高中数学 第三章 指数函数和对数函数 3.6 指数函数、幂函数、对数函数增长的比较学案 北师大版必修.doc

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1、3.6指数函数、幂函数、对数函数增长的比较[核心必知]1．三种函数的增长特点(1)当a＞1时，指数函数y＝ax是增函数，并且当a越大时，其函数值的增长就越快．(2)当a＞1时，对数函数y＝logax是增函数，并且当a越小时，其函数值的增长就越快．(3)当x＞0，n＞1时，幂函数y＝xn显然也是增函数，并且当x＞1时，n越大其函数值的增长就越快．2．三种函数的增长比较在区间(0，＋∞)上，尽管函数y＝ax(a＞1)，y＝logax(a＞1)和y＝xn(n＞0)都是增函数，但它们的增长速度不同，而且不在同一个“档

2、次”上，幂函数y＝xn(n＞0)，指数函数y＝ax(a＞1)增长的快慢交替出现，随着x的增大，y＝ax(a＞1)的增长速度越来越快，会超过并远远大于y＝xn(n＞0)的增长速度，而y＝logax(a＞1)的增长速度则会越来越慢．一般地，若a＞1，n＞0，那么当x足够大时，一定有ax＞xn＞logax.[问题思考]1．2x＞log2x，x2＞log2x，在(0，＋∞)上一定成立吗？提示：结合图像知一定成立．2．2x＞x2在(0，＋∞)上一定成立吗？提示：不一定，当0＜x＜2和x＞4时成立，而当2＜x＜4时，2x

3、＜x2.讲一讲1．四个变量y1，y2，y3，y4随变量x变化的数据如下表：关于x呈指数型函数变化的变量是________．[尝试解答]　以爆炸式增长的变量是呈指数型函数变化的．从表格可以看出，四个变量y1，y2，y3，y4均是从5开始变化，变量y4越来越小，但是减小的速度很慢，则变量y4关于x不呈指数型函数变化；而变量y1，y2，y3都是越来越大，但是增大的速度不同，其中变量y2的增长最快，画出图像可知变量y2关于x呈指数型函数变化．答案：y2解决该类问题的关键是根据所给出的数据或图像的增长的快慢情况，结合

4、指数函数、幂函数、对数函数增长的差异，从中作出判断．练一练1．下面是f(x)随x的增大而得到的函数值列表：试问：(1)随着x的增大，各函数的函数值有什么共同的变化趋势？(2)各函数增长的快慢有什么不同？解：(1)随x的增大，各函数的函数值都在增大；(2)由图表可以看出，各函数增长的快慢不同，其中f(x)＝2x增长最快，而且越来越快；增长最慢的是f(x)＝log2x，而且增长的幅度越来越小．讲一讲2．假设你有一笔资金用于投资，现有三种投资方案供你选择，这三种方案的回报如下：方案一：每天回报40元；方案二：第

5、一天回报10元，以后每天比前一天多回报10元；方案三：第一天回报0.4元，以后每天的回报比前一天翻一番．请问，你会选择哪种投资方案？[尝试解答]　设第x天所得回报是y元．由题意，方案一：y＝40(x∈N＋)；方案二：y＝10x(x∈N＋)；方案三：y＝0.4×2x－1(x∈N＋)．作出三个函数的图像如图：由图可以看出，从每天回报看，在第一天到第三天，方案一最多，在第四天，方案一，二一样多，方案三最少，在第五天到第八天，方案二最多，第九天开始，方案三比其他两个方案所得回报多得多，经验证到第三十天，所得回报已超过

6、2亿元，∴若是短期投资可选择方案一或方案二，长期的投资则选择方案三．通过计算器计算列出三种方案的累积收入表.∴投资一天到六天，应选方案一，投资七天方案一，二均可，投资八天到十天应选方案二，投资十一天及其以上，应选方案三．(1)解决应用问题的关键是将应用问题转化成数学问题解决，结合函数图像有助于直观认识函数值在不同范围的大小关系．(2)一般地：指数函数增长模型适合于描述增长速度快的变化规律；对数函数增长模型适合于描述增长速度平缓的变化规律；而幂函数增长模型介于两者之间，适合于描述增长速度一般的变化规律．练一练

7、2．某地西红柿从2月1日起开始上市，通过市场调查，得到西红柿种植成本Q(单位：元/102kg)与上市时间t(单位：天)的数据如下表：时间t50110250种植成本Q150108150(1)根据表中数据，从下列函数中选取一个函数，描述西红柿种植成本Q与上市时间t的变化关系；(2)利用你选取的函数，求西红柿种植成本最低时的上市天数及最低种植成本．解：(1)由表中数据知，当时间t变化时，种植成本并不是单调的，故只能选择Q＝at2＋bt＋c.即解得Q＝t2－t＋.(2)Q＝(t－150)2＋－＝(t－150)2＋10

8、0，∴当t＝150天时，西红柿的种植成本最低，为100元/102kg.若x2＜logmx在x∈内恒成立，求实数m的取值范围．[巧思]　将不等式恒成立问题转化为两个函数图像在内的上下位置关系，再构建不等式求解．[妙解]　设y1＝x2，y2＝logmx，作出符合题意的两函数的大致图像(如图)，可知0＜m＜1.当x＝时，y1＝，若两函数在x＝处相交，则y2＝.由＝logm得m＝，又x2＜logmx在x∈内