Самостоятельная работа "показательная функция". Показательная функция – свойства, графики, формулы Самостоятельная работа показательная функция и ее свойства
Свойства показательной функции |
y = , 0< a < 1 |
|
1. Область определения функции |
||
2. Область значений функции |
||
3. Промежутки сравнения с единицей |
при x > 0, > 1 |
при x > 0, 0< < 1 |
при x < 0, 0< < 1 |
при x < 0, > 1 |
|
4. Чётность, нечётность. |
Функция не является ни чётной, ни нечётной (функция общего вида). |
|
5. Монотонность. |
монотонно возрастает на R |
монотонно убывает на R |
6. Экстремумы. |
Показательная функция экстремумов не имеет. |
|
7. Асимптота |
Ось Ox является горизонтальной асимптотой. |
|
8. При любых действительных значениях x и y; |
Примеры:
Пример № 1. (Для нахождения области определения функции). Какие значения аргумента являются допустимыми для функций:
Пример № 2. (Для нахождения области значений функции). На рисунке изображен график функции. Укажите область определения и область значений функции:
Пример № 3. (Для указания промежутков сравнения с единицей). Каждую из следующих степеней сравните с единицей:
Пример № 4. (Для исследования функции на монотонность). Сравнить по величине действительные числа m и n если:
Пример № 5. (Для исследования функции на монотонность). Сделайте заключение относительно основания a, если:
y(x) = 10x; f(x) = 6x; z(x) - 4x
Как располагаются графики показательных функций относительно друг друга при x > 0, x = 0, x < 0?
Таблица. Вывод:
Таблица. Вывод:
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?
Заключение
В данной курсовой работе по теме «Показательная функция» мною были рассмотрены ее понятие, основные свойства и графики.
Тема показательной функции, в общем, является одной из часто используемых в вычислениях и решении различных задач.
В работе были приведены примеры и задания, разные по сложности и по содержанию.
Курсовая работа, по моему мнению, выполнена в рамках методики преподавания математики и может быть использована как наглядное пособие для студентов дневного и заочного отделений.
Урок № 2
Тема: Показательная функция, её свойства и график.
Цель: Проверить качество усвоения понятия «показательная функция»; сформировать умения и навыки по распознаванию показательной функции, по использованию её свойств и графиков, научить учащихся пользоваться аналитической и графической формами записи показательной функции; обеспечить рабочую обстановку на уроке.
Оборудование: доска, плакаты
Форма урока : классно-урочная
Вид урока : практическое занятие
Тип урока : урок обучения умениям и навыкам
План урока
1. Организационный момент
2. Самостоятельная работа и проверка домашнего задания
3. Решение задач
4. Подведение итогов
5. Задание на дом
Ход урока .
1. Организационный момент :
Здравствуйте. Откройте тетради, запишите сегодняшнее число и тему урока «Показательная функция». Сегодня будем продолжать изучать показательную функцию, её свойства и график.
2. Самостоятельная работа и проверка домашнего задания .
Цель: проверить качество усвоения понятия «показательная функция» и проверить выполнение теоретической части домашнего задания
Метод: тестовое задание, фронтальный опрос
В качестве домашнего задания вам были заданы номера из задачника и параграф из учебника. Выполнение номеров из учебника проверять сейчас не будем, но вы сдадите тетради в конце урока. Сейчас же будет проведена проверка теории в виде маленького теста. Задание у всех одинаковое: вам дан перечень функций, вы должны узнать какие из них являются показательными (подчеркнуть их). И рядом с показательной функцией необходимо написать является она возрастающей, либо убывающей.
Вариант 1 Ответ Б) Д) - показательная, убывающая | Вариант 2 Ответ Г) - показательная, убывающая Д) - показательная, возрастающая |
Вариант 3 Ответ А) - показательная, возрастающая Б) - показательная, убывающая | Вариант 4 Ответ А) - показательная, убывающая В) - показательная, возрастающая |
Теперь вместе вспомним, какая функция называется показательной?
Функция вида , где и , называется показательной функцией.
Какая область определения у этой функции?
Все действительные числа.
Какая область значений показательной функции?
Все положительные действительные числа.
Убывает если основание степени больше нуля, но меньше единицы.
В каком случае показательная функция убывает на своей области определения?
Возрастает, если основание степени больше единицы.
