什麼是指數函數計算機?
這個計算機可計算標準形式 \(y = a \cdot b^{x}\) 的指數函數,其中 a 是係數(也就是當 x = 0 時的 y 值),b 是底數(成長或衰減的倍率),x 則是指數。指數函數用來描述「每一步都以固定百分比變化」的情況,例如人口成長、複利、放射性衰變等等。
使用方法
只要輸入三個數值:係數 a、底數 b 與指數 x。計算機會先把底數提升到指數次方,再乘上係數,立即回傳 y 值,同時顯示中間結果 \(b^{x}\),方便你逐步檢查每個環節。
公式說明
函數 \(y = a \cdot b^{x}\) 在 b > 1 時會成長,在 0 < b < 1 時會衰減。係數 a 則會在垂直方向上整體縮放這條曲線。由於 x 每增加一個單位,y 就會乘以 b 一次,因此當 x 較大時,指數變化遠比線性變化來得快上許多。
實際範例
假設 a = 3、b = 2、x = 4。先計算 \(b^{x} = 2^{4} = 16\),接著 $$y = a \cdot 16 = 3 \cdot 16 = 48$$ 若一開始 a = 1、底數為 1.05(即 5% 的成長率),經過 x = 10 期後,\(y = 1.05^{10} \approx 1.6289\)。
常見問題
當 x = 0 時會怎樣?任何非零底數的 0 次方都等於 1,所以 \(y = a\)。
底數可以是負數嗎?在實數範圍內,負底數搭配非整數指數是沒有定義的,因此建議使用正底數,才能得到可靠的結果。
這是用來模擬成長還是衰減?兩者皆可——底數大於 1 代表成長,底數介於 0 與 1 之間則代表衰減。