18.04.2023

Galios funkcija, jos savybės ir grafikas. Funkcijos ir grafikai Funkcija su trupmeniniu rodikliu


Prisiminkime laipsninių funkcijų su neigiamu sveikojo skaičiaus rodikliu savybes ir grafikus.

Netgi n:

Funkcijos pavyzdys:

Visi tokių funkcijų grafikai eina per du fiksuotus taškus: (1;1), (-1;1). Šio tipo funkcijų ypatumas yra jų paritetas; grafikai yra simetriški operacinės stiprintuvo ašies atžvilgiu.

Ryžiai. 1. Funkcijos grafikas

Nelyginiam n:

Funkcijos pavyzdys:

Visi tokių funkcijų grafikai eina per du fiksuotus taškus: (1;1), (-1;-1). Šio tipo funkcijų ypatumas yra tas, kad jos yra nelyginės, o grafikai yra simetriški kilmės atžvilgiu.

Ryžiai. 2. Funkcijos grafikas

Prisiminkime pagrindinį apibrėžimą.

Neneigiamo skaičiaus a laipsnis su racionaliu teigiamu rodikliu vadinamas skaičiumi.

Teigiamojo skaičiaus a laipsnis su racionaliu neigiamu rodikliu vadinamas skaičiumi.

Dėl lygybės:

Pavyzdžiui: ; - išraiška pagal apibrėžimą neegzistuoja laipsnio su neigiamu racionaliuoju rodikliu; egzistuoja, nes eksponentas yra sveikasis skaičius,

Pereikime prie galios funkcijų svarstymo su racionaliu neigiamu eksponentu.

Pavyzdžiui:

Norėdami nubraižyti šios funkcijos grafiką, galite sukurti lentelę. Darysime kitaip: pirmiausia sukursime ir išnagrinėsime vardiklio grafiką – jis mums žinomas (3 pav.).

Ryžiai. 3. Funkcijos grafikas

Vardiklio funkcijos grafikas eina per fiksuotą tašką (1;1). Braižant pradinės funkcijos grafiką, šis taškas išlieka, o šaknis taip pat linkusi į nulį, funkcija – į begalybę. Ir atvirkščiai, kadangi x linksta į begalybę, funkcija linkusi į nulį (4 pav.).

Ryžiai. 4. Funkcijų grafikas

Panagrinėkime kitą funkciją iš tiriamų funkcijų šeimos.

Svarbu, kad pagal apibrėžimą

Panagrinėkime funkcijos grafiką vardiklyje: , šios funkcijos grafikas mums žinomas, jis didėja savo apibrėžimo srityje ir eina per tašką (1;1) (5 pav.).

Ryžiai. 5. Funkcijos grafikas

Nubraižant pradinės funkcijos grafiką, lieka taškas (1;1), o šaknis taip pat linkusi į nulį, funkcija – į begalybę. Ir atvirkščiai, kadangi x linksta į begalybę, funkcija linkusi į nulį (6 pav.).

Ryžiai. 6. Funkcijos grafikas

Nagrinėjami pavyzdžiai padeda suprasti kaip teka grafikas ir kokios yra tiriamos funkcijos - funkcijos su neigiamu racionaliuoju rodikliu savybės.

Šios šeimos funkcijų grafikai eina per tašką (1;1), funkcija mažėja visoje apibrėžimo srityje.

Funkcijos apimtis:

Funkcija nėra ribojama iš viršaus, bet ribojama iš apačios. Funkcija neturi nei didžiausios, nei mažiausios vertės.

Funkcija yra nuolatinė ir paima visas teigiamas reikšmes nuo nulio iki plius begalybės.

Funkcija yra išgaubta žemyn (15.7 pav.)

Taškai A ir B paimti į kreivę, per juos nubrėžta atkarpa, visa kreivė yra žemiau atkarpos, ši sąlyga tenkinama savavališkiems dviem kreivės taškams, todėl funkcija yra išgaubta žemyn. Ryžiai. 7.

Ryžiai. 7. Funkcijos išgaubtumas

Svarbu suprasti, kad šios šeimos funkcijos iš apačios ribojamos nuliu, tačiau neturi pačios mažiausios vertės.