3. Решение задач
Цель : сформировать умения и навыки по распознаванию показательной функции, по использованию её свойств и графиков, научить учащихся пользоваться аналитической и графической формами записи показательной функции
Метод : демонстрация учителем решения типичных задач, устная работа, работа у доски, работа в тетради, беседа учителя с учащимися.
Свойства показательной функции можно использовать при сравнении 2-х и более чисел. Например: № 000. Сравните значения и , если а) ..gif" width="37" height="20 src=">, то это довольно сложная работа: нам бы пришлось извлекать кубический корень из 3 и из 9, и сравнивать их. Но мы знаем, что возрастает, это в свою очередь значит, что при увеличении аргумента, увеличивается значение функции, то есть нам достаточно сравнить между собой значения аргумента и , очевидно, что (можно продемонстрировать на плакате с изображенной возрастающей показательной функцией). И всегда при решении таких примеров вначале определяете основание показательной функции, сравниваете с 1, определяете монотонность и переходите к сравнению аргументов. В случает убывания функции: при возрастания аргумента уменьшается значение функции, следовательно, знак неравенства меняем при переходе от неравенства аргументов к неравенству функций. Далее решаем устно: б)
-
В)
-
Г)
-
- № 000. Сравните числа: а) и
Следовательно, функция возрастает, тогда
Почему ?
Возрастающая функция и
Следовательно, функция убывает, тогда
Обе функции возрастают на всей своей области определения, т. к. они являются показательными с основанием степени большим единицы.
Какой смысл в ней заложен?
Строим графики:
Какая функция быстрее возрастает, при стремлении https://pandia.ru/text/80/379/images/image062_0.gif" width="20 height=25" height="25">
Какая функция быстрее убывает, при стремлении https://pandia.ru/text/80/379/images/image062_0.gif" width="20 height=25" height="25">
На промежутке какая из функций имеет большее значение в конкретно заданной точке?
Г) , https://pandia.ru/text/80/379/images/image068_0.gif" width="69" height="57 src=">. Вначале выясним область определения этих функций. Совпадают ли они?
Да, область определения этих функций все действительные числа.
Назовите область значения каждой из этих функций.
Области значений этих функций совпадают: все положительные действительные числа.
Определите тип монотонности каждой из функций.
Все три функции убывают на всей своей области определения, т. к. они являются показательными с основанием степени меньшими единицы и большими нуля.
Какая особая точка существует у графика показательной функции?
Какой смысл в ней заложен?
Какое бы не было основание степени показательной функции, если в показателе стоит 0,то значение этой функции 1.
Строим графики:
Давайте проанализируем графики. Сколько точек пересечения у графиков функций?
Какая функция быстрее убывает, при стремлении https://pandia.ru/text/80/379/images/image070.gif" width="41 height=57" height="57">
Какая функция быстрее возрастает, при стремлении https://pandia.ru/text/80/379/images/image070.gif" width="41 height=57" height="57">
На промежутке какая из функций имеет большее значение в конкретно заданной точке?
На промежутке какая из функций имеет большее значение в конкретно заданной точке?
Почему показательные функции с разными основаниями имеют только одну точку пересечения?
Показательные функции являются строго монотонными на всей своей области определения, поэтому они могут пересекаться только в одной точке.
Следующее задание будет направлено на использование этого свойства. № 000. Найдите наибольшее и наименьшее значение заданной функции на заданном промежутке а) . Вспомним, что строго монотонная функция принимает свои наименьшее и наибольшее значения на концах заданного отрезка. И если функция возрастающая, то её наибольшее значение будет на правом конце отрезка, а наименьшее на левом конце отрезка (демонстрация на плакате, на примере показательной функции). Если функция убывающая, то её наибольшее значение будет на левом конце отрезка, а наименьшее на правом конце отрезка (демонстрация на плакате, на примере показательной функции). Функция возрастающая, т. к. , следовательно, наименьшее значение функции будет в точке https://pandia.ru/text/80/379/images/image075_0.gif" width="145" height="29">. Пункты б) , в) г) решите самостоятельно тетради, проверку проведем устно.
