同底指数函数与对数函数的交点问题总结
我们熟悉的函数y=ax与y=logax图像的交点问题指数函数求导,在一些题目中经常出现,由于教科书中并没有提到,在日常教学中,有的老师认为同底指数函数与对数函数的交点应该在直线y=x,有的老师作出草图去判断,但是不到准确的答案。
本文通过理论推到(应用到求导、极限等知识)得出了函数y=ax与y=logax图像交点的情况,再运用数学软件Mathematica、画图板绘出每种情况中实例的图形。由于推到过程较为繁琐,而且运用到的知识超出了上海高考大纲的范畴,所以下文直接给出结论,供学生们直接运用解题。(注:e1/e≈1.444 )
第一部分:当1<a时,有三种情况:无交点,一个交点,两个交点,具体如下:
(1)a>e1/e 时,y=ax图像恒在直线y=x的上方,y=logax图像恒在直线y=x的下方,结论:y=ax与y=logax的图像没有交点;
a>e1/e 时,y=ax与y=logax的图像没有交点
(2)a=e1/e 时,y=ax图像与直线y=x相切,y=logax图像恰好与直线y=x相切与前述切点,结论:y=ax与y=logax的图像只有一个交点,且在直线y=x上;
a=e1/e 时,y=ax与y=logax的图像只有一个交点
(3)1<a<e1/e ,y=ax与y=x的图像有两个交点,y=logax与y=x的图像恰好相交与上述两个交点,结论:y=ax与y=logax的图像有2交点,且都在直线y=x上;
1<a<e1/e 时,y=ax与y=logax的图像有2个交点
第二部分:当0<a<1 时,y=ax与y=logax的图像至少有一个交点,且这个交点在在直线y=x上;具体如下:
(4)e-e≤a<1 时,y=ax与y=logax的图像只有一个交点(注:e-e≈0.066 );
e-e<a<1 时,y=ax与y=logax的图像只有一个交点
a=e-e≈0.066 时,y=ax与y=logax的图像只有一个交点(1/e,1/e)
(5)0<a< e-e 时,y=ax与y=logax的图像至少有三个交点,其中一个在直线y=x上。
1/77≤a≤1/16时,y=ax与y=logax的图像有三个交点
望采纳!
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