对数函数的定义,是比较特殊的那一种。怎么个特殊法?往下看->

还记得吧,对数函数写成下面这个样子:

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

它的具体定义为:

对数函数,是以 a 为底的指数函数的反函数。

1.什么是反函数?

在前面,我们提到过这样去理解函数,它就是一个变换:

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

允许的输入值x,经过函数 f “处理”后,吐出了唯一确定的输出值y。

那么,函数f的反函数是什么意思?

当过程反过来,有了一个 y 值作为输入,经由称作“反函数”的函数 g 处理,能回到 x。

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

这样的函数 g,就是函数 f 的反函数,所以反函数可以理解为原函数 f 的逆向过程。

是不是所有函数都有反函数呢?答案是否定的。

从上面的直观表述来看,f对于x到y的转换,必须是一一对应的。

意即:不能存在两个不同的x值,经由f转换后产生同一个y值。否则,逆向转换就会产生一个y值不能唯一确定一个x值的问题了。

2.对数函数是什么样的?

既然对数函数定义为指数函数的反函数,那就来看,如何通过指数函数得到对数函数的样子。

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

对于一个x,可以通过函数找到y,得到的图像就如上图。通过反函数,给定y值,反之就可以变换得到x。原函数和反函数,对应的图像是同一曲线。

y = f(x), x = g(y), g是f的反函数

只不过,我们习惯统一自变量和函数值的表达方式。怎么做?只需要将 x=g(y)里面坐标互换,把图像关于 y = x 镜像一下即可:

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

3.反函数性及对数的性质

如果函数 f 和 g互为反函数,则有“反函数性”定律:

x = f(g(x)),x = g(f(x))

将x进行了一次变换后,再进行反向撤销变换,结果回到了自身。

对数函数是其对应指数函数的反函数,于是就有了下面的基本律:

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

至此,根据指数运算律,以及对数函数定义,可以推出对数函数的一些基础性质。

因为:

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

所以:

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

类似的可以推出:

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

指数函数可以大一统为自然指数函数,那么对数函数呢?因为:

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

所以,任意对数函数等价为如下形式:

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

换底公式

以上说明,任意底数为 a 的对数函数,都可以统一为自然对数函数形式:

反函数与原函数的关系(科普原函数和反函数之间的关系)

点赞(0) 打赏

相关推荐

微信小程序

微信扫一扫体验

立即
投稿

微信公众账号

微信扫一扫加关注

发表
评论
返回
顶部