Учащиеся решают задание в тетради
Убывающая функция
|
Убывающая функция наибольшее значение функции на отрезке наименьшее значение функции на отрезке |
Возрастающая функция наименьшее значение функции на отрезке наибольшее значение функции на отрезке |
- № 000. Найдите наибольшее и наименьшее значение заданной функции на заданном промежутке а) . Это задание практически такое же, как и предыдущее. Но здесь дан не отрезок, а луч. Мы знаем, что функция - возрастающая, при чем она не имеет ни наибольшего, ни наименьшего своего значения на всей числовой прямой https://pandia.ru/text/80/379/images/image063_0.gif" width="68" height="20">, и стремится к при , т. е. на луче функция при стремится к 0, но не имеет своего наименьшего значения, но у неё существует наибольшее значение в точке . Пункты б) , в) , г) решите самостоятельно тетради, проверку проведем устно.
y=3 x |
Степенная функция
y |
x |
y=x 2 |
y=x 4 |
y |
x |
y=x 3 |
y=x 5 |
Решить самостоятельно.
Задание. Построить графики функций: y = ; y = ; y = -1
Форма контроля : проверка конспекта и устный опрос.
Самостоятельная работа № 13
Тема 4.3. Логарифмическая функция. Свойства и график.
Самостоятельная работа (2 часа)
· изучить свойства логарифмической функции.
· построение графиков логарифмической функций.
Логарифмическая функция
Функция y= , (х ) называется логарифмической функцией.
Логарифмическая функция y= является обратной по отношению к показательной функции у = (х ) . Поэтому их графики симметричны относительно биссектрисы I и III координатных углов (рис. 8).
y |
x |
y=log 2 x |
y=log 0,4 x |
y=log 4 x |
y |
x |
a>1 |
a<1 |
Приведем основные свойства логарифмической функции:
1) Область определения: D(y) =R + .
2) Область значений функции: E(y) =R.
3) Логарифм единицы равен нулю, логарифм основания равен единице: =0, =0, .
4) Функция y= , возрастает в промежутке (рис. 8 а). При этом, логарифмы чисел, больших единицы, положительны, а - меньших единицы, отрицательны.
5) Функцияy= , (х , убывают в промежутке . При этом, логарифмы чисел, меньших единицы, положительны, а - больших единицы, отрицательны.
4. Найти область определения функции: y=
Решение. Поскольку логарифмическая функция определена только для положительных чисел, а квадратный корень – для неотрицательных чисел, задача сводится к решению системы неравенств:
Левую часть первого неравенства разложим на множители, а во втором заменим 1 на :
Так как основание логарифма8 >1 , то, согласно свойствам логарифма, переходим к системе: т.е.
Последняя система равносильна неравенству: ,
которое решается методом интервалов (причем x≠3, и x ≠ 1). С помощью рис. 9 получаем ответ:[-1;1) (3;5].
Контрольные вопросы.
1. Дайте определение логарифмической функции.
2. Какие область определения и область значения функции у = log a x?
3. В каком случае функция у = log a x является возрастающей, в каком убывающей?
4. При каких значениях x функции у = log a x принимает положительные значения, при каких отрицательные?
Тест для самопроверки. (Варианты ответов: да нет)
1. Логарифмическая функция у = log a x определена при любом х
2. Функция у = log a x определена при а > 0, а =/= 1, х > 0.
3. Областью определения логарифмической функции является множество действительных чисел.
4. Областью значений логарифмической функции является множество действительных чисел.
5. Логарифмическая функция – четная.
6. Логарифмическая функция – нечетная.
7. Функция у = log a x – возрастающая при а >1.
8. Функция у = log a x при положительном, но меньшем единицы основании, – возрастающая.
9. Логарифмическая функция имеет экстремум в точке (1; 0).
10. График функции у = log a x пересекается с осью ОХ.
11. График логарифмической функции находится в верхней полуплоскости.
12. График логарифмической функции симметричен относительно ОХ.
13. График логарифмической функции пересекает ОХ в точке (1; 0).
14. График логарифмической функции находится в 1 и 4 четвертях.
15. Существует логарифм отрицательного числа.
16. Существует логарифм дробного положительного числа.
17. График логарифмической функции проходит через точку (0; 0).
Самостоятельная работа №14
10 класс" width="271" height="129 src="/>
Самостоятельная работа по теме «Решение уравнений и систем уравнений (повторение).»
Вариант 1.
1)https://pandia.ru/text/78/476/images/image006_16.gif" width="99" height="24 src=">.gif" width="179" height="44 src=">.gif" width="99" height="51 src=">
Самостоятельная работа по теме «Решение неравенств». Повторение.
