内容正文:
函数模型及其应用
3.2.1 几类不同增长的函数模型二
zxxk
我们知道,对数函数 ,指数函数 与幂函数 在区间 上都是增函数。从上述两个例子可以看到,这三类函数的增长是有差异的。那么,这种差异的具体情况到底怎样呢?
下面,我们不妨先以
函数为例进行探究。
Sheet1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 …
1 4 16 64 256 1024 4096 16384 65536 …
0 4 16 36 64 100 144 196 256 …
Sheet2
Sheet3
利用计算器或计算机,以一定的步长列出自变量与函数值的对应表(表3-5)
,并在同一平面直角坐标系内画出三个函数的图象(图3.2-4)。可以看到,虽然它们都是增函数,但它们的增长速度是不同的。
表3-5
从图可以看到, 和 的图象有两个交点,这表明 与 在自变量不同的区间有不同的大小关系,有时 ,有时 。
下面我们在更大的范围内,观察 和 的增长情况
zxxk
Sheet1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 …
1 1024 1.E+06 1.E+09 1.E+12 1.E+15 1.E+18 1.E+21 1.E+24 …
0 100 400 900 1600 2500 3600 4900 6400 …
Sheet2
Sheet3
但是,当自变量 要越来越大时,可以看到, 的图象就像与 轴垂直一样, 的值快速增长, 比起 来,几乎有些微不足道,如图3.2-6和表3-7所示。
探究
你能借助图象,对 和 的增长情况进行比较吗?
请在图象上分别标出使不等式
成立的自变量 的取值范围
结论
一般地,对于指数函数 和幂函数 ,通过探索可以发现,在区间 上,无论 比 大多少,尽管在 的一定变化范围内, 会小于 ,由于 的增长快于 的增长,因此总存在一个 ,当 时,就会有 。
同样地,对于对数函数 和幂函数 , 在区间 上,随着 的增大, 增长得越来越慢,图象就像