由于指数函数y=ax在定义域(-∞,+∞)上是单调函数,所以它存在反函数
我们把指数函数y=ax(a＞0,a≠1)的反函数称为对数函数,并记为y=logax(a＞0,a≠1).
因为指数函数y=ax的定义域为(-∞,+∞),值域为(0,+∞),所以对数函数y=logax的定义域为(0,+∞),值域为(-∞,+∞).
2.对数函数的图像与性质
对数函数与指数函数互为反函数,因此它们的图像对称于直线y=x.据此即可以画出对数函数的图像,并推知它的性质.
为了研究对数函数y=logax(a＞0,a≠1)的性质,我们在同一直角坐标系中作出函数y=log2x,y=log10x,y=log10x,y=log x,y=log x的草图
由草图,再结合指数函数的图像和性质,可以归纳、分析出对数函数y=logax(a＞0,a≠1)的图像的特征和性质.见下表.
图
象
a＞1
a＜1
性
质
(1)定义域为x＞0
(2)当x=1时,y=0
(3)当x＞1时,y＞0
0＜x＜1时,y＜0
(3)当x＞1时,y＜0
0＜x＜1时,y＞0
(4)在(0,+∞)上是增函数
(4)在(0,+∞)上是减函数
补充
性质
设y1=logax y2=logbx其中a＞1,b＞1(或0＜a＜1 0＜b＜1＝
当x＞1时“底大图低”即若a＞b＞1则y1＞y2
当0＜x＜1时“底大图高”即若1＞a＞b＞0,则y1＞y2
利用函数的单调性可进行对数大小的比较.比较对数大小的常用方法有：
(1)若底数为同一常数,则可由对数函数的单调性直接进行判断.
(2)若底数为同一字母,则按对数函数的单调性对底数进行分类讨论.
(3)若底数不同、真数相同,则可用换底公式化为同底再进行比较.
(4)若底数、真数都不相同,则常借助1、0、-1等中间量进行比较.
3.指数函数与对数函数对比
为了揭示对数函数与指数函数之间的内在联系,下面列出这两种函数的对照表.
指数函数与对数函数对照表
名称
指数函数
对数函数
一般形式
y=ax(a＞0,a≠1)
y=logax(a＞0,a≠1)
定义域
(-∞,+∞)
(0,+∞)
值域
(0,+∞)
(-∞,+∞)
函
数
值
变
化
情
况
当a＞1时,
当0＜a＜1时,
当a＞1时
当0＜a＜1时,
单调性
当a＞1时,ax是增函数；
当0＜a＜1时,ax是减函数.
当a＞1时,logax是增函数；
当0＜a＜1时,logax是减函数.
图像
y=ax的图像与y=logax的图像关于直线y=x对称.