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Funzioni esponenziali e tasso di crescita

Cosa è il tasso di crescita di una funzione esponenziale?

L'app di seguito visualizza il grafico della funzione esponenziale per . L'ordinata del punto rosso nel grafico è . Utilizza lo slider per mostrare i punti ad ascissa intera e ordinata , e visualizzane le coordinate nella tabella sotto al grafico (i valori sono approssimati a 2 cifre decimali). Trascina lo slider al valore massimo, e osserva la tabella di valori. Noti qualcosa in particolare? Ogni termine è il prodotto del termine precedente per 2! Formalizzando, diremo che , , e così via. Nota: Puoi modificare la funzione in ogni istante, trascinando i due punti su di essa. Esplora la relazione che intercorre tra due termini consecutivi della successione di valori, e confrontala con l'espressione della funzione.

Generalizziamo...

Considera la funzione esponenziale e sia . Mostra che .

Ora vediamo come leggere la formula...

Abbiamo ora una formula ricorsiva che mostra la relazione tra due valori assunti della funzione in due punti che distano 1 unità uno dall'altro:

.

Possiamo leggere la formula come "la funzione esponenziale data cresce in modo proporzionale (moltiplicativo) di 2 unità in ogni intervallo di lunghezza 1 unità".

Conclusioni (e qualche proprietà in più)

L'esempio che abbiamo esaminato per ragionare sul tasso di crescita di una funzione esponenziale è la restrizione di una funzione esponenziale di base per , e abbiamo considerato valori interi della x per semplificare il ragionamento, ma tali considerazioni valgono per ogni . Generalizzando la formula ottenuta in precedenza per ogni funzione esponenziale del tipo con , possiamo dire che queste funzioni crescono proporzionalmente (moltiplicativamente) di unità in ogni intervallo di lunghezza 1 unità. Inoltre, esse crescono proporzionalmente di una quantità in ogni intervallo di lunghezza . Dimostrazione: Se 0<b<1, avremo un decadimento esponenziale, e il grafico della funzione sarà decrescente, ma le proprietà generali rimangono le stesse. Utilizza l'applet qui sopra per creare grafici che rappresentano un decadimento esponenziale, e osserva le tabelle di valori.

Funzioni esponenzialiCrescita moltiplicativa (proporzionale)