内容正文:
[素养目标] 1.通过平均变化率比较指数函数、对数函数及一次函数的增长速度的差异,培养直观想象核心素养. 2.结合实例体会指数增长、线性增长等不同函数类型增长的含义,提升数学建模核心素养.
4.5 增长速度的比较
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知识点
快慢
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2.三种函数的增长速度的比较
函数y=ax(a>1),y=logax(a>1),y=xn(n>0)在区间(0,+∞)上:
(1)单调性:_______函数.
(2)增长速度:y=ax(a>1):随着x的增大,y增长速度_____________,会远远大于y=xn(n>0)的增长速度,y=logax(a>1)的增长速度_____________.
(3)存在一个x0,当x>x0时,有________________.
增
越来越快
越来越慢
ax>xn>loga x
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√
√
×
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2.下列函数中,随x的增大,增长速度最快的是( )
A.y=3x B.y=1000x
C.y=log2x D.y=x3
解析:指数函数模型增长速度最快.
A
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3.y1=2x,y2=x2,y3=log2x,当2<x<4时,有( )
A.y1>y2>y3 B.y2>y1>y3
C.y1>y3>y2 D.y2>y3>y1
解析:在同一平面直角坐标系内画出这三个函数的图象(图略),在区间(2,4)内,从上到下图象依次对应的函数为y2=x2,y1=2x,y3=log2x,故y2>y1>y3.
B
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4.函数f(x)=2x-8,g(x)=3x,h(x)=log2x在区间[1,2]上的平均变化率分别为__________、__________、__________.
答案:2;6;1
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题型 1
求函数的平均变化率(小组探究)
(课本例1例2变式)已知函数f(x)=5x,g(x)=x+9,h(x)=log6x.分别计算这三个函数在区间[m,m+1](m>1)上的平均变化率,并比较它们的大小.
例 1
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解后 反思
·
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1.已知函数f(x)=2x,g(x)=log1 000x.分别计算这两个函数在区间[a,a+1](a>1)上的平均变化率,并比较它们的大小.
活学活用
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指数函数、对数函数与幂函数模型的比较(重点探究)
已知函数f(x)=2x和g(x)=x3,在同一坐标系下作出它们的图象,并结合图象比较f(8),g(8),f(2020),g(2020)的大小.
【审题指导】 由函数解析式列表、描点、连线,可得函数图象,由两函数图象的交点,分析函数值的大小情况.
【素养立意】 本题主要考查指数函数及幂函数模型,突出考查数学直观的核心素养.
题型 2
例 2
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描点、连线,得如图所示图象:
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则函数f(x)=2x对应的图象为C2,函数g(x)=x3对应的图象为C1.
因为g(1)=1,f(1)=2,g(2)=8,f(2)=4,g(9)=729,
f(9)=512,g(10)=1000,f(10)=1024,
所以f(1)>g(1),f(2)<g(2),f(9)<g(9),f(10)>g(10),所以1<x1<2,9<x2<10,所以x1<8<x2<2020.
从图象上知,当x1<x<x2时,f(x)<g(x);当x>x2时,f(x)>g(x),且g(x)在(0,+∞)上是增函数,
所以f(2020)>g(2020)>g(8)>f(8).
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由图象判断指数函数、对数函数和幂函数的方法
根据图象判断增长型的指数函数、对数函数和幂函数时,通常是观察函数图象上升得快慢,即随着自变量的增长,图象最“陡”的函数是指数函数