Показательная функция y. Показательная функция – свойства, графики, формулы

Тема урока: “Показательная функция, ее свойства и график”

Разделы: Математика

Цели:

• ввести определение показательной функции;
• сформулировать её основные свойства;
• показать построение графиков функции

Концентрация внимания:

Концентрацию внимания определить следующим образом – число воспроизведённых цифр умножить на 0,1 и полученное произведение выразить в процентах.

Определение. Функция вида называется показательной функцией.

Замечание. Исключение из числа значений основания a чисел 0; 1 и отрицательных значений a объясняется следующими обстоятельствами:

Построить графики функций: и .

Когда заполняется таблица, то параллельно с заполнением решаются задания.

Задание № 1. (Для нахождения области определения функции).

Какие значения аргумента являются допустимыми для функций:

Задание № 2. (Для нахождения области значений функции).

На рисунке изображен график функции. Укажите область определения и область значений функции:

Задание № 3. (Для указания промежутков сравнения с единицей).

Каждую из следующих степеней сравните с единицей:

Задание № 4. (Для исследования функции на монотонность).

Сравнить по величине действительные числа m и n если:

Задание № 5. (Для исследования функции на монотонность).

Сделайте заключение относительно основания a, если:

В одной координатной плоскости построены графики функций:

y(x) = 10 x ; f(x) = 6 x ; z(x) – 4 x

Как располагаются графики показательных функций относительно друг друга при x > 0, x = 0, x 0

В одной координатной плоскости построены графики функций:

y(x) = (0,1) x ; f(x) = (0,5) x ; z(x) = (0,8) x .

Как располагаются графики показательных функций относительно друг друга при x > 0, x = 0, x 0

Число e играет особую роль в математическом анализе. Показательная функция с основанием e, называется экспонентой и обозначается y = e x .

Первые знаки числа e запомнить несложно: два, запятая, семь, год рождения Льва Толстого – два раза, сорок пять, девяносто, сорок пять.

Колмогоров п. 35; № 445-447; 451; 453.

Повторить алгоритм построения графиков функций, содержащих переменную под знаком модуля.

Показательная функция – свойства, графики, формулы

Определение

Обобщение выполняется следующим образом.
При натуральном x = 1, 2, 3. , показательная функция является произведением x множителей:
.
При этом она обладает свойствами (1.5-8) (см. ниже ⇓), которые следуют из правил умножения чисел. При нулевом и отрицательных значениях целых чисел , показательную функцию определяют по формулам (1.9-10). При дробных значениях x = m/n рациональных чисел, , ее определяют по формуле(1.11). Для действительных , показательную функцию определяют как предел последовательности:
,
где – произвольная последовательность рациональных чисел, сходящаяся к x : .
При таком определении, показательная функция определена для всех , и удовлетворяет свойствам (1.5-8), как и для натуральных x .

Строгая математическая формулировка определения показательной функции и доказательство ее свойств приводится на странице «Определение и доказательство свойств показательной функции».

Свойства показательной функции

Показательная функция y = a x , имеет следующие свойства на множестве действительных чисел ( ) :
(1.1) определена и непрерывна, при , для всех ;
(1.2) при a ≠ 1 имеет множество значений ;
(1.3) строго возрастает при , строго убывает при ,
является постоянной при ;
(1.4) при ;
при ;
(1.5) ;
(1.6) ;
(1.7) ;
(1.8) ;
(1.9) ;
(1.10) ;
(1.11) , .

Другие полезные формулы.
.
Формула преобразования к показательной функции с другим основанием степени:

При b = e , получаем выражение показательной функции через экспоненту:

Частные значения

Графики показательной функции

На рисунке представлены графики показательной функции
y ( x ) = a x
для четырех значений основания степени: a = 2 , a = 8 , a = 1/2 и a = 1/8 . Видно, что при a > 1 показательная функция монотонно возрастает. Чем больше основание степени a , тем более сильный рост. При 0

Дифференцирование показательной функции

Для дифференцирования показательной функции, ее основание нужно привести к числу e , применить таблицу производных и правило дифференцирования сложной функции.

Для этого нужно использовать свойство логарифмов
и формулу из таблицы производных:
.

Пусть задана показательная функция:
.
Приводим ее к основанию e :

Из таблице производных имеем (заменим переменную x на z ):
.
Поскольку – это постоянная, то производная z по x равна
.
По правилу дифференцирования сложной функции:
.

Производная показательной функции

Пример дифференцирования показательной функции

Найти производную функции
y = 3 5 x

Выразим основание показательной функции через число e .
3 = e ln 3
Тогда
.
Вводим переменную
.
Тогда

Из таблицы производных находим:
.
Поскольку 5ln 3 – это постоянная, то производная z по x равна:
.
По правилу дифференцирования сложной функции имеем:
.

Интеграл

Выражения через комплексные числа

Рассмотрим функцию комплексного числа z:
f ( z ) = a z
где z = x + iy ; i 2 = – 1 .
Выразим комплексную постоянную a через модуль r и аргумент φ :
a = r e i φ
Тогда

.
Аргумент φ определен не однозначно. В общем виде
φ = φ + 2 πn ,
где n – целое. Поэтому функция f ( z ) также не однозначна. Часто рассматривают ее главное значение
.

