ม.ปลาย · 35 นาที

ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล

ปรับค่า a, b, h, k ของ y = a·b^(x − h) + k แล้วดูกราฟสองเส้นพร้อมกัน ลากจุดบนกราฟเพื่อเลื่อนหรือเปลี่ยนฐาน ดูเส้นกำกับ จุดตัดแกน จุดตัดของกราฟ ตารางค่า และกราฟผกผัน มีโหมดฝึกโจทย์ โหมดออกแบบโจทย์เพื่อบันทึกกราฟเป็นภาพสำหรับข้อสอบ และชุดข้อสอบพร้อมเฉลย

ปกด้านในบทฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล ครูยืนอยู่ด้านขวาถือกระถางต้นไม้ ข้างป้าย y = 2ˣ และต้นกล้าบนกองกล่องไม้ที่สูงขึ้นทีละขั้น

รูปทั่วไปของฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล

ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลมีรูป y = a·b^(x − h) + k เมื่อ a ไม่เท่ากับ 0 และ b เป็นจำนวนจริงบวกที่ไม่เท่ากับ 1 ตัวแปร x อยู่ที่เลขชี้กำลัง โดเมนคือจำนวนจริงทั้งหมด

ตัวอย่าง

y = 2^x มี a = 1, b = 2, h = 0, k = 0 ส่วน y = 3·(1/2)^(x − 1) + 2 มี a = 3, b = 1/2, h = 1, k = 2

รูปทั่วไป y = a·b^(x − h) + k เมื่อ a ≠ 0, b > 0, b ≠ 1 และโดเมนคือจำนวนจริงทั้งหมด ตัวอย่าง y = 2ˣ มี a = 1, b = 2, h = 0, k = 0 และ y = 3·(1/2)^(x − 1) + 2 มี a = 3, b = 1/2, h = 1, k = 2
แต่ละพารามิเตอร์ a, b, h, k มีบทบาทต่างกันในการกำหนดรูปกราฟ

ค่า b: เพิ่มหรือลด

ถ้า b > 1 และ a > 0 กราฟเพิ่ม ถ้า 0 < b < 1 และ a > 0 กราฟลด ทุกครั้งที่ x เพิ่มขึ้น 1 ระยะระหว่างกราฟกับเส้นกำกับจะคูณด้วย b ถ้า a เป็นลบ กราฟจะกลับด้านบนลงล่าง

ตัวอย่าง

y = 2^x เพิ่ม ทุก x เพิ่ม 1 ค่า y เป็นสองเท่า ส่วน y = (1/2)^x ลด ทุก x เพิ่ม 1 ค่า y เหลือครึ่งหนึ่ง

ตารางเงื่อนไขเพิ่มหรือลดตามค่า a และ b เช่น y = 2ˣ เพิ่มโดย y เป็นสองเท่าเมื่อ x เพิ่ม 1 และ y = (1/2)ˣ ลดโดย y เหลือครึ่งหนึ่ง พร้อมสมบัติ |f(x + 1) − k| = b|f(x) − k|
ทุกครั้งที่ x เพิ่ม 1 ระยะจากเส้นกำกับคูณด้วย b และถ้า a < 0 กราฟกลับด้าน

ค่า h และ k: การเลื่อนกราฟ

ค่า h เลื่อนกราฟไปทางขวา h หน่วย (ถ้า h ติดลบเลื่อนไปทางซ้าย) ค่า k เลื่อนกราฟขึ้น k หน่วย และเส้นกำกับแนวนอนเปลี่ยนจาก y = 0 เป็น y = k จุด (h, a + k) อยู่บนกราฟเสมอ

ตัวอย่าง

y = 2^(x − 3) + 1 คือกราฟ y = 2^x ที่เลื่อนขวา 3 หน่วยและขึ้น 1 หน่วย เส้นกำกับคือ y = 1 และผ่านจุด (3, 2)