1 pavyzdys – suraskite funkcijos maksimumą ir minimumą intervale ir padidinkite tiesX ir mažėja tiesX Archsin funkcijos savybės

      1. [Redaguoti]Gauti arcsin funkciją

Atsižvelgiant į funkciją Visoje jos dalyje apibrėžimo sritis ji būna fragmentiškai monotoniškas, taigi ir atvirkštinė atitiktis nėra funkcija. Todėl mes apsvarstysime segmentą, kuriame jis griežtai didėja ir įgyja visas vertes verčių diapazonas- . Kadangi funkcijai intervale kiekviena argumento reikšmė atitinka vieną funkcijos reikšmę, tai šiame intervale yra atvirkštinė funkcija kurio grafikas yra simetriškas atkarpos funkcijos grafikui tiesės atžvilgiu

Galios funkcijos y = x p apibrėžimo srityje galioja šios formulės:
; ;
;
; ;
; ;
; .

Galios funkcijų savybės ir jų grafikai

Galios funkcija, kai rodiklis lygus nuliui, p = 0

Jei laipsnio funkcijos y = x p eksponentas yra lygus nuliui, p = 0, tada laipsnio funkcija apibrėžiama visiems x ≠ 0 ir yra konstanta, lygi vienetui:
y = x p = x 0 = 1, x ≠ 0.

Galios funkcija su natūraliu nelyginiu rodikliu, p = n = 1, 3, 5, ...

Apsvarstykite laipsnio funkciją y = x p = x n, kurios natūralusis nelyginis rodiklis n = 1, 3, 5, ... . Šis rodiklis gali būti parašytas ir tokia forma: n = 2k + 1, kur k = 0, 1, 2, 3, ... yra neneigiamas sveikasis skaičius. Žemiau pateikiamos tokių funkcijų savybės ir grafikai.

Galios funkcijos y = x n grafikas su natūraliu nelyginiu eksponentu įvairioms eksponento n = 1, 3, 5, ... reikšmėms.

Domenas: -∞ < x < ∞
Kelios reikšmės: -∞ < y < ∞
Paritetas: nelyginis, y(-x) = - y(x)
Monotoniškas: monotoniškai didėja
Kraštutinumai: Nr
Išgaubtas:
ties -∞< x < 0 выпукла вверх
0 val< x < ∞ выпукла вниз
Posūkio taškai: x = 0, y = 0
x = 0, y = 0
Ribos:
;
Privačios vertybės:
kai x = -1,
y(-1) = (-1) n ≡ (-1) 2k+1 = -1
kai x = 0, y(0) = 0 n = 0
jei x = 1, y(1) = 1 n = 1
Atvirkštinė funkcija:
jei n = 1, funkcija yra atvirkštinė: x = y
jei n ≠ 1, atvirkštinė funkcija yra n laipsnio šaknis:

Laipsnio funkcija su natūraliu lyginiu rodikliu, p = n = 2, 4, 6, ...

Apsvarstykite laipsnio funkciją y = x p = x n, kurios natūralusis lyginis rodiklis n = 2, 4, 6, ... . Šis rodiklis gali būti parašytas ir tokia forma: n = 2k, kur k = 1, 2, 3, ... - natūralus. Tokių funkcijų savybės ir grafikai pateikiami toliau.

Galios funkcijos y = x n grafikas su natūraliu lyginiu eksponentu įvairioms eksponento n = 2, 4, 6, ... reikšmėms.

Domenas: -∞ < x < ∞
Kelios reikšmės: 0 ≤ m< ∞
Paritetas: lygus, y(-x) = y(x)
Monotoniškas:
jei x ≤ 0 monotoniškai mažėja
jei x ≥ 0 monotoniškai didėja
Kraštutinumai: minimumas, x = 0, y = 0
Išgaubtas: išgaubtas žemyn
Posūkio taškai: Nr
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: x = 0, y = 0
Ribos:
;
Privačios vertybės:
kai x = -1, y(-1) = (-1) n ≡ (-1) 2k = 1
kai x = 0, y(0) = 0 n = 0
jei x = 1, y(1) = 1 n = 1
Atvirkštinė funkcija:
jei n = 2, kvadratinė šaknis:
jei n ≠ 2, n laipsnio šaknis:

Galios funkcija su neigiamu sveikojo skaičiaus rodikliu, p = n = -1, -2, -3, ...

