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第二章
基本初等函数(Ⅰ)
§2.1.2
指数函数及其性质
第一课时
指数函数的概念与图象
学习目标
1.了解指数函数模型的实际背景,理解指数函数的概念,
掌握指数函数的图象.
2.初步学会运用指数函数解决问题.
问题1、某种细胞分裂时,由1个分裂成
2个,2个分裂成4个,1个这样的细胞分
裂x次后,得到的细胞个数y与x的函数
关系式是什么?
问题引入
分裂
次数
细胞
总数
1次
2次
3次
4次
x次
……
21
22
23
24
分析:
设该物质经过x年后的剩留量为y
若设该物质原有量为1
则经过一年剩留量为:
经过二年剩留量为:
经过三年剩留量为:
……
即经过x年后的剩留量是
问题2
一种放射性物质不断衰减为其它物质,每经过一年剩留量约为原来的84%,则这种物质经过x年后的剩留量是多少?
设疑自探
思考:这两个解析式有什么共同特征?
分析:
对于这两个解析式都具有
的形式,其中自变量x是指数,底数a是一个大于0且不等于1的常数。
指数函数的概念
注意
:
(1)ax为一个整体,前面系数为1;
(2)底数
a>0且
a≠1
;
(3)自变量x在幂指数的位置且为单个x;
思考:为什么概念中明确规定a>0,且a≠1?
?
(3)如果a=1,那么y=1x=1是常量,对此就没有研究的必要.
规定底数a>0且a≠1的理由
(1)如果a=0,则当x>0时,ax恒为0;当x<0时,ax无意义.
(2)如果a<0,比如y=(-2)x,这时对于x=,,,,…在实数范围内函数值不存在.
学以致用:题型一:指数函数的概念
【例1】下列函数中,哪些是指数函数?
(1)y=4x;(2)y=x4;(3)y=-4x;(4)y=(-4)x;
(5)y=πx;(6)y=4x2;(7)y=42x;(8)y=(2a1)x(a>,a≠1),x∈R
[解析]
(1)、(5)、(7)、(8)为指数函数;
(2)中底数x不是常数,而4不是自变量;
(3)是-1与指数函数4x的乘积;
(4)中底数-4<0,∴不是指数函数;
(6)是二次函数,它们都不符合指数函数的定义.
变式训练:
【变式1】(1)函数y=(2a2-3a+2)·ax是指数函数,则a的值________.
(2)指数函数f(x)的图象过点(-3,),则f(2)=________.
[解析]
(1)y=(2a2-3a+2)·ax是指数函数,则有,∴a=.
[答案] (1)
(2)4
∴f(2)=22=4.
∴f(x)=2x,
∵f(x)的图象过点(-3,),
∴a-3=,a3=8,故a=2,
(2)设f(x)=ax(a>0,且a≠1).
解疑合探
探究点2
指数函数的图象和性质
画出,的图像,并分析函数图象有哪些特点?
思考:描点法画函数图象有哪些步骤?
列表、
描点、
连线
提示:
小组合探
列表:
x
-2
-1
0
1
2
1
1
1
2
4
4
2
3
1
9
3
9
0
1
1
描点、连线
a越大,曲线约往y轴靠近,且都过定点(0,1)
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
y=ax
(0
y=ax
(a>1)
指数函数性质一览表
函数
y=ax
(a>1)
y=ax
(0图
象
定义域
R
值
域
性质
(0,1
)
单调性
在R上是增函数
在R上是减函数
若x>0,
则y>1
若x<0,
则0若x<0,
则y>1
若x>0,
则0定
点
没有奇偶性
没有最值
归纳
质疑再探
比较下列各组数的大小:
①
②
③
④
解:①
1.72.5、1.73可以看作函数y=1.7x的两个函数值
∵1.7>1
∴
y=1.7x在R上是增函数
又∵2.5<3
∴
1.72.5
<
1.73
在a1=0.8,a2=0.6下的函数值
解:②
可以看做是函数
∵
a1<0
,
a2<0
∴函数
为减函数
又∵
,
x=1.3>0
∴0.81.3>0.61.3
解:③
∵1.70.3>1,而0.93.1<1
解:④
②异底同指:构造函数法(多个),利用函数图象在y轴左右两侧的特点。
比较指数幂大小的方法:
①同底异指:构造函数法(一个),
利用函数的单调性,若底数是参变量要注意分类讨论。
③异底异指:寻求中间量
运用拓展
1.下列各函数中,是指数函数的是
( )
A.y=(-3)x
B.y=-3x
C.y=3x-1
D.y=3-x
答案: D
y=3-x=()x为指数函数,其余均不是.
[解析]
2.y=()x的图象可能是(
)
答案: A
x
y
O
A
x
y
B
x
y
C
x
y
D
3.当a>0且a≠1时,函数f(x)=ax-2-3必过定点________.
答案: (2,-2)
所以当x=2时,y=-2,f(x)过点(2,-2).
[解析]:
当a>0且a≠1时,总有a0=1,
(-1/2,0)
归纳小结
1.指数函数的概念:形如y=ax(a>0,且a≠1)的函数称为指数函数.
指数函数特征:
(1)底数a为大于0且不等于1的常数,不含有自变量x;
2.指数函数的图象和简单性质,指数函数定义域为R,值域为(0,+∞),当
a>1时函数单调递增,当0(3)ax的系数是1.
(2)指数位置是自变量x,且x的系数是1;
布置作业
课本P59:习题
2.1:5.