内容正文:
高一数学 · 第二章
指数函数
一张纸,对折 30 次
能有多高?
答案在第 19 页,先别翻
人教 A 版 · 必修第一册
它已经在你身边了
四个场景,看起来毫无关系
细胞分裂
一个变两个,两个变四个
复利
每年都乘同一个系数
病毒传播
每轮传染人数翻一倍
折纸
厚度每折一次翻一倍
看着毫不相干,其实同一个骨架:每过一轮,乘以同一个数
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这节课
走三步
认得出、画得出、用得上——三步走完,它就归你了
01
认得它
定义是什么,底数为什么要大于 0 且不等于 1
02
画出它
底数一变,图像怎么变,规律能不能一眼看出
03
用上它
比较大小、求值域、数形结合,题就有路了
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01
第一章
从根式到函数
先把“指数”本身说清楚
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指数,先从根号里走出来
分数指数幂不是新发明——它只是让根式也能用幂的规则来算
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一个式子,三句话定死
其中 a > 0,且 a ≠ 1
底数 a 是常数,指数 x 是自变量
x 取全体实数,所以定义域是 R
a = 0
指数取负数时要除以 0,没有意义
a < 0
开偶次方在实数范围内做不到
a = 1
1 的任何次方都是 1,没有研究价值
三条限制,都是为了让图像画得出来
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第二章
画出它的样子
换一个底数,换一种命运
02
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两种走向,先分家
底数与 1 的大小,决定整条曲线的命运
共同点:都过定点 (0, 1),都在 x 轴上方,值域都是 (0, +∞)
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先画一条:a = 2
取点描图
x 取 −1、0、1、2、3
y 得 0.5、1、2、4、8
x 每加 1
y 就乘 2
图像永远在 x 轴上方
并且一定穿过 (0, 1)
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底数一变,图像就站起来
底数越大
第一象限里
图像越高
换个说法:同一个 x 上
底数越大,y 越大
点一下,再长出一条
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小于 1 的底数,照镜子
0 < a < 1 的这一族
和 a > 1 那一族关于 y 轴镜像
由此得到一条规律
c > d > 1 > a > b
第一象限内
图像越高,底数越大
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性质,一张表说完
这张表是后面所有题的字典——先背它,再变形
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第三章
把它用起来
会画之后,题就开始变简单了
03
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四个判断,先验一验
×
√
√
√
错在第 1 条:指数函数必须是 a 的 x 次方本身,后面不能再添常数
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指数型函数,必过一个点
为什么
底数 a 长在指数上
只要指数为 0,结果就是 1
与 a 取什么值无关
所以这个点“恒过”
解题口诀:令指数为零
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一条直线,切几个点
两步变换
① 先向下平移 1 个单位
② 再把 x 轴下方的翻上来
拿水平直线 y = k 去截它
k = 0 或 k ≥ 1
只有一个交点
数形结合,比解方程快得多
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比大小,三招够用
①
同底化
底数一样,直接比指数——单调性说了算
②
插个 1
不能同底,就都跟 1 比,很快分成两堆
③
画图
图像一摆,谁高谁低一眼就看完了
先看底数
再看能不能同底
最后才动笔算
顺序错了,算得越多越乱
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复合起来,先换元
两步走
① 先算指数部分的取值范围
② 再套外层指数函数的单调性
指数部分是一个二次函数
所以先配方,找到它的最大值
指数有上限,值域就有上限——但永远取不到 0
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回到那张纸
107
km
0.1 毫米的纸,对折 30 次之后的厚度
比珠峰高出 12 倍——这就是指数和乘法的差别
现实中折不到 30 次,但数学允许我们一路算下去
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带走三句话
底数定增减
图像越高,底数越大
见式先想图
记不住那张表的时候,就回想这三句
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明天见
作业
课本本节练习
再手绘一张底数为 3 的图像
留一个问题:
如果底数是 0.9 呢?
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