Apsvarstykite laipsnio funkciją y = x p = x n, kurios sveikasis skaičius neigiamas rodiklis n = -1, -2, -3, ... . Jei įdėsime n = -k, kur k = 1, 2, 3, ... yra natūralusis skaičius, tada jį galima pavaizduoti taip:

Laipsninės funkcijos y = x n grafikas su neigiamu sveikuoju rodikliu įvairioms eksponento n = -1, -2, -3, ... reikšmėms.

Nelyginis rodiklis, n = -1, -3, -5, ...

Žemiau pateiktos funkcijos y = x n su nelyginiu neigiamu rodikliu n = -1, -3, -5, ... savybės.

Domenas: x ≠ 0
Kelios reikšmės: y ≠ 0
Paritetas: nelyginis, y(-x) = - y(x)
Monotoniškas: monotoniškai mažėja
Kraštutinumai: Nr
Išgaubtas:
ties x< 0 : выпукла вверх
jei x > 0: išgaubta žemyn
Posūkio taškai: Nr
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: Nr
Ženklas:
ties x< 0, y < 0
jei x > 0, y > 0
Ribos:
; ; ;
Privačios vertybės:
jei x = 1, y(1) = 1 n = 1
Atvirkštinė funkcija:
kai n = -1,
ties n< -2 ,

Lyginis eksponentas, n = -2, -4, -6, ...

Žemiau pateikiamos funkcijos y = x n su lyginiu neigiamu rodikliu n = -2, -4, -6, ... savybės.

Domenas: x ≠ 0
Kelios reikšmės: y > 0
Paritetas: lygus, y(-x) = y(x)
Monotoniškas:
ties x< 0 : монотонно возрастает
jei x > 0: monotoniškai mažėja
Kraštutinumai: Nr
Išgaubtas: išgaubtas žemyn
Posūkio taškai: Nr
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: Nr
Ženklas: y > 0
Ribos:
; ; ;
Privačios vertybės:
jei x = 1, y(1) = 1 n = 1
Atvirkštinė funkcija:
kai n = -2,
ties n< -2 ,

Galios funkcija su racionaliuoju (trupmeniniu) rodikliu

Apsvarstykite laipsnio funkciją y = x p su racionaliuoju (trupmeniniu) rodikliu, kur n yra sveikas skaičius, m > 1 yra natūralusis skaičius. Be to, n, m neturi bendrų daliklių.

Trupmeninio rodiklio vardiklis yra nelyginis

Tegul trupmeninio rodiklio vardiklis yra nelyginis: m = 3, 5, 7, ... . Šiuo atveju galios funkcija x p apibrėžiama tiek teigiamoms, tiek neigiamoms argumento x reikšmėms. Panagrinėkime tokių laipsnių funkcijų savybes, kai eksponentas p yra tam tikrose ribose.

p reikšmė yra neigiama, p< 0

Tegul racionalusis rodiklis (su nelyginiu vardikliu m = 3, 5, 7, ...) yra mažesnis už nulį: .

Galios funkcijų grafikai su racionaliu neigiamu eksponentu įvairioms eksponento reikšmėms, kur m = 3, 5, 7, ... - nelyginis.

Nelyginis skaitiklis, n = -1, -3, -5, ...

Pateikiame laipsnio funkcijos y = x p savybes su racionaliu neigiamu eksponentu, kur n = -1, -3, -5, ... yra nelyginis neigiamas sveikasis skaičius, m = 3, 5, 7 ... yra nelyginis natūralusis skaičius.