Вариант 1.
1)https://pandia.ru/text/78/476/images/image012_10.gif" width="64" height="27 src=">.gif" width="100" height="41 src=">.gif" width="72" height="27 src=">.gif" width="52" height="41 src=">.gif" width="189" height="24 src=">.
Вариант 1.
Дана функция https://pandia.ru/text/78/476/images/image022_7.gif" width="33" height="20 src=">.gif" width="33" height="20 src=">.gif" width="171" height="51 src=">
а) Найдите https://pandia.ru/text/78/476/images/image023_5.gif" width="43" height="20 src=">.gif" width="68" height="32 src=">.
Самостоятельная работа по теме «Функция». Повторение.
Вариант 3.
Дана функция https://pandia.ru/text/78/476/images/image022_7.gif" width="33" height="20 src=">.gif" width="43" height="20 src=">.gif" width="156" height="51 src=">
а) Найдите https://pandia.ru/text/78/476/images/image023_5.gif" width="43" height="20 src=">.gif" width="68" height="32 src=">.
б) Постройте график данной функции.
в) Укажите для данной функции D(y), E(y), промежутки возрастания и убывания.
Самостоятельная работа по теме «Функция». Повторение.
Вариант 5.
Дана функция https://pandia.ru/text/78/476/images/image022_7.gif" width="33" height="20 src=">.gif" width="43" height="20 src=">, DIV_ADBLOCK535">
Самостоятельная работа по теме «Функция». Повторение.
Вариант 6.
Дана функция https://pandia.ru/text/78/476/images/image022_7.gif" width="33" height="20 src=">.gif" width="33" height="20 src=">.gif" width="131" height="24">.
2. Найдите область определения функции https://pandia.ru/text/78/476/images/image035_4.gif" width="89 height=53" height="53">
4. Решить совокупность неравенств:
Дополнительное задание. Решить систему уравнений:
VII - IX классов»
Вариант 2.
1. Решите уравнение .
2. Найдите область определения функции https://pandia.ru/text/78/476/images/image040_3.gif" width="91 height=53" height="53">
4. Решить систему неравенств:
Дополнительное задание. Решить систему уравнений:
Контрольная работа по теме «Повторение материала курса алгебры VII - IX классов»
Вариант 3.
1. Решите уравнение .
2. Найдите область определения функции https://pandia.ru/text/78/476/images/image044_3.gif" width="89" height="75">
4. Решить совокупность неравенств: https://pandia.ru/text/78/476/images/image037_4.gif" width="137 height=48" height="48">
Контрольная работа по теме «Повторение материала курса алгебры VII - IX классов»
Вариант 4.
1. Решите уравнение .
2. Найдите область определения функции https://pandia.ru/text/78/476/images/image048_3.gif" width="108" height="56">
4. Решить систему неравенств:
Дополнительное задание. Решить систему уравнений:
Вариант 1.
1. Сравнить числа: а) и ; б) и ; в) и https://pandia.ru/text/78/476/images/image056_2.gif" width="48" height="24 src=">.gif" width="107" height="43 src=">.
Самостоятельная работа по теме «Показательная функция»
Вариант 2.
1. Сравнить числа: а) и ; б) и ; в) и https://pandia.ru/text/78/476/images/image068_2.gif" width="65" height="49 src=">.gif" width="107" height="43 src=">.
3. Построить графики функций: а); б); в).
Самостоятельная работа по теме «Показательные уравнения»
Вариант 1.
Решить уравнения:
1)https://pandia.ru/text/78/476/images/image075_2.gif" width="136" height="24 src=">.gif" width="147" height="33 src=">.gif" width="161" height="24 src="> .
Самостоятельная работа по теме «Показательные неравенства»
Вариант 1.
Решить неравенства:
1) https://pandia.ru/text/78/476/images/image081_2.gif" width="144" height="21 src=">.gif" width="61" height="48 src=">.gif" width="88" height="28 src=">.
Вариант 1.
1. Построить график функции .
2. Решить уравнения: а), б).
3. Решить неравенства: а); б) .
4. Решить систему уравнений:
Контрольная работа по теме «Показательная функция»
Вариант 2.
1. Построить график функции .
2. Решить уравнения: а), б).
3. Решить неравенства: а); б) .
