单调性法则,
所以t=ax-3在(-∞,-2)上单调递减且恒为正数,即解得0【学科素养】数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析
【课标解读】
1. 理解对数的概念,掌握对数的运算,会用换底公式.
2.理解对数函数的概念,掌握对数函数的图象、性质及应用.
3.了解对数函数的变化特征.
【备考策略】
1.对数运算的运算;
2.对数函数单调性的应用,如比较函数值的大小;
3.图象过定点;
4.底数分类讨论问题.
【核心知识】
知识点一 对数的概念
如果ax=N(a>0,且a≠1),那么x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
知识点二 对数的性质、换底公式与运算性质
(1)对数的性质:①alogaN=N;②logaab=b(a>0,且a≠1).
(2)对数的运算法则
如果a>0且a≠1,M>0,N>0,那么
①loga(MN)=logaM+logaN;
②loga=logaM-logaN;
③logaMn=nlogaM(n∈R);
④logamMn=logaM(m,n∈R,且m≠0).
(3)换底公式:logbN=(a,b均大于零且不等于1).
知识点三 对数函数及其性质
(1)概念:函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞).
(2)对数函数的图象与性质
a>1 0图象
性质 定义域:(0,+∞)
值域:R
当x=1时,y=0,即过定点(1,0)
当x>1时,y>0;当01时,y<0;当00
在(0,+∞)上是增函数 在(0,+∞)上是减函数
知识点四 反函数
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数y=logax(a>0,且a≠1)互为反函数,它们的图象关于直线y=x对称.
【特别提醒】
1.换底公式的两个重要结论
(1)logab=;(2)logambn=logab.
其中a>0,且a≠1,b>0,且b≠1,m,n∈R.
2.在第一象限内,不同底的对数函数的图象从左到右底数逐渐增大.
3.对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象过定点(1,0),且过点(a,1),,函数图象只在第一、四象限.
【高频考点】
高频考点一 对数的化简与求值
例1.【2020·全国Ⅲ卷】已知55<84,134<85.设a=log53,b=log85,c=log138,则
A.aC.b【方法技巧】
1.在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后正用对数运算法则化简合并.
2.先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
3.ab=N b=logaN(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
【举一反三】(2021·杭州市七校联考)计算:若a=log43,则2a+2-a=________
【变式探究】(2021·北京二中高三月考)在标准温度和大气压下,人体血液中氢离子的物质的量的浓度(单位mol/L,记作[H+])和氢氧根离子的物质的量的浓度(单位mol/L,记作[OH-])的乘积等于常数10-14.已知pH值的定义为pH=-lg[H+],健康人体血液的pH值保持在7.35~7.45之间,那么健康人体血液中的可以为(参考数据: lg 2≈0.30,lg 3≈0.48)(  )
A. B. C. D.
高频考点二 对数函数图象及其应用
例2.(2019·浙江卷)在同一直角坐标系中,函数y=,y=loga(x+)(a>0,且a≠1)的图象可能是(  )
A      B
C       D
【方法技巧】
(1)识别对数函数图象时,要注意底数a以1为分界:当a>1时,是增函数;当0<a<1时,是减函数.注意对数函数图象恒过定点(1,0),且以y轴为渐近线.
(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.
【变式探究】(2023·湖北武汉模拟)已知函数f (x)=关于x的方程f (x)+x-a=0有且只有一个实根,则实数a的取值范围是________.
高频考点三 比较对数值的大小
例3.【2020·全国Ⅱ卷】若2x 2y<3 x 3 y,则
A.ln(y x+1)>0 B.ln(y x+1)<0
C.ln|x y|>0 D.ln|x y|<0
【举一反三】【2019·天津卷】已知a=log52,b=log0.50.2,c=0.50.2,则a,b,c的大小关系为(  )
A. B.
C. D.
【方法技巧】
(1)若对数值同底数,利用对数函数的单调性比较
(2)若对数值同真数,利用图象法或转化为同底数进行比较
(3)若底数、真数均不同,引入中间量进行比较
【变式探究】【2019·全国Ⅰ卷】已知,则( )
A. B.
C. D.
高频考点四 解简单的对数不等式
例4.(2023·山东菏泽模拟)设函数f(x)=若f(a)>f(-a),则实数a的取值范围是(  )
A.(-1,0)∪(0,1) B.(-∞,-1)∪(1,+∞)
C.(-1,0)∪(1,+∞) D.(-∞,-1)∪(0,1)
【方法技巧】解决此类问题时应注意两点:(1)真数大于0;(2)底数a的值.
【变式探究】(2023·广东湛江一中模拟) 若loga(a2+1)<loga2a<0,则a的取值范围是________.
