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第四章
指数函数与对数函数
人教版A2019-必修第一册
4.2 指数函数
4.2.1 指数函数的概念
学习目标
1. 通过具体实例,了解指数函数的实际意义,理解指数函数的概念.
2. 结合具体实例,会求指数函数的解析式.
3. 从具体实例中体会指数型函数模型在实际问题中的应用.
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知识点回顾
⑴. 当n为任意正整数时,( )n=a;
⑵. 当n为奇数时, =a;
当n为偶数时, =|a|= ;
⑶. (a≥0).
常用公式:
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对于幂ax(a>0),我们已经把指数x的范围拓展到了实数.上一章学习了函数的概念和基本性质,通过对幂函数的研究,进一步了解了研究一类函数的过程和方法,下面继续研究其他类型的基本初等函数.
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问题1 随着中国经济高速增长,人民生活水平不断提高,旅游成了越来越多家庭的重要生活方式.由于旅游人数不断增加,A,B两地景区自2001年起采取了不同的应对措施,A地提高了景区门票价格,而B地则取消了景区门票.
下表给出了A,B两地景区2001年至2015年的游客人次以及逐年增加量.
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A地景区大约每年增长10万次
探究1 比较一下两地景区旅游人次的变化情况,你发现了怎样的规律?
用什么方法更易发现规律?
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思考1 比较两地景区游客人次的变化情况,你发现了怎样的变化规律?
为了有利于观察规律,根据表,分别画出A,B两地景区采取不同措施后的15年游客人次的图,根据图像并结合年增长量,发现了什么规律?
A地:游客人次近似于直线上升(线性增长),年增加量大致相等(约为10万次)
B地:游客人次则是非线性增长,年增加量越来越大,但从图象和年增加量
都难以看出变化规律.
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思考2:景区人次与年份是不是函数关系?如果是,你能用函数表达式表示吗?
对于景区B呢 用同样方法可以求出函数关系吗?
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思考3 我们知道,年增加量是对相邻两年的游客人次做减法得到的.能否通过对B地景区每年的游客人次做其他运算发现游客人次的变化规律呢?请你试一试.
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结果表明,B地景区的游客人次的年增长率都约为1.11-1=0.11,是一个常数.
像这样,增长率为常数的变化方式,我们称为指数增长.因此,B地景区的游客人次近似于指数增长.
显然,从2001年开始,B地景区游客人次的变化规律可以近似描述为:
1年后,游客人次是2001年的1.111倍;
2年后,游客人次是2001年的1.112倍;
3年后,游客人次是2001年的1.113倍;
……
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x年后,游客人次是2001年的1.11x倍.
如果设经过x年后的游客人次是2001年的y倍,那么y=1.11x(x∈[0,+∞)).
这是一个函数,其中指数x是自变量.
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问题2 当生物死亡后,它机体内原有的碳14含量会按确定的比率衰减(称为衰减率),大约每经过5 730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”.按照上述变化规律,生物体内碳14含量与死亡年数之间有怎样的关系?
追问1:生物死亡后,它机体内原有的碳14含量会按大约每经过5730年衰减为原来的一半,那么每年的衰减率是多少
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注:本例的衰减率为常数,这种衰减率为常数的变化方式,称为指数衰减
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一般地,函数y=ax(a>0,且a≠1)叫作指数函数,其中指数x是自变量,定义域为R.
特征:①a>0,且a≠1;②ax的系数为1;③自变量x的系数为1.
指数函数
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练习
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例2.(1)在问题1中,如果平均每位游客出游一次可给当地带来1000元门票之外的收入,A地景区的门票价格为150元,比较这15年间A、B两地旅游收入变化情况.
(2)在问题2 中,某生物死亡10000年后,它体内碳14的含量衰减为原来的百分之几?
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这说明,约在2011年3月之前,A地收入比B地收入高,但差距渐渐减少,之后,B地收入比A地多且差距渐渐增大.
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课后小结
(1)什么叫做指数增长?什么叫做指数衰减?指数增长与指数衰减有何差异?共同点是什么?
(2)什么是指数函数?
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布置作业
教材第115页习题第2、3题
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结束语
谢谢观看!