4. Решить систему уравнений:
Вариант 1.
1. Вычислите: а); б); в); г).
2..gif" width="147" height="24 src=">.
Самостоятельная работа по теме «Понятие логарифма»
Вариант 2.
1. Вычислите: а); б); в); г).
2..gif" width="161" height="27 src=">.
Вариант 1.
2..gif" width="87" height="44 src=">.
Самостоятельная работа по теме «Основные свойства логарифма»
Вариант 2.
1. Найти , если известно, что .
2..gif" width="113" height="45 src=">.
Самостоятельная работа по теме «Логарифмическая функция»
Вариант 1.
Найдите область определения каждой из функций:
1)https://pandia.ru/text/78/476/images/image118_0.gif" width="97" height="27 src=">.gif" width="147" height="28 src=">.gif" width="192" height="31 src=">.
Вариант 1.
Построить график функции:
1)https://pandia.ru/text/78/476/images/image124_0.gif" width="81" height="27 src=">.gif" width="75" height="27 src=">.
Самостоятельная работа по теме «График логарифмической функции»
Вариант 2.
Построить график функции:
1)https://pandia.ru/text/78/476/images/image128_0.gif" width="99" height="28 src=">.gif" width="81" height="29 src=">.
Вариант 1.
Самостоятельная работа по теме «Обратная функция»
Вариант 2.
а) Найдите функцию, обратную данной,
б) Укажите область определения и область значений обратной функции,
в) Постройте графики данной функции и обратной в одной системе координат.
Самостоятельная работа по теме «Обратная функция»
Вариант 3.
а) Найдите функцию, обратную данной,
б) Укажите область определения и область значений обратной функции,
в) Постройте графики данной функции и обратной в одной системе координат.
Самостоятельная работа по теме «Обратная функция»
Вариант 4.
а) Найдите функцию, обратную данной,
б) Укажите область определения и область значений обратной функции,
в) Постройте графики данной функции и обратной в одной системе координат.
Вариант 1.
1. Вычислить: а); б) ; в); г); д); е).
2. Найти х , если .
3..gif" width="93" height="27">.
Контрольная работа по теме: «Логарифм».
Вариант 2.
1. Вычислить: а); б) ; в); г); д); е).
2. Найти х , если .
3..gif" width="91" height="27">.
5. Найти функцию, обратную к функции , . Указать область определения и область значений обратной функции.
Вариант 1.
1)https://pandia.ru/text/78/476/images/image168_0.gif" width="117" height="24 src=">.gif" width="131" height="48 src=">.
Самостоятельная работа по теме «Логарифмические уравнения»
Вариант 2.
1)https://pandia.ru/text/78/476/images/image172_0.gif" width="125" height="41 src=">.gif" width="133" height="40 src=">.
Вариант 1.
1), 2), 3),
4)https://pandia.ru/text/78/476/images/image179_0.gif" width="93 height=20" height="20">.
Самостоятельная работа по теме «Логарифмические неравенства»
Вариант 2.
4)https://pandia.ru/text/78/476/images/image184.gif" width="92 height=20" height="20">.
Контрольная работа по теме «логарифмические уравнения и неравенства»
Вариант 1.
1. Решите уравнения: а); б); в).
2. Решить систему уравнений:
3. Решить неравенства: а); б).
4..gif" width="159" height="29">; б); в).
2. Решить систему уравнений:
3. Решить неравенства: а); б).
4..gif" width="25" height="41 src=">.gif" width="77" height="41">; б).
4..gif" width="109" height="21 src=">..gif" width="36" height="19 src=">.
Вариант 2.
1. Выразите в радианной мере величины углов 560; 1700.
2..gif" width="37" height="41 src=">.
3. Укажите знак числа: а); б).
4..gif" width="100" height="21 src=">..gif" width="29" height="19 src=">.
Самостоятельная работа по теме «Основы тригонометрии»
Вариант 3.
1. Выразите в радианной мере величины углов 720; 1400.
2..gif" width="36" height="41 src=">.
3. Укажите знак числа: а); б).
4..gif" width="29" height="19 src=">, если известно, что и https://pandia.ru/text/78/476/images/image221.gif" width="27" height="41 src=">.gif" width="123" height="48">; б).
4..gif" width="36" height="19 src=">, если известно, что и https://pandia.ru/text/78/476/images/image226.gif" width="497" height="24">.
