← 高中數學研習室

學習・解釋・訂正

對數函數

先理解概念,獨立嘗試,再解釋想法如何改變。

高一必修 第一册(A版).pdf · 4.4 · PDF 137 / 印刷頁 130

先重溫:對數

專題 01

對數函數

透過定義、對照例子及有理據的應用,掌握對數函數。

學完之後,你能解釋

  • 解讀及運用對數函數,並檢查定義域。
  • 連結不同表示法,說明每步理由,並處理邊界情況。
  • 能解釋解法,並把概念用於改變了的情境。

定義域與反函數

對數輸入為正,輸出遍及實數。

單調性

底數決定比較保持或倒轉次序。

預測 → 操作 → 解釋 → 遷移

先留下預測,再探索關係。

課節思考:計算前,預測「對數函數」的一項定義條件改變後,結論會怎樣改變,並記錄理由。

模型實驗:先預測調整下列參數會改變哪個結果,再以顯示的數值檢查,並與課節問題比較。

指數圖像:水平平移 0,垂直平移 0;自變量改成 x−0。

指數圖像:水平平移 0,垂直平移 0;自變量改成 x−0。

解釋:比較兩個符合條件的例子及一個邊界或不符合條件的例子,利用所述定義解釋差異。

遷移:自擬新例子及一個容易令人信服的錯誤解法,再指出缺漏條件並修正。

試一試,把思路寫下來。

每次只看一個提示。訂正時記錄想法如何改變,不只抄下答案。

01 / 基礎#示範例題

0<x<y,比較兩值。

f(t)=log⁡2tf(t)=\log_2t
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
底數大於一時對數函數遞增。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    2>1;x<y⇒log⁡2x<log⁡2y2>1;\quad x<y\Rightarrow\log_2x<\log_2y
  3. 兩個輸入均須為正。

f(x)<f(y)。

檢查與易錯點:兩個輸入均須為正。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

02 / 鞏固#示範例題

求定義域及垂直漸近線。

y=log⁡2(x−2)y=\log_2(x-2)
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
找真數從正側逼近零的位置。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    x−2>0;x→2+⇒y→−∞x-2>0;\quad x\to2^{+}\Rightarrow y\to-\infty
  3. 邊界直線不是圖像的一部分。

定義域 x>2;漸近線 x=2。

檢查與易錯點:邊界直線不是圖像的一部分。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

03 / 遷移#示範例題

解釋 y=log₂x 與 y=2ˣ 為何關於 y=x 對稱。

y=log⁡2x  ⟺  x=2yy=\log_2x\iff x=2^y
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
把同一關係的點用兩種方式表示。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    (a,b)↦(b,a)(a,b)\mapsto(b,a)
  3. 兩軸與定義域被交換,並非簡單平移。

取反函數會交換輸入輸出坐標。

檢查與易錯點:兩軸與定義域被交換,並非簡單平移。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

04 / 基礎#獨立練習

0<x<y,比較兩值。

f(t)=log⁡3tf(t)=\log_3t
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
底數大於一時對數函數遞增。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    3>1;x<y⇒log⁡3x<log⁡3y3>1;\quad x<y\Rightarrow\log_3x<\log_3y
  3. 兩個輸入均須為正。

f(x)<f(y)。

檢查與易錯點:兩個輸入均須為正。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

05 / 基礎#獨立練習

求定義域及垂直漸近線。

y=log⁡2(x−3)y=\log_2(x-3)
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
找真數從正側逼近零的位置。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    x−3>0;x→3+⇒y→−∞x-3>0;\quad x\to3^{+}\Rightarrow y\to-\infty
  3. 邊界直線不是圖像的一部分。

定義域 x>3;漸近線 x=3。

檢查與易錯點:邊界直線不是圖像的一部分。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

06 / 基礎#獨立練習

求反函數及其定義域。

y=log⁡3xy=\log_3x
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
解出原輸入後交換輸入輸出。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    x=3y⇒f−1(x)=3xx=3^y\Rightarrow f^{-1}(x)=3^x
  3. 原對數函數的值域成為反函數定義域。

反函數 y=3^x,定義域為所有實數。

檢查與易錯點:原對數函數的值域成為反函數定義域。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

07 / 基礎#獨立練習

解不等式。

log⁡1/2(x−3)>1\log_{1/2}(x-3)>1
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
對數遞減,因此比較反向。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    0<x−3<1/20<x-3<1/2
  3. 真數為正提供下界。

