指数函数通常用于建模以指数速率增加或减少的自然现象。例如,细菌和许多其他种群可以指数级增长。放射性物质的数量通常会以指数速率减少。我们计算利息的方式是指数函数。该值通常随时间变化,因此您会看到使用自变量而不是x编写的指数函数。
最基本的指数函数形式为f(x)= ab x。暂时假设b必须大于1。这意味着如果a为正,则指数函数看起来像这样。
对于此特定示例,函数为f(x)= 2 x。重要的是要注意该图包括点(0,1)。实际上,此基本形式的所有指数函数都将包含点(0,a)。对于任何b≠0的值,确实a = a·b 0。f(x)= 2 x可以写为f(x)= 1·2 x,因此它包括点(0,1)。因为独立值通常在指数函数中为t;这个值a对应于t = 0时的值。所以我们称它为初始值。另一个易 于定位的点是值(1,a·b)。这是因为a·b = a·b 1。值b表示该值的增长速度。由于b大于1,因此上述函数表示指数增长。如果允许b在0到1之间变化,则该函数表示指数衰减。指数衰减如下所示:
此函数为f(X)=(1 / 2)X。您可能会注意到,这也是f(x)= 2 -x的函数。这意味着您可以将此函数生成为原始最“基本”函数f(x)= 2 x的图形转换。在您将f(-x)= 2 -x视为围绕y轴的反射的情况下。
同样,您可能会看到f(x)= 2 x到-f(x)= -2 x的图形变换,这是有关x轴的反射。
最后,将f(x)= 2 x转换为-f(-x)= -2 -x。在此,图形变换是在y轴上的反射,然后是在x轴上的反射。如下所示:
将它们视为转换的好处是,您只需要记住最基本的指数函数的图,就可以找到其他作为图转换的对象,而不必全部记住它们。
有关指数函数的典型问题通常守于寻找函数本身。例如:如果我知道一个细菌种群有一百个成员开始,一个小时后有400个成员,那么模拟其生长的指数函数是什么?
对于这个问题,你会与基本功能开始:
F(T)= AB牛逼
我们发现b口也知道,功能包括点(1,400)这样:
400 = 100B 1
400 / 100 = B
4 = B
所以模拟细菌生长的最终函数是:
f(t)= 100(400 t)
这意味着我可以预测例如三个小时内的种群数量。
f(3)= 100(400 3)= 6400000000细菌。
还有另一个更困难的问题:
假设我知道一个岛上的兔子数量是50,而两年后是300。f
(t)= ab t
我知道初始值是50,所以a = 50。
f(t)= 50b t
而且我也知道点(2,300)在图上。
300 = 50b的2
300 / 50 = B 2
6 = B 2
B =±√6
指数函数没有负基准值,从而:
F(T)=50√6吨