内容正文:
4.4.3不同函数增长的差异
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在前面的学习中,我们看到,一次函数与指数函数的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.
下面先看一个例子.
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地提高了门票价格,而B地则取消了门票.表4.2-1给出了A,B两景区2001年至2015年的旅客人次以及逐年增加量.
为了有利于观察规律,分别画出A、B景区的游客人次图象.
根据图象,你发现各自有什么规律?
通过观察图象,发现A景区的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景区的游客人次则是非线性增长,年增加量越来越大.
这两种不同的增长方式有什么特征呢?
该用怎样的函数去刻画其变化规律?
这就需要我们研究和掌握不同函数增长的差异.
一:一次函数与指数函数增长的差异
.
提问
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?
以函数 和 为例.画出两个函数的图像,说明在不同区间内,函数增长的快慢情况.
引导学生填表:
x
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
…
1
0
1.414
1
2
2
2.828
3
4
4
5.657
5
8
6
…
…
在同一直角坐标系中画出函数图像如下:
增函数的共同特点是函数值y随自变量x的增长而增长,但不同函数在同一区间内的增长快慢是否相同?
提问
师生合作观察研究函数 和 的增长快慢.
虽然函数 和 在区间 上都单调递增,但它们的增长速度不同,而且不在同一个“档次”.
随着x的增大, 的增长速度越来越快,会超过并远远大于 的增长速度,尽管在x的一定变化范围内, 会小于2x,但由于 的增长最终会快于 的增长,于是, 总会存在一个x0,当x﹥ x0时,恒有 ﹥ 2x.
总结一次函数和指数函数增长方式的差异.
一般地,指数函数 (a>1)与一次函数y=kx(k>0)的增长差异都与上述情况类似.
即使k的值远远大于a的值, (a> 1)的增长速度最终都会大大超过y=kx(k>0)的增长速度.
二:对数函数与一次函数的比较
二:一次函数与对数函数增长的差异
提问
选取适当的对数函数与一次函数,探索它们在区间(0,+∞)上的增长差异,你能描述一下对数函数增长的特点吗?
以函数 和 为例.画出两个函数的图像,说明在不同区间内,函数增长的快慢情况.
引导学生填表:
x
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
…
不存在
0
1
1
1.301
2
1.477
3
1.602
4
1.699
5
1.778
6
…
…
在同一直角坐标系中画出函数图像如下:
师生合作观察研究函数 和
的增长快慢.
虽然函数 和 在区间 上都单调递增,但它们的增长速度存在明显差异,函数 的增长速度不变,而 的增长速度在变化.随着x的增大,函数 的图像越来越平缓,像与x轴平行一样.函数 的图像离x轴越来越远.
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【总一总★成竹在胸】
几种常见函数的增长情况:
常数函数 一次函数 指数函数 对数函数
没有增长
直线上升
指数爆炸
“慢速”增长
解决实际问题的步骤:
实际问题
读懂问题
抽象概括
数学问题
数学问题的解
还原说明
实际问题的解
演算
推理
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