Вывод: , то
есть f –
возрастающая.
После чего учащимся сообщить, что в
дальнейшем будем рассматривать функции, заданные формулой , только при a>0 и что они называются
показательными функциями. Закрепление нужно провести на таких
упражнениях:
-Например, исследовать функцию, заданную формулой:
а) ; б)
, где
.
Определение степени с положительным основанием и дробным показателем небходимо ввести следующим образом:
- Строится график показательной
функции, заданной формулой
, на множестве целых
чисел.
- Замечаем, что график функции
состоит из отдельных точек, абсциссы которых есть целые числа, и что точки
располагаются по некоторой плавной кривой. Проведя эту линию, надо убедиться,
что она является графиком некоторой новой функции, например f, которая определена на множестве всех чисел. По
графику функции f найти её
значения при . Например,
;
и др. Затем обратить внимание учащихся на то, что значения
функции fдля
могут быть найдены по формуле
. Если предположить, что и для нецелых
значений xможно находить соответствующие
значения функции f по формуле
, то следует считать, что
и так далее. Но такие
выражения не имеют смысла, так как понятие степени пока определено для целого
показателя. Чтобы этим выражениям придать смысл, расширим понятие степени на
случай с дробным показателем, определив степень с дробным показателем.
Будем исходить, что и для любого
показателя сохранилось основное свойство степени с целым показателем: . Тогда например,
, то есть
, кроме того
по
графику функции f. Но
положительное число, квадрат которого равен двум, есть арифметический
квадратный корень из числа 2. Поэтому можно считать
, кроме того
и по графику найдено
. То
есть целесообразно приписать следующий вывод:
.
На основе вышеприведенных рассуждений ввести следующее определение:
- Если а>0 и х – произвольное дробное
число, представленное дробью , где m - целое n –
натуральное, то
.
После чего отдельно ввести ещё одно определение:
- Если а=0 и х – дробное
положительное число, то
Рассмотрев свойства степени с рациональным показателем и достаточно поупражнявшись в их тождественных преобразованиях перейти к исследованию показательной функции с областью определения Q.
Затем до построения графика при некоторых значениях а провести доказательство следующих свойств показательной функции:
1. функция принимает только положительные значения;
2. функция является возрастающей при а>1;
3. функция является убывающей при 0<а<1;
4. функция не монотонна при а=1.
Данные свойства доказать, опираясь на определения и свойства степеней с целым и дробным показателями. Например, можно провести доказательство свойства 2. при а=2 так:
Дано:
Доказать: f – возрастающая.
Доказательство:
1.
и
.
2.
f – возрастающая, если для любых
значений аргумента из
3.
, где
4.
5.
и
- по определению степени с дробным
показателем.
6.
, так как функция возрастает при а>1.
7.
, так как функция вида
-
возрастает.
8.
- по определению степени с дробным показателем.
Итак, f – возрастающая.
Теперь можно перейти к построению
графика показательной функции на множестве рациональных чисел, где сообщить
учащимся о существовании монотонной функции на множестве действительных чисел;
её можно задать формулой вида , где а>0.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.