内容正文:
第 4章 指数函数与对数函数
4.2.2 指数函数的图象和性质 第1课时
教学目标
学习目标:理解与掌握指数函数的图象与性质,并能灵活运用其来求解相关的实际问题(主观想象、逻辑推理).
教学重点:指数函数的图象与性质;
教学难点:指数函数图象与性质的相关运用.
一.指数函数y=2x和y=x的图象
问题1:根据学习幂函数的经验,我们研究了函数的什么内容?
如何研究的呢?
(1)主要研究函数的性质:
定义域、值域、单调性、奇偶性、最值等
(2)通过函数意义结合函数图像研究。
问题2:由函数解析式如何画函数图象?
画图步骤: 列表、描点、连线
(一)探究:请各位同学分别用描点法作指数函数 与 的图象.
解:(1)求作指数函数的图象(底数)
①列表; ②描点;③连线;
-2 -1 0 1 2 3
一.指数函数y=2x和y=x的图象
0
1
1
探究:请各位同学分别用描点法作指数函数 与 的图象.
解:(2)求作指数函数 的图象(底数)
①列表; ②描点;③连线;
-2 -1 0 1 2
一.指数函数y=2x和y=x的图象
0
1
1
思考:各位同学,当我们把指数函数 与 的图象放到同一平面直角坐标系中来求作,你们能发现什么规律?
一.指数函数y=2x和y=x的图象
x
y
0
1
2
3
-1
-2
-3
1
因为
,
则图像上任意一点的对称点都在图象上,反之亦然.
所以可利用的图象,画出的图象.
底数互为倒数的两个指数函数的图象关于对称
二.指数函数y=ax(a≠1且a>0)的图象与性质
问题1:图象分别在哪几个象限?
问题2:图象的上升、下降与底数a有联系吗?
当底数__时图象上升;
当底数______时图象下降.
0<a<1
问题3:图象有哪些特殊的点?
问题4:图象定义域和值域范围?
a>1
图象都经过点(0,1).
图象都在第一,二象限
答:定义域为R.值域为.
利用信息技术画图,并回答下列问题:
y=2x
y=3x
y=4x
问题5:在第一象限内,底数a大小与图象的关系?
答:图象越接近y轴,底数越大;x>0,底大图高
a>1 0<a<1
图象
性
质 定义域 R
值域 __________
最值 __________
过定点 过定点 ,即x= 时,y=__
指数函数的图象和性质
(0,+∞)
无最值
(0,1)
0
1
二.指数函数y=ax(a≠1且a>0)的图象与性质
a>1 0<a<1
图象
性
质 函数值的变化 当x<0时, ;
当x>0时,______ 当x>0时, ;
当x<0时,______
单调性 在R上是________ 在R上是________
奇偶性 ________________
对称性 y=ax与y=的图象关于 对称
0<y<1
y>1
0<y<1
y>1
增函数
减函数
非奇非偶函数
y轴
二.指数函数y=ax(a≠1且a>0)的图象与性质
【变式1】如图是指数函数①y=ax,②y=bx,③y=cx,④y=dx的图象,则a,b,c,d与1的大小关系是
A.a<b<1<c<d B.b<a<1<d<c
C.1<a<b<c<d D.a<b<1<d<c
作直线x=1,由下到上分别与②,①,④,③相交,所以b<a<1<d<c.
解析
B
二.指数函数y=ax(a≠1且a>0)的图象与性质
10
【变式2】函数y=ax,y=x+a在同一坐标系中的图象可能是
由题意知a>0且a≠1,且函数y=x+a为增函数.
当0<a<1时,y=ax为减函数,直线y=x+a在y轴上的截距大于0且小于1;
当a>1时,y=ax为增函数,直线y=x+a在y轴上的截距大于1.只有选项D符合.
解析
D
二.指数函数y=ax(a≠1且a>0)的图象与性质
11
三.利用指数函数单调性解比较幂的大小
【例1】比较下列各题中两个值的大小.
课本-117页例3
例1:说出下列各题中两个值的大小:
∵函数y=1.7x
在R上是增函数,
∴1.72.5 < 1.73
又∵ 2.5 < 3 ,
解:
解
∵函数y=0.8x
在R上是减函数,
∴ <
又∵ - > - ,
①底数相同
②构建指数函数
③根据指数函数
单调性判断大小
三.利用指数函数单调性解比较幂的大小
课本-117页例3
例1:说出下列各题中两个值的大小:
解 :∵函数y=x0.3
在R上是增函数,
∴ >
又∵ 1.7 > 0.9 ,
三.利用指数函数单调性解比较幂的大小
课本-117页例3
①指数相同
②构建幂函数
③根据幂函数
单调性判断大小
例1:说出下列各题中两个值的大小:
解 法一:∵函数y=x0.3
在R上是增函数,
∴ >
又∵ 1.7 > 0.9 ,
∴1.70.5 > 0.82.5
解法二:∵ 1.7 0.5 > 1.70 = 1
0.8 2.5 < 0.80 =1,
∵函数y=0.9x
在R上是减函数,
∴0.90.3 > 0.93.1
又∵ 0.3 < 3.1 ,
∴ > >0.93.1
指数与底数不相同
方法一:取与其中一底数相同与另一指数相同的幂与两数比较
方法二:两数与“1”作对比
三.利用指数函数单调性解比较幂的大小
课本-117页例3
三.利用指数函数单调性解比较幂的大小
课本-118页练习2
例2 如图,某城市人口呈指数增长.
(1)根据图象,估计该城市人口每翻一番所需的时间(倍增期);
(2)该城市人口从80万人开始,经过20年会增长到多少万人?
分析:(1)因为该城市人口呈指数增长,而同一指数函数的倍增期是相同的,所以可以从图象中选取适当的点计算倍增期.
(2)要计算20年后的人口数,关键是要找到20年与倍增期的数量关系.
四.指数函数图象的应用
课本-118页例4
解:(1)观察图,发现该城市人口经过20年约为10万人,经过40年约为20万人,即由10万人口增加到20万人口所用的时间约为20年,所以该城市人口每翻一番所需的时间约为20年.
(2)因为倍增期为20年,所以每经过20年,人口将翻一番.因此,从80万人开始,经过20年,该城市人口大约会增长到160万人.
例2 如图,某城市人口呈指数增长.
(1)根据图象,估计该城市人口每翻一番所需的时间(倍增期);
(2)该城市人口从80万人开始,经过20年会增长到多少万人?
四.指数函数图象的应用
课本-118页例4
课堂小结
1. 指数函数的图象和性质:
图象
定义域
值域
性质
减函数 增函数
非奇非偶函数
当时,;
当时, 当时,;
当时,
过定点,即时,
如何利用指数函数单调性解比较幂的大小
底数相同
构建指数函数
根据指数函数
单调性判断大小
指数相同
构建幂函数
根据幂函数
单调性判断大小
课堂小结
指数与底数不相同
方法一:取与其中一底数相同与另一指数相同的幂与两数比较
方法二:两数与“1”作对比
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作业
1. 整理本节课的题型并填写下列表格
函数 指数函数 一次函数 反比例函数 二次函数 幂函数
解析式
定义域
值域
图像
性质
2.课本118页习题4.2 第2-6题
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