内容正文:
5.5 指数函数与对数函数的应用
课程标准 素养解读
1.了解函数模型的广泛应用,体现指数函数与对数函数的应用价值
2.初步掌握从实际情境中抽象出指数函数或对数函数模型,解决有
关简单的实际问题
通过函数模型的应用提升
数学建模,直观想象,数学
运算素养
一种专门占据内存的计算机病毒,开机时占
据内存2KB,然后每3分自身复制一次,复制后
所占内存是原来的2倍.那么开机后多少分,该
病毒会占据64MB内存(1MB=1024KB)?
[知识点一] 指数型函数模型
形如 (k∈R,且k≠0;a>0且a≠1)
的函数是指数型函数模型.
1.设原有量为N,每次的增长量为p,
经过x次增长,该量增长到y,则x,y之间
满足的关系式是什么?
[知识点二] 二种函数的性质及增长速度
比较
指数函数 对数函数
解析式 y=ax(a>1)
y=logax
单调性 在(0,+∞)上单调
图像(随x的
增大)
逐渐与y轴平行 逐渐与x轴平行
增长速度
(随x的增大)
y的增长速度
越来越
y的增长速度
越来越
2.我们常说指数增长、指数爆炸,对于指
数型函数模型,还有没有别的变化方式?
3.我们知道当底数大于1时,对数函数的增
长速度越来越慢,那么当底数小于1时,对
数函数的变化有何特点?
1.下列函数中随x的增大而增大且速度最快
的是 ( )
A.y=ex B.y=lnx
C.y=2x D.y=e-x
2.某公司为了适应市场需求,对产品结构进行
了重大调整,调整后初期利润增长迅速,后
来增长越来越慢,若要建立恰当的函数模型
来反映该公司调整后利润y与产量x 的关
系,则可选用 ( )
A.一次函数模型 B.二次函数模型
C.指数函数模型 D.对数函数模型
3.某种细菌每半小时分裂一次(一个分裂为两
个),经过3小时,这种细菌由1个可繁殖
( )
A.8个 B.16个
C.32个 D.64个
32
第5章 指数函数与对数函数
指数型函数的实际应用
随着我国经济的不断发展,2018年年底
某偏远地区农民人均年收入为3000元,预
计该地区今后农民的人均年收入将以每年
6%的平均增长率增长,那么2025年年底该
地区的农民人均年收入为 ( )
A.3000×106×7元
B.3000×1067 元
C.3000×106×8元
D.3000×1068 元
[思路点拨] 根据规律写出函数关系式y
=N(1+p)x.
[听课记录]
容器内现有纯酒精10L,每次从中侧出
1L溶液后再加满水,试给出操作次数x与
所剩酒精y 之间的函数解析式,已知75%
纯度的酒精可作医用,问操作4次后,容器
中的溶液能否作医用?
[思路点拨] 每次从容器中倒出1L 溶
液,再加满水,等同于容器中溶液的酒精浓
度被稀释为之前的 1-110
æ
è
ç
ö
ø
÷.
[听课记录]
指数函数模型的应用
在实际问题中,有关人口增长、银行利
率、细胞分裂等增长率问题常可以用指
数函数模型表示.通常可以表示为y=
N(1+p)x(其中 N 为基础数,p 为增长
率,x为时间)的形式.
[变式训练]
1.(1)已知某种产品的生产成本每年降低
25%.若该产品 2020 年底的生产成本为
6400元/件,那么2023年底的生产成本为
元/件.
(2)调查表明,酒后驾驶是导致交通事故的
主要原因,交通法规规定:驾驶员在驾驶机
动车时血液中酒精含量不得超过0.2mg/ml.
如果某人喝了少量酒后,血液中酒精含量将迅
速上升到0.8mg/ml,在停止喝酒后,血液
中酒精含量就以每小时50%的速度减少,
则他至少要经过 小时后才可以
驾驶机动车. ( )
A.1 B.2
C.3 D.4
对数函数在实际问题中的应用
某化工厂生产一种溶液,按市场要求,
杂质含量不能超过0.1%,若初时含杂质
2%,每过滤一次可使杂质含量减少14
,问至少
应过滤多少次,才能使产品达到市场要求?
(参考数据lg2=0.3010,lg3=04771)
[思路点拨] 根据规律写出函数关系式
x=N(1-p)y,求指数即可.
42
[听课记录]
建立对数函数模型解决应用问题
对数运算是求指数的运算,因此要建立对
数函数模型,可设指数变量为y,利用指数
与对数的互化得到对数函数解析式,再利
用已知数据或计算工具计算解题.
