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指数函数

王朝百科·作者佚名  2009-12-13
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数学术语

指数函数的一般形式为y=a^x(a>0且≠1) (x∈R),从上面我们对于幂函数的讨论就可以知道,要想使得x能够取整个实数集合为定义域,则只有使得

如图所示为a的不同大小影响函数图形的情况。

在函数y=a^x中可以看到:

(1) 指数函数的定义域为所有实数的集合,这里的前提是a大于0且不等于1,对于a不大于0的情况,则必然使得函数的定义域不存在连续的区间,因此我们不予考虑,

同时a等于0函数无意义一般也不考虑。

(2) 指数函数的值域为大于0的实数集合。

(3) 函数图形都是下凹的。

(4) a大于1,则指数函数单调递增;a小于1大于0,则为单调递减的。

(5) 可以看到一个显然的规律,就是当a从0趋向于无穷大的过程中(当然不能等于0),函数的曲线从分别接近于Y轴与X轴的正半轴的单调递减函数的位置,趋向分别接近于Y轴的正半轴与X轴的负半轴的单调递增函数的位置。其中水平直线y=1是从递减到递增的一个过渡位置。

(6) 函数总是在某一个方向上无限趋向于X轴,永不相交。

(7) 函数总是通过(0,1)这点,(若y=a^x+b,则函数定过点(0,1+b)

(8) 显然指数函数无界。

(9) 指数函数既不是奇函数也不是偶函数。

(10)当两个指数函数中的a互为倒数时,两个函数关于y轴对称,但这两个函数都不具有奇偶性。

底数的平移:

对于任何一个有意义的指数函数:

在指数上加上一个数,图像会向左平移;减去一个数,图像会向右平移。

在f(X)后加上一个数,图像会向上平移;减去一个数,图像会向下平移。

即“上加下减,左加右减”

底数与指数函数图像:

(1)由指数函数y=a^x与直线x=1相交于点(1,a)可知:在y轴右侧,图像从下到上相应的底数由小变大。

(2)由指数函数y=a^x与直线x=-1相交于点(-1,1/a)可知:在y轴左侧,图像从下到上相应的底数由大变小。

(3)指数函数的底数与图像间的关系可概括的记忆为:在y轴右边“底大图高”;在y轴左边“底大图低”。(如右图)

幂的大小比较:

比较大小常用方法:(1)比差(商)法:(2)函数单调性法;(3)中间值法:要比较A与B的大小,先找一个中间值C,再比较A与C、B与C的大小,由不等式的传递性得到A与B之间的大小。

比较两个幂的大小时,除了上述一般方法之外,还应注意:

(1)对于底数相同,指数不同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数的单调性来判断。

例如:y1=3^4,y2=3^5,因为3大于1所以函数单调递增(即x的值越大,对应的y值越大),因为5大于4,所以y2大于y1.

(2)对于底数不同,指数相同的两个幂的大小比较,可以利用指数函数图像的变化规律来判断。

例如:y1=1/2^4,y2=3^4,因为1/2小于1所以函数图像在定义域上单调递减;3大于1,所以函数图像在定义域上单调递增,在x=0是两个函数图像都过(0,1)然后随着x的增大,y1图像下降,而y2上升,在x等于4时,y2大于y1.

(3)对于底数不同,且指数也不同的幂的大小比较,则可以利用中间值来比较。如:

<1> 对于三个(或三个以上)的数的大小比较,则应该先根据值的大小(特别是与0、1的大小)进行分组,再比较各组数的大小即可。

<2> 在比较两个幂的大小时,如果能充分利用“1”来搭“桥”(即比较它们与“1”的大小),就可以快速的得到答案。哪么如何判断一个幂与“1”大小呢?由指数函数的图像和性质可知“同大异小”。即当底数a和1与指数x与0之间的不等号同向(例如: a 〉1且x 〉0,或0〈 a〈 1且 x〈 0)时,a^x大于1,异向时a^x小于1.

〈3〉例:下列函数在R上是增函数还是减函数?说明理由.

⑴y=4^x

因为4>1,所以y=4^x在R上是增函数;

⑵y=(1/4)^x

因为0<1/4<1,所以y=(1/4)^x在R上是减函数

定义域:实数集R值域:(0,+∞)

 
 
 
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