高频考点五 对数函数的综合应用
例5.(2023·河北衡水中学模拟)若函数f (x)=log2(x2-ax-3a)在区间(-∞,-2]上单调递减,则实数a的取值范围是(  )
A.(-∞,4) B.(-4,4]
C.(-∞,-4)∪[-2,+∞) D.[-4,4)
【方法技巧】解决此类问题有以下三个步骤:
(1)求出函数的定义域;
(2)判断对数函数的底数与1的大小关系,当底数是含字母的代数式(包含单独一个字母)时,若涉及其单调性,就必须对底数进行分类讨论;
(3)判断内层函数和外层函数的单调性,运用复合函数“同增异减”原则判断函数的单调性
【变式探究】(2023·湖南长郡中学模拟)已知函数f(x)=loga(3-ax).
(1)当x∈[0,2]时,函数f(x)恒有意义,求实数a的取值范围;
(2)是否存在这样的实数a,使得函数f(x)在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a的值;如果不存在,请说明理由。
第08讲 对数与对数函数
【学科素养】数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析
【课标解读】
1. 理解对数的概念,掌握对数的运算,会用换底公式.
2.理解对数函数的概念,掌握对数函数的图象、性质及应用.
3.了解对数函数的变化特征.
【备考策略】
1.对数运算的运算;
2.对数函数单调性的应用,如比较函数值的大小;
3.图象过定点;
4.底数分类讨论问题.
【核心知识】
知识点一 对数的概念
如果ax=N(a>0,且a≠1),那么x叫做以a为底N的对数,记作x=logaN,其中a叫做对数的底数,N叫做真数.
知识点二 对数的性质、换底公式与运算性质
(1)对数的性质:①alogaN=N;②logaab=b(a>0,且a≠1).
(2)对数的运算法则
如果a>0且a≠1,M>0,N>0,那么
①loga(MN)=logaM+logaN;
②loga=logaM-logaN;
③logaMn=nlogaM(n∈R);
④logamMn=logaM(m,n∈R,且m≠0).
(3)换底公式:logbN=(a,b均大于零且不等于1).
知识点三 对数函数及其性质
(1)概念:函数y=logax(a>0,且a≠1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞).
(2)对数函数的图象与性质
a>1 0图象
性质 定义域:(0,+∞)
值域:R
当x=1时,y=0,即过定点(1,0)
当x>1时,y>0;当01时,y<0;当00
在(0,+∞)上是增函数 在(0,+∞)上是减函数
知识点四 反函数
指数函数y=ax(a>0,且a≠1)与对数函数y=logax(a>0,且a≠1)互为反函数,它们的图象关于直线y=x对称.
【特别提醒】
1.换底公式的两个重要结论
(1)logab=;(2)logambn=logab.
其中a>0,且a≠1,b>0,且b≠1,m,n∈R.
2.在第一象限内,不同底的对数函数的图象从左到右底数逐渐增大.
3.对数函数y=logax(a>0,且a≠1)的图象过定点(1,0),且过点(a,1),,函数图象只在第一、四象限.
【高频考点】
高频考点一 对数的化简与求值
例1.【2020·全国Ⅲ卷】已知55<84,134<85.设a=log53,b=log85,c=log138,则
A.aC.b【答案】A
【解析】由题意可知、、,,;
由,得,由,得,,可得;
由,得,由,得,,可得.
综上所述,.
【方法技巧】
1.在对数运算中,先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后正用对数运算法则化简合并.
2.先将对数式化为同底数对数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算法则,转化为同底对数真数的积、商、幂再运算.
3.ab=N b=logaN(a>0,且a≠1)是解决有关指数、对数问题的有效方法,在运算中应注意互化.
【举一反三】(2021·杭州市七校联考)计算:若a=log43,则2a+2-a=________
【答案】
【解析】因为a=log43=log223=log23=log2,
所以2a+2-a=2log2+2-log2
=+2log2
=+
=.
【变式探究】(2021·北京二中高三月考)在标准温度和大气压下,人体血液中氢离子的物质的量的浓度(单位mol/L,记作[H+])和氢氧根离子的物质的量的浓度(单位mol/L,记作[OH-])的乘积等于常数10-14.已知pH值的定义为pH=-lg[H+],健康人体血液的pH值保持在7.35~7.45之间,那么健康人体血液中的可以为(参考数据: lg 2≈0.30,lg 3≈0.48)(  )
A. B. C. D.
【答案】C 
【解析】由题设有==1014[H+]2.又10-7.45≤[H+]≤10-7.35 ,所以10-0.9≤1014[H+]2≤10-0.7.所以-0.9≤lg1014[H+]2≤-0.7.又lg ≈-0.3,lg =-0.48,lg =-0.78,lg =-1,只有lg 在范围之中.故选C.