Разложение в ряд

Использованная литература:
И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев, Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов, «Лань», 2009.

Автор: Олег Одинцов . Опубликовано: 21-02-2014 Изменено: 19-11-2018

Показательная функция, её график и свойства.

Эмоциональное выгорание педагогов. Профилактика и способы преодоления

Как отличить простую усталость от профессионального выгорания?

Можно ли избежать переутомления?

Международные дистанционные олимпиады «Эрудит III»

Доступно для всех учеников
1-11 классов и дошкольников

Рекордно низкий оргвзнос

по разным предметам школьной программы (отдельные задания для дошкольников)

Идёт приём заявок

Описание презентации по отдельным слайдам:

ГОУ СПО Краснодарский краевой базовый медицинский колледж МЗ КК «Показательная функция» Автор преподаватель математики Высоцкая В.М.

Цель: Рассмотрение основных свойств показательной функции. Построение графика. Решение показательных уравнений. Решение показательных неравенств.

Определение Показательная функция – это функция вида , где x – переменная, – заданное число, >0, 1. Примеры:

Простейшие показательные неравенства – это неравенства вида: где a > 0, a  1, b – любое число.

При решении простейших неравенств используют свойства возрастания или убывания показательной функции. Для решения более сложных показательных неравенств используются те же способы, что и при решении показательных уравнений.

Построение графика Сравнение чисел с использованием свойств показательной функции Сравнение числа с 1 а) аналитический способ; б) графический способ.

Задача 1 Построить график функции y = 2x x y -1 8 7 6 5 4 3 2 1 – 3 – 2 -1 0 1 2 3 х у 3 8 2 4 1 2 0 1

Задача 2 Сравнить числа Решение Ответ:

Задача 4 Cравнить число р с 1 р = 2 > 1, то функция у = 2t – возрастающая. 0 1. Ответ: > 1 р =

Простейшие показательные уравнения Уравнения, решаемые вынесением за скобки степени с меньшим показателем Уравнения, решаемые заменой переменной случай 1; случай 2. Уравнения, решаемые делением на показательную функцию случай 1; случай 2.

Простейшие показательные уравнения Ответ: – 5,5. Ответ: 0; 3.

Вынесение за скобки степени с меньшим показателем Ответ: 5 x + 1 – (x – 2) = = x + 1 – x + 2 = 3

Замена переменной (1) основания степеней одинаковы, показатель одной из степеней в 2 раза больше, чем у другой . 3 2x – 4 · 3 х – 45 = 0 t = 3x (t > 0) t 2 – 4t – 45 = 0 По т. Виета: t1· t 2 = – 45; t1+ t 2 =4 t1 = 9; t 2 = – 5 – не удовлетворяет условию 3x = 9; 3x = 32; x = 2. Ответ: 2

Замена переменной (2) Основания степеней одинаковы, коэффициенты перед переменной противоположны. По т. Виета: – Не удовлетворяет условию Ответ: 1

Деление на показательную функцию Ответ: 0

Деление на показательную функцию Ответ: 0; 1.

Простейшие показательные неравенства Двойные неравенства Неравенства, решаемые вынесением за скобки степени с меньшим показателем Неравенства, решаемые заменой переменной

Простейшие показательные неравенства

Двойные неравенства Ответ: (- 4; -1). 3 > 1, то

Решение показательных неравенств Метод: Вынесение за скобки степени с меньшим показателем Ответ: х >3 Т.к. 3 > 1, то знак неравенства остается прежним : 10

Решение показательных неравенств Метод: Замена переменной Ответ: х 1, то

Добавляйте авторские материалы и получите призы от Инфоурок

Еженедельный призовой фонд 100 000 Р

Показательная функция — это одна из интереснейших функций в математике, и рассказ о ней мы начнём с древней индийской легенды.

Однажды царь узнал, что в его стране один мудрец изобрел замечательную игру — шахматы. Царь приказал доставить мудреца к себе во дворец, сыграл с ним несколько партий, и шахматы очень понравились ему. В восторге царь сказал мудрецу: «Выбирай себе любую награду. Всё получишь, чего ни пожелаешь!» А мудрец ответил: «Пусть на первую клетку шахматной доски положат одно пшеничное зерно. На вторую — два, на третью — четыре, и на каждую следующую в два раза больше, чем на предыдущую. Всё это зерно и будет моей наградой».

Царь рассмеялся, решив, что мудрец, должно быть, спятил, раз просит о такой ничтожной вещи, как кучка зерна, но приказал слугам всё исполнить. И на первую клетку шахматной доски положили одно зерно (2 0 = 1), на вторую два (2 1 = 2), на третью 2 2 = 4. На десятой клетке уже не помещались 2 9 = 512 зёрен.

Несколько дней царский казначей вычислял требуемое количество зёрен. Оказалось, что выполнить просьбу мудреца невозможно — даже если все поля нашей планеты засеять пшеницей! Зависимость, о которой говорится в легенде, описывается показательной функцией.

Источники:

http://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/412218/

http://1cov-edu.ru/mat_analiz/funktsii/pokazatelnaya/

http://infourok.ru/pokazatelnaya_funkciya_ee_grafik_i_svoystva.-361113.htm