Domenas: x ≠ 0
Kelios reikšmės: y ≠ 0
Paritetas: nelyginis, y(-x) = - y(x)
Monotoniškas: monotoniškai mažėja
Kraštutinumai: Nr
Išgaubtas:
ties x< 0 : выпукла вверх
jei x > 0: išgaubta žemyn
Posūkio taškai: Nr
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: Nr
Ženklas:
ties x< 0, y < 0
jei x > 0, y > 0
Ribos:
; ; ;
Privačios vertybės:
kai x = -1, y(-1) = (-1) n = -1
jei x = 1, y(1) = 1 n = 1
Atvirkštinė funkcija:

Lyginis skaitiklis, n = -2, -4, -6, ...

Laipsninės funkcijos y = x p savybės su racionaliu neigiamu rodikliu, kur n = -2, -4, -6, ... yra lyginis neigiamas sveikasis skaičius, m = 3, 5, 7 ... yra nelyginis natūralusis skaičius .

Domenas: x ≠ 0
Kelios reikšmės: y > 0
Paritetas: lygus, y(-x) = y(x)
Monotoniškas:
ties x< 0 : монотонно возрастает
jei x > 0: monotoniškai mažėja
Kraštutinumai: Nr
Išgaubtas: išgaubtas žemyn
Posūkio taškai: Nr
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: Nr
Ženklas: y > 0
Ribos:
; ; ;
Privačios vertybės:
kai x = -1, y(-1) = (-1) n = 1
jei x = 1, y(1) = 1 n = 1
Atvirkštinė funkcija:

P reikšmė yra teigiama, mažesnė už vieną, 0< p < 1

Galios funkcijos grafikas su racionaliuoju eksponentu (0< p < 1 ) при различных значениях показателя степени , где m = 3, 5, 7, ... - нечетное.

Nelyginis skaitiklis, n = 1, 3, 5, ...

< p < 1 , где n = 1, 3, 5, ... - нечетное натуральное, m = 3, 5, 7 ... - нечетное натуральное.

Domenas: -∞ < x < +∞
Kelios reikšmės: -∞ < y < +∞
Paritetas: nelyginis, y(-x) = - y(x)
Monotoniškas: monotoniškai didėja
Kraštutinumai: Nr
Išgaubtas:
ties x< 0 : выпукла вниз
jei x > 0: išgaubta į viršų
Posūkio taškai: x = 0, y = 0
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: x = 0, y = 0
Ženklas:
ties x< 0, y < 0
jei x > 0, y > 0
Ribos:
;
Privačios vertybės:
kai x = -1, y(-1) = -1
kai x = 0, y(0) = 0
jei x = 1, y(1) = 1
Atvirkštinė funkcija:

Lyginis skaitiklis, n = 2, 4, 6, ...

Pateikiamos laipsnio funkcijos y = x p savybės, kurių racionalusis rodiklis yra 0 ribose< p < 1 , где n = 2, 4, 6, ... - четное натуральное, m = 3, 5, 7 ... - нечетное натуральное.

Domenas: -∞ < x < +∞
Kelios reikšmės: 0 ≤ m< +∞
Paritetas: lygus, y(-x) = y(x)
Monotoniškas:
ties x< 0 : монотонно убывает
jei x > 0: didėja monotoniškai
Kraštutinumai: minimumas, kai x = 0, y = 0
Išgaubtas: išgaubta aukštyn, kai x ≠ 0
Posūkio taškai: Nr
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: x = 0, y = 0
Ženklas: jei x ≠ 0, y > 0
Ribos:
;
Privačios vertybės:
kai x = -1, y(-1) = 1
kai x = 0, y(0) = 0
jei x = 1, y(1) = 1
Atvirkštinė funkcija:

P indeksas yra didesnis nei vienas, p > 1

Galios funkcijos grafikas su racionaliuoju rodikliu (p > 1) įvairioms eksponento reikšmėms, kur m = 3, 5, 7, ... - nelyginis.

Nelyginis skaitiklis, n = 5, 7, 9, ...

Laipsninės funkcijos y = x p, kurios racionalusis rodiklis didesnis už vienetą, savybės: . Kur n = 5, 7, 9, ... - nelyginis natūralusis, m = 3, 5, 7 ... - nelyginis natūralus.