[变式训练]
2.某公司为激励创新,计划逐年加大研发资金投
入,若该公司2023年全年投入研发资金130万
元,在此基础上,每年投入的研发资金比上一
年增长12%,求该公司全年投入的研发资金开
始超过200万元的年份(参考数据:lg1.12≈
0.05,lg1.3≈0.11,lg2≈030).
1.下列说法正确的个数是 ( )
(1)函数y=log13x的衰减速度越来越慢.
(2)增长速度不变的函数模型是一次函数
模型.
(3)若a>1,n>0,对于任意x0∈R,一定有
ax0>xn0.
A.0 B.1
C.2 D.3
2.专家预测,在我国大西北某地区荒漠化土地
面积每年平均比上年增长10.4%,经过x
年可能增长到原来的y 倍,则函数y=f(x)
的图像大致为 ( )
3.某地为了保护水土资源,实行退耕还林,如
果2018年退耕8万公顷,以后每年比上一
年增加10%,那么2023年需退耕 ( )
A.8×1.14 万公顷 B.8×1.15 万公顷
C.8×1.16 万公顷 D.8×1.13 万公顷
4.函数y=2(a-1)x 是刻画指数衰减变化规
律的模型,则a的取值范围是 .
学习至此,请完成配套训练
52
第5章 指数函数与对数函数
由于⑤中log4x系数为2,
∴⑤不是对数函数;
只有③、④符合对数函数的定义.
[答案] B
变式训练
1.解:只有(5)为对数函数.
(1)中真数不是自变量x,∴不是对数函数;
(2)中对数式后减1,∴不是对数函数;
(3)中log7x前的系数是2,而不是1,
∴不是对数函数;
(4)中底数是自变量x,而非常数a,∴不是对数函数.
题型二
[例2] [解析] (1)若 使 函 数 式 有 意 义 需 满 足 条 件:
x+1>0
2-x>0{ ⇒
x>-1,
x<2,{ 解得-1<x<2,故函数的定义域
为(-1,2).
(2)由题意有
2x+1>0,
2x+1≠1,{ 解得x>-
1
2
且x≠0,则函数的
定义域为 -12
,0( )∪(0,+∞).
[答案] (-1,2) -12
,0( )∪(0,+∞)
变式训练
2.解:(1)要使函数有意义,需满足
x-2>0,
x-3≠0,{ 解得x>2且
x≠3,∴函数的定义域为(2,3)∪(3,+∞).
(2)要使函数有意义,需满足
16-4x>0,
x+1>0.
x+1≠1,
ì
î
í
ïï
ï
解得-1<x<0或0<x<4.
∴函数定义域为(-1,0)∪(0,4).
题型三
[例3] [解] (1)∵函数y=log2x 在(0,+∞)上是增函
数,π>09,∴log2π>log20.9.
(2)由于log20.3<log21=0,log0.20.3>log0.21=0,
∴log20.3<log0.20.3.
(3)当a>1时,函数y=logax 在(0,+∞)上是增函数,
又3.1<5.2,所以loga3.1<loga5.2;当0<a<1时,函数
y=logax 在(0,+∞)上是 减 函 数,又 3.1<5.2,所 以
loga3.1>loga5.2.
变式训练
3.D [因为函数y=log2x在(0,+∞)上是增函数,且3.6>2,
所以log23.6>log22=1,因为函数y=log4x在(0,+∞)上是
增函数,且3.2<36<4,所以log43.2<log43.6<log44=1,
所以log43.2<log436<log23.6,即b<c<a.]
随堂步步夯实
1.D [A、B、C都不符合对数函数的定义,故选 D.]
2.D [由1-x>0得x<1,故选 D.]
3.D [由题知,a=log45>1,b=
1
2( )
0
=1,c=log30.4<0,
故c<b<a.]
4.解析:设对数函数为y=logax,则4=loga16,
∴a4=16,
∴a=2,∴y=log2x.
答案:y=log2x
5.5 指数函数与对数函数的应用
课前预习学案
情境引入
提示:2×2n=64×210,n=15
∴需时间为15×3=45分钟.
必备知识 知识点一
y=kax
[思考]
1.提示:y=N(1+p)x(x∈N).
知识点二
(a>1) 递增 快 慢
[思考]
2.提示:有,还有指数衰减.
3.提示:当底数小于1时,对数函数的递减速度越来越慢.
预习自测
1.A [由函数随x的增大而增大可排除 D,由增长速度最
快可得答案 A.]
2.D [满足初期利润增长迅速,后来增长越来越慢的对数
函数模型,故选 D.]