2. Упростите выражение: .
3..gif" width="527" height="24">.
2. Упростите выражение: .
3..gif" width="497" height="24">.
2. Упростите выражение: .
3..gif" width="527" height="24">.
2. Упростите выражение: .
3..gif" width="192" height="24">.
2. Докажите тождество: .
Вариант 2.
1. Вычислите: .
2. Докажите тождество:.
3. Преобразуйте в произведение:.
Самостоятельная работа по теме «Сумма и разность тригонометрических функций»
Вариант 3.
1. Вычислите: .
2. Докажите тождество: .
3. Преобразуйте в произведение: .
Самостоятельная работа по теме «Сумма и разность тригонометрических функций»
Вариант 4.
1. Вычислите:.
2. Докажите тождество:.
3. Преобразуйте в произведение: .
Вариант 1.
1. Упростите выражение: .
2. Вычислите .
3. Вычислите .
4. Вычислите .
5. Преобразуйте в произведение https://pandia.ru/text/78/476/images/image255.gif" width="109" height="17 src=">..gif" width="16 height=13" height="13">.
2. Начертите график функции .
Контрольная работа по теме «Тригонометрические преобразования»
Вариант 2.
1. Упростите выражение: .
2. Упростите выражение: .
3. Вычислить .
4. Вычислите .
5. Преобразовать в произведение .
Необязательное задание.
1..gif" width="43" height="17 src=">и наименьшее значение .
2. Начертите график функции .
Контрольная работа по теме «Тригонометрические преобразования»
Вариант 3.
1. Вычислите .
2. Вычислите .
3. Вычислите .
4. Вычислите .
5. Преобразовать в произведение .
Необязательное задание .
1..gif" width="43" height="17 src=">и наибольшее значение .
2. Начертите график функции .
Контрольная работа по теме «Тригонометрические преобразования»
Вариант 4.
1. Вычислите .
2. Упростите выражение: https://pandia.ru/text/78/476/images/image274.gif" width="280" height="47">.
4. Вычислите .
5. Преобразовать в произведение: .
Необязательное задание.
1..gif" width="43" height="17 src=">и наименьшее значение .
2. Начертите график функции .
Вариант 1.
Решить уравнения:
1)https://pandia.ru/text/78/476/images/image278.gif" width="153" height="21 src=">.gif" width="109" height="45 src=">.gif" width="284" height="48 src=">
Самостоятельная работа по теме «Уравнение cosx=a»
Вариант 3.
Решить уравнения: , периодическая с главным периодом 6. При этом, принадлежащие промежутку
5. Запишите все решения уравнения , принадлежащие промежутку .
6. Запишите все решения неравенства , принадлежащие промежутку .
Приведены справочные данные по показательной функции - основные свойства, графики и формулы. Рассмотрены следующие вопросы: область определения, множество значений, монотонность, обратная функция, производная, интеграл, разложение в степенной ряд и представление посредством комплексных чисел.
СодержаниеСвойства 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
, , , , .
y = a x при различных значениях основания a .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
< a < 1
показательная функция монотонно убывает. Чем меньше показатель степени a
,
тем сильнее убывание.
Возрастание, убывание
Показательная функция, при является строго монотонной, поэтому экстремумов не имеет. Основные ее свойства представлены в таблице.
y = a x , a > 1 | y = a x , 0 < a < 1 | |
Область определения | - ∞ < x < + ∞ | - ∞ < x < + ∞ |
Область значений | 0 < y < + ∞ | 0 < y < + ∞ |
Монотонность | монотонно возрастает | монотонно убывает |
Нули, y = 0 | нет | нет |
Точки пересечения с осью ординат, x = 0 | y = 1 | y = 1 |
+ ∞ | 0 | |
0 | + ∞ |
Обратная функция
Обратной для показательной функции с основанием степени a является логарифм по основанию a .
Если ,
то
.
Если ,
то
.
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
:
Применим правило дифференцирования сложной функции . Для этого вводим переменную
Тогда
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
.
Производная n-го порядка:
.
Вывод формул > > >
Пример дифференцирования показательной функции
Найти производную функции
y = 3
5
x
Решение
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:
.
Ответ
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 0 + 2
πn
,
где n
- целое. Поэтому функция f(z)
также не однозначна. Часто рассматривают ее главное значение
.