高频考点二 对数函数图象及其应用
例2.(2019·浙江卷)在同一直角坐标系中,函数y=,y=loga(x+)(a>0,且a≠1)的图象可能是(  )
A      B
C       D
【答案】D 
【解析】对于函数y=loga(x+),当y=0时,有x+=1,得x=,即y=loga(x+)的图象恒过定点(,0),排除选项A、C;函数y=与y=loga(x+)在各自定义域上单调性相反,排除选项B,故选D。
【方法技巧】
(1)识别对数函数图象时,要注意底数a以1为分界:当a>1时,是增函数;当0<a<1时,是减函数.注意对数函数图象恒过定点(1,0),且以y轴为渐近线.
(2)一些对数型方程、不等式问题常转化为相应的函数图象问题,利用数形结合法求解.
【变式探究】(2023·湖北武汉模拟)已知函数f (x)=关于x的方程f (x)+x-a=0有且只有一个实根,则实数a的取值范围是________.
【答案】(1,+∞) 
【解析】问题等价于函数y=f (x)与y=-x+a的图象有且只有一个交点,结合图象可知a>1.
高频考点三 比较对数值的大小
例3.【2020·全国Ⅱ卷】若2x 2y<3 x 3 y,则
A.ln(y x+1)>0 B.ln(y x+1)<0
C.ln|x y|>0 D.ln|x y|<0
【答案】A
【解析】由得:,
令,
为上的增函数,为上的减函数,为上的增函数,

,,,则A正确,B错误;
与的大小不确定,故CD无法确定.
故选:A.
【举一反三】【2019·天津卷】已知a=log52,b=log0.50.2,c=0.50.2,则a,b,c的大小关系为(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为a=log52<log5=,b=log0.50.2>log0.50.5=1,c=0.50.2=>,0.50.2<1,所以a<c<b,故选A。
【方法技巧】
(1)若对数值同底数,利用对数函数的单调性比较
(2)若对数值同真数,利用图象法或转化为同底数进行比较
(3)若底数、真数均不同,引入中间量进行比较
【变式探究】【2019·全国Ⅰ卷】已知,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】

则.
故选B.
高频考点四 解简单的对数不等式
例4.(2023·山东菏泽模拟)设函数f(x)=若f(a)>f(-a),则实数a的取值范围是(  )
A.(-1,0)∪(0,1) B.(-∞,-1)∪(1,+∞)
C.(-1,0)∪(1,+∞) D.(-∞,-1)∪(0,1)
【解析】由题意,得

解得a>1或-1【答案】C
【方法技巧】解决此类问题时应注意两点:(1)真数大于0;(2)底数a的值.
【变式探究】(2023·广东湛江一中模拟) 若loga(a2+1)<loga2a<0,则a的取值范围是________.
【答案】(,1)
【解析】由题意得a>0且a≠1,故必有a2+1>2a,
又loga(a2+1)<loga2a<0,所以0<a<1,
同时2a>1,所以a>.综上,a∈(,1).
高频考点五 对数函数的综合应用
例5.(2023·河北衡水中学模拟)若函数f (x)=log2(x2-ax-3a)在区间(-∞,-2]上单调递减,则实数a的取值范围是(  )
A.(-∞,4) B.(-4,4]
C.(-∞,-4)∪[-2,+∞) D.[-4,4)
【答案】D 
【解析】由题意得x2-ax-3a>0在区间(-∞,-2]上恒成立,且函数y=x2-ax-3a在(-∞,-2]上单调递减,则≥-2且(-2)2-(-2)a-3a>0,解得-4≤a<4.所以实数a的取值范围是[-4,4).故选D.
【方法技巧】解决此类问题有以下三个步骤:
(1)求出函数的定义域;
(2)判断对数函数的底数与1的大小关系,当底数是含字母的代数式(包含单独一个字母)时,若涉及其单调性,就必须对底数进行分类讨论;
(3)判断内层函数和外层函数的单调性,运用复合函数“同增异减”原则判断函数的单调性
【变式探究】(2023·湖南长郡中学模拟)已知函数f(x)=loga(3-ax).
(1)当x∈[0,2]时,函数f(x)恒有意义,求实数a的取值范围;
(2)是否存在这样的实数a,使得函数f(x)在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1?如果存在,试求出a的值;如果不存在,请说明理由。
【解析】(1)∵a>0且a≠1,设t(x)=3-ax,
则t(x)=3-ax为减函数,
x∈[0,2]时,t(x)的最小值为3-2a,
当x∈[0,2]时,f(x)恒有意义,
即x∈[0,2]时,3-ax>0恒成立.
∴3-2a>0.∴a<.
又a>0且a≠1,∴a的取值范围是(0,1)∪.
(2)t(x)=3-ax,∵a>0,
∴函数t(x)为减函数.
∵f(x)在区间[1,2]上为减函数,∴y=logat为增函数,
∴a>1,x∈[1,2]时,t(x)最小值为3-2a,f(x)最大值为f(1)=loga(3-a),
∴即
故不存在这样的实数a,使得函数f(x)在区间[1,2]上为减函数,并且最大值为1。

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