指数函数是高中一年级非常重要的一个函数。对指数函数的图像及其性质的考查,通常是各种考试避不过的题型,图像变换、与水平直线的相对位置关系等题型比较常见。
无论有没有坐标系,我们都可以画出一条指数函数型鞭形线和它的渐近线(可以认为在坐标系内画出指数函数图像及其渐近线、与Y轴的交点然后擦去坐标轴即可),在鞭形线上,总会唯一存在一点到渐近线的距离是1,我们称之为鞭形线的关键点。这条变形函数、关键点、渐近线,组成一套相对位置固定不变的图形系统,我们不妨把鞭形线及其渐近线、关键点所组成的具有特定相对位置关系的图形称作指数函数系统。如图所示:
平面中的指数函数系统
无论平面上是否建立了坐标系,无论坐标系和鞭形线的相对位置关系是怎样的,这个系统都是稳定的,即系统内部几何元素的相对位置关系是不变的。
在上述系统所在平面中,以渐近线为X轴,以向右方向为正方向,以过关键点且垂直于渐近线的直线为Y轴,以向上方向为正方向建立平面直角坐标系,如下图所示,即为指数函数图像。其中X轴即为指数函数图像的渐近线,关键点坐标为(0,1)。
平面直角坐标系中的指数函数系统
从以上两个图形可以看出,指数函数系统中的三要素(鞭形线、关键点、渐近线)之间,永远不会因为坐标系的移动而发生相对位置变化。我们在此基础上理解指数函数图像的平移。
指数函数图像的平移,可以认为是指数函数系统位置不变,坐标系反向平移。
题目要求
第一步,先做出指数函数图像:
指数函数图像
第二步,先将渐近线和关键点向下评议一个单位,关键点由(0,1)移至(0,0),渐近线由X=0移至X=-1.如图:
将关键点和渐近线向下平移1个单位
第三步,以平移后的关键点和渐近线为控制要素,绘制出平移后的指数函数图像(鞭形线)。
作图结束。
今天就讲到这里,你学会了吗?
下一讲,将讲解指数函数被绝对值折叠时的图像变换,敬请期待。
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