3<x<3+1/2。

檢查與易錯點:真數為正提供下界。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

08 / 鞏固#獨立練習

求 x 軸截距。

y=log⁡2(x−3)y=\log_2(x-3)
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
對數為零當且僅當真數為一。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    0=log⁡2(x−3)⇒x−3=1⇒x=40=\log_2(x-3)\Rightarrow x-3=1\Rightarrow x=4
  3. 截距必須在定義域內。

所求值為 4。

檢查與易錯點:截距必須在定義域內。

先思考,待同學準備好再展開提示。

09 / 鞏固#獨立練習

求 m,使式子對每個 x∈[0,1] 均有定義。

log⁡2(x+m)\log_2(x+m)
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
檢查最小可能真數。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    min⁡0≤x≤1(x+m)=m>0\min_{0\le x\le1}(x+m)=m>0
  3. 只查內部 x 可能漏掉禁止端點。

m>0。

檢查與易錯點:只查內部 x 可能漏掉禁止端點。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

10 / 鞏固#獨立練習

寫出兩對數互為倒數的條件,並證明。

log⁡ax⋅log⁡xa=1\log_a x\cdot\log_x a=1
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
使用同一對數底數。
提示 2
兩分母均須非零。
完整解答
  1. 使用同一對數底數。

  2. 計算或化簡此關係式。

    ln⁡xln⁡aln⁡aln⁡x=1\frac{\ln x}{\ln a}\frac{\ln a}{\ln x}=1
  3. x=1 可作 logₐx 的真數,但不能作 logₓa 的底數。

a>0、a≠1、x>0、x≠1。

檢查與易錯點:x=1 可作 logₐx 的真數,但不能作 logₓa 的底數。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

11 / 鞏固#獨立練習

0<x<y,比較兩值。

f(t)=log⁡4tf(t)=\log_4t
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
底數大於一時對數函數遞增。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    4>1;x<y⇒log⁡4x<log⁡4y4>1;\quad x<y\Rightarrow\log_4x<\log_4y
  3. 兩個輸入均須為正。

f(x)<f(y)。

檢查與易錯點:兩個輸入均須為正。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

12 / 遷移#獨立練習

求定義域及垂直漸近線。

y=log⁡2(x−4)y=\log_2(x-4)
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
找真數從正側逼近零的位置。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    x−4>0;x→4+⇒y→−∞x-4>0;\quad x\to4^{+}\Rightarrow y\to-\infty
  3. 邊界直線不是圖像的一部分。

定義域 x>4;漸近線 x=4。

檢查與易錯點:邊界直線不是圖像的一部分。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

13 / 遷移#獨立練習

求反函數及其定義域。

y=log⁡4xy=\log_4x
  • 依題目所列定義域、單位與抽樣假設作答。
考點與先備課節

計算過程與解釋

逐步建立思路

提示 1
先確保真數為正,再運用對數單調性。
提示 2
解出原輸入後交換輸入輸出。
完整解答
  1. 先確保真數為正,再運用對數單調性。

  2. 計算或化簡此關係式。

    x=4y⇒f−1(x)=4xx=4^y\Rightarrow f^{-1}(x)=4^x
  3. 原對數函數的值域成為反函數定義域。

反函數 y=4^x,定義域為所有實數。

檢查與易錯點:原對數函數的值域成為反函數定義域。

推理清單・自評/教師評核
  • 寫出所用定義、條件或模型。
  • 給出有效計算、證明或反例。
  • 連同限制解釋結論。

先思考,待同學準備好再展開提示。

專注一道題目

課末檢核與訂正

回看最近核對的答案及解釋;改動草稿後須重新核對。書面推理需要自評或教師評核。

啟用 JavaScript 後顯示本機作答摘要。

    選擇需要重溫的補底知識 ↗

    教師備課與評核

    提問順序

    • 使用「對數函數」的主要法則前,須滿足甚麼條件?
    • 哪一種表示法能使此題較易處理?為甚麼?
    • 改變一項假設後,原結論還成立嗎?

    板書重點

    • 解讀及運用對數函數,並檢查定義域。
    • 定義域與反函數:對數輸入為正,輸出遍及實數。
    • 單調性:底數決定比較保持或倒轉次序。
    • 總結:條件 → 表示 → 推理 → 檢驗。

    預期想法

    • 預期理由:對數輸入為正,輸出遍及實數。
    • 預期理由:底數決定比較保持或倒轉次序。
    • 預期修正:解不等式時不可忘記真數為正。

    評核清單

    • 1:辨識已知條件及所求。
    • 1:選取合適定義、表示或方法。
    • 1:推理連貫且正確。
    • 1:檢驗條件並解釋結果。

    免登入,紀錄保存在此瀏覽器;清除資料前請先匯出。書面推理按清單自評或由教師評核。

    教材與來源說明 ↗