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第 5 章 幂函数、指数函数、对数函数

三类最重要的"基本初等函数"。它们长相不同、脾气各异,但都有固定的"定点"和单调规律。这一章把三家图象摆在一起对比,再用一场"增长赛跑"看谁最终跑得最快。

知识点 6.1

幂函数 y = xᵅ

形如 $y=x^{\alpha}$(底是变量 x,指数 α 是常数)的函数叫幂函数。常见的有 y=x, y=x², y=x³, y=x^(1/2)=√x, y=x⁻¹=1/x。

共同点:所有幂函数都恒过点 (1, 1)(因为 1ᵅ=1)。不同点:α 的奇偶、正负决定了图象的对称性、单调性和定义域。
选 α:

知识点 6.2

指数函数 y = aˣ

形如 $y=a^{x}$(a > 0 且 a ≠ 1)的函数。它和幂函数正相反——这里指数是变量。

恒过定点 $(0,1)$ | 定义域 $\mathbb R$,值域 $(0,+\infty)$ | $a\gt 1$ 时单调递增;$0\lt a\lt 1$ 时单调递减
底数 a = 2.0 (滑到 1 左边即 0<a<1)

知识点 6.3

对数函数 y = log_a x

它是指数函数的反函数(回忆第 4 章的镜像),所以性质几乎是"对调版":

恒过定点 $(1,0)$ | 定义域 $(0,+\infty)$,值域 $\mathbb R$ | $a\gt 1$ 时单调递增;$0\lt a\lt 1$ 时单调递减
底数 a = 2.0 (滑到 1 左边即 0<a<1)

知识点 6.4

增长速度大比拼

当 x 不断变大,三类函数的增长速度天差地别,最终一定是:
对数增长最慢 < 幂函数居中 < 指数增长最快

赛跑演示:三位选手 y = log₂x(青)、y = x²(紫)、y = 2ˣ(橙)从 x=1 起跑。一开始 x² 还领先,但 2ˣ 很快反超并一骑绝尘。点"开始比赛"看看!
x = 1.0

🎮 实战

幂指对闯关

答对解锁下一关,集齐 ⭐ 即通关。卡住了就回上面的图再看一眼。

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