3.D [根据题意知,该种细菌分裂的个数满足指数函数y
=2x,x∈N∗;
经过3小时,细菌分裂6次,x=6,
细菌分裂的个数为y=26=64.故选:D.]
课堂互动学案
题型一
[例1] [解析] 由题意知,2025年底该地区农民人均收
入为3000×(1+6%)7=3000×1.067,故选B.
[答案] B
[例2] [解] 依题意可以得到,10L的纯酒精在操作了x次
后,所剩的酒精含量y(L)为y=10× 1-110( )
x
(x∈N).
经过4次操作后,容器中的酒精含量为y=10×0.94=
6.561,
601
此时,容器中溶液的酒精浓度为6.561
10 =65.61%<75%
,
不能作医用.
[答] 操作次数x与所剩酒精y 之间的函数关系为y=
10×0.9x(x∈N),操作4次后,容器中的溶液不能作
医用.
变式训练
1.(1)解析:2023 年 底 生 产 成 本 6400× (1-25%)3=
2700元.
答案:2700
(2)B [设n小时后才可以驾车,据题意得
0.8(1-50%)n≤0.2,∴0.5n≤14
,∴n≥2,
即至少要经过2小时后才可以驾驶机动车,故选B.]
题型二
[例3] [解] 设过滤y次后杂质含量为x,
则x=0.02 1-14( )
y
,即50x= 34( )
y
,
则y=log34 (50x),
令x=0001,则 y=log34 0.05=log34
1
20= -
lg20
lg34
= lg20lg4-lg3
= 1+0.30102×0.3010-0.4771≈10.42
,
所以至少过滤11次才能使产品达到市场要求.
变式训练
2.解:设经过y年后公司的研发资金为x,
则x=130(1+12%)y,即 x130=1.12
y,
所以y=log1.12
x
130
,令x=200,
所以y=log1.12
200
130=log1.12
2
1.3=
lg2-lg1.3
lg1.12 ≈38
,
所以到2027年,公司研发资金开始超过200万元.
随堂步步夯实
1.C [对于(1),由函数y=log13x 的图像可知其衰减速度
越来越慢,正确;对于(2),一次函数的图像是直线,因此
其增 长 速 度 不 变,正 确;对 于 (3),如 23<32,错 误.故
选C.]
2.D [由题意可知y=(1+10.4%)x,故选 D.]
3.B [2023年需退耕8×(1+10%)5=8×1.15,故选B.]
4.解析:由题意得0<a-1<1,∴1<a<2.
答案:(1,2)
第6章 直线与圆的方程
6.1 两点间距离公式和
线段的中点坐标公式
课前预习学案
必备知识 知识点一
(1)|P1P2|= (x2-x1)2+(y2-y1)2 (2)x2+y2
|x2-x1| |y2-y1|
[思考]
提示:可以,原因是 (x2-x1)2+(y2-y1)2=
(x1-x2)2+(y1-y2)2,也就是说公式中 P1,P2 两点
的位置没有先后之分.
预习自测
1.C [由 点 A (2,4),B (5,4),得 |AB| =
(2-5)2+(4-4)2=3,
所以A,B 两点之间的距离等于3.故选:C.]
2.B [设B(x,y),AB 的端点A(3,4)及中点O(0,3),
则
0=3+x2
3=4+y2
ì
î
í
ï
ï
ïï
,解得:
x=-3
y=2{ ,故点B 的坐标为(-3,2).
故选:B.]
3.C [|AB|= (-4-2)2+(1-3)2=2 10,中点坐标为
2-4
2
,3+1
2( ),即(-1,2),故选C.]
课堂互动学案
题型一
[例1] [解] ∵|AB|= (a-3)2+(3-3a-3)2=5,即
5a2-3a-8=0,∴a=-1或a=85.
变式训练
1.解 析:设 点 P 的 坐 标 为 (x,0),由|PA|=10 得
(x-3)2+(0-6)2=10,
解得x=11或x=-5.∴点P的坐标为(-5,0)或(11,0).
答案:(-5,0)或(11,0)
题型二
[例2] [解析] R 的坐标为 -1+32
,0+4
2( ),即为(1,2).
[答案] A
[例3] [解析] 设 M(x,y),由题意得
1=-2+x2
,
0=5+y2
,
ì
î
í
ï
ï
ïï
解得
x=4,
y=-5,{ 即 M(4,-5).
则点 M 到原点的距离为 (4-0)2+(-5-0)2= 41.
故选:B.
[答案] B
701
参考答案