在数学里,有关《指数函数》的知识点,你都了解多少?
上一节课,我们学习了幂函数,今天我们继续学习一个新的内容,那就是指数函数,它和幂函数不同之处就是底数和指数的变化,幂函数的底数是自变量,指数是常数,这节课要学习的指数函数,指的是底数是常数,指数是自变量。
指数函数
指数函数在生活中其实运用非常广泛,例如放射性元素的衰变,人口增长,储蓄问题,细胞分裂等诸多方面都有着巨大的影响。
下面我们先来一起看一下,指数函数的定义到底是什么呢?
定义:一般地,函数y=aˣ(a>0,a≠1)叫作指数函数,其中指数x是自变量,底数a是常量。
在数学中,定义是非常重要的一个概念,但是又很抽象,最好的方法就是提炼重点,不要像背语文一样,一字不漏的背完。
方法:通过定义,我们可以知道函数的解析式,以及该函数的底数取值范围。
但是底数的取值范围并不是整个实数集R,所以我们需要对底数a进行讨论↓
由定义可得→a>0,且a≠1
所以我们将范围划分成两种类型,即:0<a<1以及a>1。
可能有朋友会问,为什么要这样划分呢?细心的朋友可能会关注到,区间(0,1)内的数都是分数,并且分母越大的时候,整个分数就会越小,分母越小的时候,整个分数就会越大,那么随着x的变化,整个值就会发生变化,就是说y=aˣ会发生变化。
这样说可能对于基础弱的同学还是有些抽象,我再细化一下!如下所示。
①:在区间(0,1)中取值a=½,a=⅓,a=¼以此类推…
1、当a=½时,可以得到y=(½)ˣ,此时底数已经确定下来,我们来观察该函数的走势图。
由图像可知,该函数的定义域是实数集R,值域是y值的变化,值域是{y|y>0},因为该函数图像是从左上方向右下方在下降,并且在定义域内没有间断,所以可以称该函数为减函数。
注意:我们可以看出,这个函数越往左取x值,那么得到的y值就越大,并且增长速度就越快,函数越往右取x值,那么y值就越小
2、当a=⅓时,可以得到y=(⅓)ˣ,此时底数已经确定下来,我们来观察该函数的走势图。
3、当a=¼时,可以得到y=(¼)ˣ的函数图像。
以此类推,假如我们分母从2取到n,即:y=(1/n)ˣ,此时分母是在不断增大的,此时得到的底数也在区间(0,1),所以只要底数满足0<a<1,那么就可以得到该函数永远单调递减,并且底数越小,像左的增长速度就越快,像右的速度就越缓慢。
所以可得:x>0时,0<y<1,x<0时,y>1
x=0时,y=1
4、当0<a<1时,图像比较。
我们可以看出,当x>0时,底数越大,y越陡,底数越小,y越缓。当x<0时,底数越大,y越缓,底数越小,y越陡。
②:在区间(1,+∞)中取值底数a=2,a=3,a=4……a=n
1、同理,当a=2时,可以得到y=(2)ˣ,此时底数已经确定下来,我们来继续观察函数的走势图。
通过图像观察,我们可以得到函数定义域也是实数集R,值域为{y|y>0},该函数图像从左下方一直到右上方,都是递增趋势,并且在定义域内没有间断,所以可以称函数y=2ˣ为增函数。
2、当a=3时,可以得到y=(3)ˣ,同理,函数图像如下所示:
3、当a=4时,可以得到y=(4)ˣ,图像如下所示:
通过图像观察,我们会发现,这些图像都是单调递增,当a>1时,我们将a的取值推广到a=n时,可以得到结论也是成立的。
4、当a>1时,我们再来对比一下此时的函数图像走势图。
根据观察,大家会发现,当x>0时,底数越大,函数图像越陡,底数越小,函数图像越缓。
当x<0时,底数越大,函数图像越缓,底数越小,函数图像越陡。
所以还可以表示成:当x≥0时,则y≥1,当x<0时,则0<y<1.
今天的指数函数内容就讲到这里,我们下节课再见,点赞➕关注,我们一起进步。
高中数学培优:指数函数及指数运算21大知识点及16大题型攻略归纳
本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com
文章为作者独立观点不代本网立场,未经允许不得转载。