高中數(shù)學(xué)北師大版必修對(duì)數(shù)運(yùn)算與對(duì)數(shù)函數(shù)4指數(shù)函數(shù)冪函數(shù)對(duì)數(shù)函數(shù)增長的比較 優(yōu)秀獎(jiǎng)

§4指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)增長的比較1859年，當(dāng)澳大利亞的一個(gè)農(nóng)夫?yàn)榱舜颢C而從外國弄來幾只兔子后，一場(chǎng)可怕的生態(tài)災(zāi)難爆發(fā)了.兔子是出了名的快速繁殖者，在澳大利亞它沒有天敵，數(shù)量不斷翻番.兔子每年能生產(chǎn)4到6次，一窩6-10只1950年，澳大利亞的兔子的數(shù)量從最初的五只增加到了五億只，這個(gè)國家絕大部分地區(qū)的莊稼或草地都遭到了極大損失.絕望之中，人們從巴西引入了多發(fā)黏液瘤病，以對(duì)付迅速繁殖的兔子.整個(gè)20世紀(jì)中期，澳大利亞的滅兔行動(dòng)從未停止過.這種現(xiàn)象能否用我們所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)來解釋呢？請(qǐng)進(jìn)入本節(jié)的學(xué)習(xí)！1.理解指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)增長速度；2.對(duì)指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)增長進(jìn)行比較.通過對(duì)指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)增長的比較，培養(yǎng)數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng).

體會(huì)課堂探究的樂趣，汲取新知識(shí)的營養(yǎng)，讓我們一起吧！進(jìn)走課堂探究點(diǎn)1冪函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)的增長情況

冪函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)增長速度的比較冪函數(shù)y=xc(x>0,c>0)比對(duì)數(shù)函數(shù)y=logbx(b>1)增長快,而且快很多.當(dāng)b>1,c>0時(shí),即使b很接近于1,c很接近于0,都有y=xc比y=logbx增長快.探究點(diǎn)2指數(shù)函數(shù)與冪函數(shù)的增長情況

指數(shù)函數(shù)與冪函數(shù)增長速度的比較當(dāng)x的值充分大時(shí),指數(shù)函數(shù)y=ax(a>1)比冪函數(shù)y=xc(x>0,c>0)增長快,而且快很多.當(dāng)a>1,c>0時(shí),即使a很接近于1,c很大,都有y=ax比y=xc增長快.例(1)畫出一次函數(shù)y=2x,對(duì)數(shù)函數(shù)y=lgx和指數(shù)函數(shù)y=2x的圖象,并比較它們的增長差異;(2)試著概括一次函數(shù)y=kx(k>0),對(duì)數(shù)函數(shù)y=logbx(b>1)和指數(shù)函數(shù)y=ax(a>1)的增長差異;(3)討論交流“直線上升”“對(duì)數(shù)增長”“指數(shù)爆炸”的含義.答案:(1)①y=2x的圖象在(0,+∞)上勻速上升;②y=2x的圖象在(0,+∞)上上升越來越快;③y=log10x的圖象在(0,+∞)上上升越來越慢.(2)①y=kx(k>0)的圖象在(0,+∞)上勻速上升;②y=logbx(b>1)的圖象在(0,+∞)上增長越來越慢;③y=ax(a>1)的圖象在(0,+∞)上增長越來越快.(3)直線上升→勻速上升,對(duì)數(shù)增長→緩慢增長,指數(shù)爆炸→增長越來越快.1.對(duì)數(shù)函數(shù)y=logbx(b>1)在區(qū)間(0,+∞)上,隨著x的增長,增長的越來越慢,圖象漸漸地接近與x軸平行,盡管在x的一定變化范圍內(nèi),logbx可能會(huì)大于xc,但是由于logbx的增長慢于xc的增長,因此總存在一個(gè)x0,當(dāng)x>x0時(shí)就會(huì)有l(wèi)ogbx<xc.2.對(duì)于指數(shù)函數(shù)y=ax(a>1)和冪函數(shù)y=xc(x>0,c>0),在區(qū)間(0,+∞)上,無論c比a大多少,盡管在x的一定變化范圍內(nèi),ax會(huì)小于xc,但由于ax的增長快于xc的增長,因此總存在一個(gè)x0,當(dāng)x>x0時(shí),就會(huì)有ax>xc.3.當(dāng)?shù)讛?shù)a>1時(shí),由于指數(shù)函數(shù)y=ax的值增長非常快,人們稱這種現(xiàn)象為“指數(shù)爆炸”.【總結(jié)提升】辨析記憶(對(duì)的打“√”,錯(cuò)的打“×”)(1)函數(shù)y=的衰減速度越來越慢. (

)(2)增長速度不變的函數(shù)模型是一次函數(shù)模型. (

)(3)對(duì)應(yīng)任意x∈(0,+∞),總有2x>x2. (

)提示:(1)√.由函數(shù)y=的圖象可知其衰減速度越來越慢.(2)√.增長速度不變時(shí)圖象為直線,故是一次函數(shù).(3)×.當(dāng)x=2時(shí),22=22.【即時(shí)訓(xùn)練】三種函數(shù)的性質(zhì)及增長速度比較指數(shù)函數(shù)對(duì)數(shù)函數(shù)冪函數(shù)解析式y(tǒng)=ax(a>1)y=logbx(b>1)y=xc(c>0)單調(diào)性在(0,+∞)上單調(diào)遞增圖象(隨x的增大)趨向于和x軸_____趨向于和x軸_____逐漸上升增長速度(隨x的增大)y的增長速度越來越___y的增長速度越來越___y的增長速度_____歸納總結(jié)總會(huì)存在一個(gè)x0,當(dāng)x>x0時(shí),___________垂直平行快慢較快ax>xc>logbx1.下列函數(shù)中,增長速度最快的是(

)A.y=2020x B.y=2020xC.y=log2020x D.y=2020

B2.下列各項(xiàng)是四種生意預(yù)期的收益y關(guān)于時(shí)間x的函數(shù),從足夠長遠(yuǎn)的角度看,更為有前途的生意的序號(hào)是().

A.y=3×1.04xB.y=20+x10C.y=40+lg(x+1)D.y=80.

A3.有一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:下列所給函數(shù)模型較適合的是(

)A. B.y=ax+b(a>1)C.x12345y1.55.913.424.137

C【解析】選C.通過所給數(shù)據(jù)可知y隨x增大,其增長速度越來越快,而A,D中的函數(shù)增長速度越來越慢,B中的函數(shù)增長速度保持不變