指数函数是以固定常数(底数)为底的自变量的幂次函数,其形式为f(x)=a^x(a>0且a≠1)。指数函数具有特殊的增长规律,当底数a大于1时,函数随着自变量的增大而呈现指数级别的增长,即增长速度越来越快;当底数a小于1时,函数随着自变量的增大而呈现指数级别的下降,即减少速度越来越快。指数函数在实际问题中广泛应用,如生物学中的细胞数量增长、物理学中的放射性衰变等,具有重要的科学意义和应用价值。
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上周,我们复习了整数指数幂,并学习了分数指数幂和无理数指数幂,并将指数的取值范围扩展到了实数,在了解了指数的相关基础知识之后,我们就要开始学习指数函数了!
今天,我们将学习一下基本函数 - 指数函数的概念、图像与性质,快来学习一下吧!
指数函数的概念
上一章,我们学习了幂函数,与幂函数相同的,指数函数也是一个基本函数。
指数函数是指函数形式为指数形式的函数,其中指数为自变量,而底数是一个大于0且不等于1的常数,其定义为:
指数函数的图像与性质
与学习幂函数类似的,我们学习一个基本函数时都需要了解其图像和性质,那么接下来我们将借助图像来分析一下指数函数的性质吧!
由于指数函数的底数应为一个大于0且不等于1的常数,那么我们将在(0,1)和(1,+∞)中分别取特殊值来进行解析。
首先,我们指定指数函数的底数为2和1/2,我们可以得到两个指数函数,分别是y=2^x和y=2^(-x),它们的图像为:
通过这两个函数图像,我们可以发现,这两个函数图像是关于y轴对称的,那么也就是说,当我们知道其中一个函数图像时,就可以根据对称性得到另一个函数的图像和对应性质。
这种对称性是指针对y=2^x和y=2^(-x)这两个函数吗,还是具有普适意义呢?
那么我们将在取两组底数进行一下分析,分别取3和1/3以及4和1/4,它们的图像为:
由此,我们发现,对于(0,1)和(1,+∞)这两个范围内的底数,指数函数的图像确实具有关于y轴的对称性,同学们利用这一性质可以进行一定的解题。
根据对称性,我们发现,当底数取在(0,1)中时,指数函数是一个减函数,当底数取在(1,+∞)中时,指数函数是一个增函数。
除了对称性之外,我们还可以发现,指数函数的图像只出现在x轴上方,也就是说,无论指数函数的底数为何值,指数函数的值域都是(0,+∞)。
通过观察上面6个指数函数的图像,我们可以发现,所有指数函数都会过一个点,那就是(0,1)点,这是因为指数幂有一个运算性质为: a^0=1, (a≠0)。
综上,我们可以将指数函数的图像和性质总结为:
今天,我们学习了指数函数的概念、图像和性质,希望可以帮助同学们更好地进行高中数学学习哦!
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下一期我们将继续讨论数学学习的相关问题呀!如果你想知道更多,请关注我们哦!
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