高中数学必修一之指数函数

今天分析必修一第二章的指数函数的有关知识。先总结下指数函数的一些性质:(有一部分为图片模式)

  1. 在实数范围内,正数的奇次方根是一个正数,负数的奇次方根是一个负数;正数的偶次方根是两个相反数,负数没有偶次方根;0的任何次方根都为0.

  2. 分数指数幂的概念中,一定要注意a是大于0的,m,n属于正整数,且n大于1。分数指数幂实际就是一个数先算出分子个数相乘,再求出开分母数的次方根。0的负分数指数幂没有意义。

  3. a的负n次方意思就是1除以a的n次方,指数幂为负号,相当于求出来的数值分之一,为a-ⁿ=1÷aⁿ

  4. 指数函数的定义域为R;a的值必须为大于0且不等于1;a前面的系数必须为1;a的次方一定要是x,而不能是带有x的函数,例如a的2x次方就不是指数函数。

  5. 另外,要记住指数函数在x大于0或者小于0的值域。

①当0<a<1时,x<0,y>1; x>0,0<y<1; ②当a>1时,x<0,0<y<1; x>0,y>1。

下面分析几道题,对于解决幂的问题,要善于观察分析,利用所学知识进行化简再求值。(抱歉,还是图片模式)

今天就分析这两道题,明天继续分析有关指数函数的题。

谢谢大家关注与分享,希望大家多多评论互动!

必修一——指数函数以及性质

一、前言(废话)

之前已经学习了指数与指数幂的运算,以及相关的指数运算性质(如果有不懂的读者,可以往前面去翻看一下),今日作者正式就开始讲指数函数以及相关的性质。

二、指数函数

指数函数其实就是之前学习的一个推广,当底数大于零,可以将指数的取值范围从指数推广到了实数,这就形成了指数函数的形成,对此只有看数学界的定义了。

在此之前有两个前提:

  1. 指数函数的底数大于零。
  2. 指数函数的底数不能等于一。

数学界指数函数的定义:

一般地,函数

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只要形式上,符合上图的函数形式,则这种函数就是叫做指数函数。其中x是自变量,并且函数的定义域是R。

三、指数函数的性质

由指数函数的形式可以得出,指数函数的底数要求大于零,并且不等于一,这就让定义域划分为了两部分:

由于底数的取值范围,造就了两个区间,因此当底数0<a<1时,函数是一个单调递减的函数,当底数a>1时,函数是一个单调递增的函数。

以其中的a>1作为讨论,指数函数也是函数,既然是函数就按照函数的相关性质进行讨论,在这之前要先说明指数函数的定义域: x∈R

  1. 指数函数的第一个性质就是单调性,由图可知,指数函数的单调性由a的取值范围决定的,当a>1时,指数函数是单调递增函数,当0<a<1时,指数函数是单调递减函数。
  2. 函数第二个性质就是奇偶性,但从图像上看,并没有奇偶性,就不讨论了。
  3. 函数第三个性质就是周期性,同理,从图像上看,也是没有周期性,也不做讨论了。
  4. 函数第四个性质就是对称性,从图像上看,也没有对称性,也就不讨论了。

这就是从函数的性质上面进行讨论的,除此之外就需要从指数函数自身的性质进行讨论了。

  1. 指数函数的所有的图像都过一个定点(0,1),即x=0时,y=1
  2. 第二个专属性质就是单调性由a的取值范围决定的。

批注:

读者有什么不懂的可以留言,想要知道什么高中解题经验可以给作者留言啊!

关注!关注!关注!重要事情说三遍

数学《指数函数》是什么?主要讲的是哪些知识点呢?

我们在高中乃至大学都在接触函数,说简单一点,函数其实是一种特殊的映射关系。

定义:一个变化过程中,如果有两个变量x与y,并且对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与之对应,那么我们就称x是自变量,y是因变量,y是x的函数。

想必这样说,大家应该很好理解了!那我们今天来学习一个函数里面的子板块,那就是我们今天要接触的指数函数。

在学习之前我来给大家举个例子,我们大家都知道,细胞在分裂过程中,是以一分为二,二分为四,四分为八……一直这样分下去。

那么大家不妨假设一下,如果这个细胞一直按照这个规律去分裂,分裂到n次时,可以得到一组怎样的数?

据观察,这组数如果进行排列的话,可以是以下情况,即(1,4,8,16,32,64,128,…)如果我们将这组数进行转化,那么可以得到一组即相同又不一样的表达,即(2⁰ ,2¹ ,2² ,2³ ,2⁴ ,2 ⁵ ,2⁶,2⁷,…2ⁿ,… )。

通过这一列数字的观察,大家发现没有,这列数的底数永远是2,右上方的指数却在不断增加,大家设想一下,如果底数不变,指数在实数范围内进行变化,那么会得到怎样的情况呢?

如果按照这个设想一直进行下去,他会得到一条光滑而有规律的曲线,如下所示:

我们再来看个例子,想必大家应该听说过这句话,即:一尺之棰,日取其半,万世不竭,这句话出自于《庄子.天下篇》,意思是说,有一根木棍,如果每天取这根木棍当天的一半,那么不管你取多长时间,都是取不完的。

同样的方法,我们不妨假设这根木棍可以一直这样取下去,并且用数字进行表述,然后将取的数字进行排列观察,即第0天是1,第1天取一半就是½,第2天再取剩下的一半就是¼,依次类推,取到第n天呢?

我们将上述数字进行排列,得到(1,1/2,1/4,1/8,1/16…),将这列数字进行转化,可得[(1/2)⁰ ,(1/2)¹ ,(1/2)² ,(1/2)³ ,(1/2)⁴ ,…(1/2) ⁿ ,…)

通过观察,一直这样取木棍的一半,得到的这组数每一个数,底数永远是1/2,右上方的指数逐渐增加,那么大家设想一下,如果指数在实数范围内不断变化,会得到什么情况呢?

这只是比较特殊的两个例子,如果我们将底数2换成其他的数字,然后固定下来不变动,同样方法,将底数1/2换成其他的分数固定下来,会不会有同样的效果呢?这就是我们这节课要学习的指数函数。

定义:一般情况,像y=aˣ (a为常数,且a>0,a≠1)这样的函数叫做指数函数,函数的定义域是R.

注意:在指数函数的定义表达式中,在aˣ 前面的系数必须是1,自变量 x 必须在指数的位置上,并且不能是x的其他表达式,反之就不是指数函数。

因为a>0且a≠1,所以说底数a的取值要分为两个范围进行研究,当a>1时,有以下图形。

解释:因为在指数运算中,如果底数是负数时,开偶次方根是没有意义的,所以底数小于零时,是一些分散的点,我们研究的是一般情况,所以只规定底数大于零。

根据定义及图像,可以得知当底数a>1时,是单调递增函数,并且必过点(0,1),定义域{x∣x∈R},值域{y∣y>0}

当0<a<1时,有以下图形:

根据定义以及图像,可以得知当底数0<a<1时,是单调递减函数,并且必过点(0,1),定义域{x∣x∈R},值域{y∣y>0}

通过知识点学习,我们来看一个例题:

例题:若函数f(x)=aˣ (a>0,且a≠1)的图象过点(2,16),请确定函数f(x)的解析式。

解答:根据题意,函数f(x)经过点(2,16),所以将该点代入指数函数模型,可得a² =16,解得 a=4 或 a=-4(舍去)。

则函数f(x)的解析式为f(x)=4ˣ

今天的内容就讲到这里,大家下去过后可以做一做上面的练习题,有不同见解的朋友,评论区留言讨论。

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