ค่า h เลื่อนกราฟแนวนอนและค่า k เลื่อนกราฟแนวตั้ง เส้นกำกับคือ y = k และจุด (h, a + k) อยู่บนกราฟเสมอ เช่น y = 2^(x − 3) + 1 มีเส้นกำกับ y = 1 และผ่านจุด (3, 2)
ตัวอย่างเลื่อน y = 2ˣ ไปทางขวา 3 หน่วยและขึ้น 1 หน่วย

เส้นกำกับ เรนจ์ และจุดตัดแกน

กราฟเข้าใกล้เส้น y = k แต่ไม่แตะ ถ้า a > 0 เรนจ์คือ y > k ถ้า a < 0 เรนจ์คือ y < k จุดตัดแกน y ได้จากการแทน x = 0 ส่วนจุดตัดแกน x มีเมื่อ −k ÷ a เป็นบวก

ตัวอย่าง

y = 2·3^x − 4 มีเส้นกำกับ y = −4 เรนจ์ y > −4 จุดตัดแกน y คือ (0, −2) และตัดแกน x ที่ 3^x = 2

สำหรับ y = a·b^(x − h) + k เส้นกำกับคือ y = k เรนจ์ (k, ∞) เมื่อ a > 0 จุดตัดแกน Y คือ (0, a·b⁻ʰ + k) ตัวอย่าง y = 2·3ˣ − 4 มีเส้นกำกับ y = −4 เรนจ์ (−4, ∞) ตัดแกน Y ที่ (0, −2) และตัดแกน X ที่ (log₃ 2, 0)
สรุปเส้นกำกับ เรนจ์ และจุดตัดแกนทั้งสองของกราฟเอกซ์โพเนนเชียล

การแก้สมการเอกซ์โพเนนเชียลและหาสมการจากจุด

หา x จาก y ที่กำหนดโดยย้าย k หารด้วย a แล้วเขียนทั้งสองข้างเป็นฐานเดียวกัน ส่วนการหาสมการจากสองจุดบนกราฟ y = a·b^x ให้ใช้จุดที่ x = 0 หา a ก่อน แล้วใช้อีกจุดหา b

ตัวอย่าง

กราฟ y = a·b^x ผ่าน (0, 3) และ (2, 12) ได้ a = 3 และ 3·b² = 12 จึง b² = 4 ได้ b = 2 (เพราะ b > 0)

แก้สมการ 2·3ˣ − 4 = 14 ได้ 3ˣ = 9 จึง x = 2 และหาสมการ y = a·bˣ ผ่าน (0, 3) และ (2, 12) ได้ a = 3, b² = 4 จึง b = 2 และ y = 3·2ˣ
ย้าย k หารด้วย a แล้วเทียบฐาน หรือแทนจุดที่ x = 0 เพื่อหา a ก่อนหา b

วิธีใช้ห้องทดลอง

โหมดสำรวจให้พิมพ์ค่า a, b, h, k (รับเศษส่วนและค่า e) และลากจุดบนกราฟ โหมดฝึกโจทย์ตรวจคำตอบให้อัตโนมัติ โหมดออกแบบโจทย์ให้ครูตั้งหัวข้อและช่องคำตอบแล้วบันทึก PNG ส่วนโหมดชุดข้อสอบสุ่มโจทย์แบบข้อความพร้อมเฉลย

ตัวอย่าง

ลองตั้ง f₁ เป็น y = 2^x แล้วกด "สะท้อนผ่านแกน y" เพื่อสร้าง f₂ = (1/2)^x ดูว่ากราฟสองเส้นตัดกันที่ (0, 1)

ห้องทดลองฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล

y = a·bˣ⁻ʰ + k · ลากกราฟ · เส้นกำกับ · จุดตัด · ตารางค่า
y = 0y = 0(0, 1)(0, 1)(0, 1)−5−4−3−2−112345−9−8−7−6−5−4−3−2−1123456789xyf₁(x) = 2xf₂(x) = (1/2)xx = 1
ลองคิดด้วยตัวเอง

เช็กความเข้าใจ

กราฟ y = 2·3^(x − 1) + 4 มีเส้นกำกับแนวนอนคือเส้นใด
← กลับไปเลือกบทเรียน