内容正文:
不同函数增长的差异
在4.2.1的例2的第(1)小问中,我们进一步研究了这一节的问题1,比较了A,B两地旅游收入的长期变化情况,A地为一次函数的增长,B地为指数函数的增长,这两种增长方式存在很大的差异.事实上,这种差异正是不同类型现实问题具有不同增长规律的反映.因此,如果把握了不同函数增长方式的差异,那么就可以根据现实问题的增长情况,选择合适的函数模型刻画其变化规律.那么我们该如何研究一次函数、指数函数和对数函数增长的差异呢?
整体感知
一方面可以根据图象进行观察、探索变化趋势,另一方面可以根据数据进行计算、分析变化率 .由于我们对线性函数已经有了一定的认识,其变化规律非常直观:它在整个定义域上的变化率恒定,即 为定值.所以线性函数可以作为一把尺子,用来“度量”指数函数和对数函数的增长差异.基于以上分析,我们可以分别比较指数函数与一次函数、对数函数与一次函数.
整体感知
新知探究
问题1 选取适当的指数函数与一次函数,探索它们在区间[0,+∞)上的增长差异,你能描述一下指数函数增长的特点吗?
追问1 不妨以函数y=2x和y=2x为例,利用计算器列出这两个函数的自变量与函数值的对应值表,并在同一直角坐标系中画出它们的图象.观察这两个函数的图象,它们在位置上有什么关系?这说明了什么?
追问1 不妨以函数y=2x和y=2x为例,利用计算器列出这两个函数的自变量与函数值的对应值表,并在同一直角坐标系中画出它们的图象.观察这两个函数的图象,它们在位置上有什么关系?这说明了什么?
完成的对应值表如下表,画出的函数图象如下图.
新知探究
x y=2x y=2x
0 1 0
0.5 1.414 1
1 2 2
1.5 2.828 3
2 4 4
2.5 5.657 5
3 8 6
… … …
从图象上,发现函数y=2x和y=2x有两个交点(1,2),(2,4),并且这两个交点将区间[0,+∞)分成了三段,两个函数的图象位置关系在这三段有所不同.这表明,虽然这两个函数在[0,+∞)上都单调递增,但它们的增长速度不同,函数y=2x的增长速度保持不变,而函数y=2x的增长速度在变化.
新知探究
追问2 通过对比这两个函数的自变量与函数值的对应值表,分别计算它们的变化率 ,你能发现什么?
新知探究
完成的变化率表如右表.从数据上,通过计算