高中数学学习(16)——指数与指数函数
指数函数这个小节也不难,因为大部分都是我们初中学过的。
1,指数运算法则:
这部分基本都是初中学过的,我们来复习一下:
设a>0,b>0,则有:
指数的运算法则我们称之为外积变内和,与下节我们要讲到的对数函数正好相反。
2,五大公式:
这五大公式本来是初中学习的,但是现在大部分初中教材只保留了平方的两个,删掉了立方的三个。而到了高中,我们又不会专门讲解而是直接应用,所以这里给大家补充上来。
(1)平方差公式:
(2)完全平方公式:
(3)完全立方公式:
(4)立方差公式:
(5)立方和公式:
到了高中,我们大部分用的是这五大公式的变形形式,也就是整体升幂或者降幂的运算,比如:
所以,大家记公式之后要变通应用,注意形式。
3,何为指数函数:
形如
的函数称为指数函数。
与幂函数一样,只有a可以在取值范围内更换任意数字后依旧是指数函数,其他任何变化后叫做类指数函数,而非指数函数。
特别注意a的取值范围。
a之所以取值范围是a>0且a≠1,是为了弃卒保车,保的是x能取到全体实数。
x可取的数包括四大类:
第一类,正整数,如果x取正整数,a是可以取到全体实数的;
第二类,0,如果x取0,那么a必须≠0;
第三类,负数,如果x取负数,那么a就到了分母上,因此a≠0;
第四类,分数,如果x取分母为奇数的分数,则a可以取到全体实数;如果x取分母为偶数的分数,则a必须≥0。
综合起来,如果x想取到全体实数,上述所有对a的限制就都必须满足,也就是说a的取值范围是上述各限制的并集,因此a必须>0。
至于a为什么≠1,因为如果a=1的话,那么无论x取何值都等于1,无研究意义。
4,指数函数的图像与性质:
指数函数由a关于1的大小分为两种情况,当a>1时为增函数,当0<a<1时为减函数,无论增减函数,定义域都是R,值域都是(0,+∞),且都恒过点(0,1)。
5,指数函数比较大小题:
指数函数底数a越大,同一横坐标对应的纵坐标越大,即“底大图高”。
比较两个指数大小,依然是优先凑同底或同幂,而后根据单调性比较;
若无法凑成同底或同幂,则根据取值范围比较。
始终牢记,正数无论多少次幂都是正数;负数的偶次幂是正数;负数的奇次幂是负数;一个>1的数的正数次幂还是个>1的数;一个0~1之间的数的正数次幂还是个0~1之间的数;一个>1的数的负次幂是个0~1之间的数;一个0~1之间的数的负次幂是个>1的数。
也就是说,用指数的方式跨越1这道界限,只有负次幂。
6,指数函数不等式的解法:
凑同底,而后根据单调性同时去掉同底。
如果单调性为增,则不等号不变号;如果单调性为减,则不等号变相反号。
以上就是指数函数的全部内容了,下节课我们开始讲对数函数。
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