Domenas: -∞ < x < ∞
Kelios reikšmės: -∞ < y < ∞
Paritetas: nelyginis, y(-x) = - y(x)
Monotoniškas: monotoniškai didėja
Kraštutinumai: Nr
Išgaubtas:
ties -∞< x < 0 выпукла вверх
0 val< x < ∞ выпукла вниз
Posūkio taškai: x = 0, y = 0
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: x = 0, y = 0
Ribos:
;
Privačios vertybės:
kai x = -1, y(-1) = -1
kai x = 0, y(0) = 0
jei x = 1, y(1) = 1
Atvirkštinė funkcija:

Lyginis skaitiklis, n = 4, 6, 8, ...

Laipsninės funkcijos y = x p, kurios racionalusis rodiklis didesnis už vienetą, savybės: . Kur n = 4, 6, 8, ... - lyginis natūralus, m = 3, 5, 7 ... - nelyginis natūralus.

Domenas: -∞ < x < ∞
Kelios reikšmės: 0 ≤ m< ∞
Paritetas: lygus, y(-x) = y(x)
Monotoniškas:
ties x< 0 монотонно убывает
jei x > 0 monotoniškai didėja
Kraštutinumai: minimumas, kai x = 0, y = 0
Išgaubtas: išgaubtas žemyn
Posūkio taškai: Nr
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: x = 0, y = 0
Ribos:
;
Privačios vertybės:
kai x = -1, y(-1) = 1
kai x = 0, y(0) = 0
jei x = 1, y(1) = 1
Atvirkštinė funkcija:

Trupmeninio rodiklio vardiklis lyginis

Tegul trupmeninio rodiklio vardiklis yra lyginis: m = 2, 4, 6, ... . Šiuo atveju galios funkcija x p nėra apibrėžta neigiamoms argumento reikšmėms. Jo savybės sutampa su laipsnio funkcijos su neracionaliuoju rodikliu savybėmis (žr. kitą skyrių).

Galios funkcija su neracionaliu rodikliu

Apsvarstykite laipsnio funkciją y = x p su neracionaliuoju rodikliu p. Tokių funkcijų savybės skiriasi nuo aukščiau aptartų tuo, kad jos nėra apibrėžtos neigiamoms argumento x reikšmėms. Teigiamoms argumento reikšmėms savybės priklauso tik nuo eksponento p reikšmės ir nepriklauso nuo to, ar p yra sveikasis skaičius, racionalus ar neracionalus.


y = x p skirtingoms eksponento p reikšmėms.

Galios funkcija su neigiamu rodikliu p< 0

Domenas: x > 0
Kelios reikšmės: y > 0
Monotoniškas: monotoniškai mažėja
Išgaubtas: išgaubtas žemyn
Posūkio taškai: Nr
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: Nr
Ribos: ;
Privati ​​reikšmė: Jei x = 1, y(1) = 1 p = 1

Galios funkcija su teigiamu rodikliu p > 0

Rodiklis mažesnis nei vienas 0< p < 1

Domenas: x ≥ 0
Kelios reikšmės: y ≥ 0
Monotoniškas: monotoniškai didėja
Išgaubtas: išgaubtas į viršų
Posūkio taškai: Nr
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: x = 0, y = 0
Ribos:
Privačios vertybės: Jei x = 0, y(0) = 0 p = 0 .
Jei x = 1, y(1) = 1 p = 1

Rodiklis yra didesnis nei vienas p > 1

Domenas: x ≥ 0
Kelios reikšmės: y ≥ 0
Monotoniškas: monotoniškai didėja
Išgaubtas: išgaubtas žemyn
Posūkio taškai: Nr
Sankirtos taškai su koordinačių ašimis: x = 0, y = 0
Ribos:
Privačios vertybės: Jei x = 0, y(0) = 0 p = 0 .
Jei x = 1, y(1) = 1 p = 1

Nuorodos:
I.N. Bronšteinas, K.A. Semendyaev, Matematikos vadovas inžinieriams ir kolegijų studentams, „Lan“, 2009 m.

Taip pat žiūrėkite: