Hatványfüggvény monotonitása.  Hatványfüggvény, tulajdonságai és grafikonja

Hatványfüggvény monotonitása. Hatványfüggvény, tulajdonságai és grafikonja

Funkció hol x- változó, A- egy adott számot hívnak teljesítmény funkció .

Ha akkor egy lineáris függvény, akkor a grafikonja egy egyenes (lásd 4.3. szakasz, 4.7. ábra).

Ha akkor egy másodfokú függvény, akkor a grafikonja egy parabola (lásd 4.3. szakasz, 4.8. ábra).

Ha akkor a gráfja egy köbös parabola (lásd 4.3. szakasz, 4.9. ábra).

Teljesítmény funkció

azt inverz függvény számára

1. Tartomány:

2. Több érték:

3. Páros és páratlan: páratlan függvény.

4. Funkció periodicitása: nem időszakos.

5. Funkció nullák: x= 0 az egyetlen nulla.

6. A függvénynek nincs maximális vagy minimális értéke.

7.

8. Függvénygrafikon Szimmetrikus egy köbös parabola grafikonjára az egyeneshez képest Y=xés az ábrán látható. 5.1.

Teljesítmény funkció

1. Tartomány:

2. Több érték:

3. Páros és páratlan: a függvény páros.

4. Funkció periodicitása: nem időszakos.

5. Funkció nullák: egyetlen nulla x = 0.

6. A függvény legnagyobb és legkisebb értékei: a legkisebb értéket veszi fel x= 0, egyenlő 0-val.

7. Növekvő és csökkenő intervallumok: a függvény az intervallumon csökken, az intervallumon pedig növekszik

8. Függvénygrafikon(mindenkinek N Î N) „úgy néz ki”, mint egy grafikon másodfokú parabola(függvénygrafikonok az 5.2. ábrán láthatók).

Teljesítmény funkció

1. Tartomány:

2. Több érték:

3. Páros és páratlan: páratlan függvény.

4. Funkció periodicitása: nem időszakos.

5. Funkció nullák: x= 0 az egyetlen nulla.

6. Maximális és minimális értékek:

7. Növekvő és csökkenő intervallumok: a függvény növekszik a teljes definíciós tartományban.

8. Függvénygrafikon(mindegyik ) "úgy néz ki", mint egy köbös parabola grafikonja (a függvénygrafikonok az 5.3. ábrán láthatók).

Teljesítmény funkció

1. Tartomány:

2. Több érték:

3. Páros és páratlan: páratlan függvény.

4. Funkció periodicitása: nem időszakos.

5. Funkció nullák: nincsenek nullák.

6. A függvény legnagyobb és legkisebb értékei: a függvény egyikhez sem rendelkezik a legnagyobb és legkisebb értékkel

7. Növekvő és csökkenő intervallumok: a függvény a definíciós tartományban csökken.

8. Aszimptoták:(tengely OU) a függőleges aszimptota;

(tengely Ó) a vízszintes aszimptota.

9. Függvénygrafikon(bárkinek N) "úgy néz ki", mint egy hiperbola grafikonja (a függvények grafikonjait az 5.4. ábra mutatja).

Teljesítmény funkció

1. Tartomány:

2. Több érték:

3. Páros és páratlan: a függvény páros.

4. Funkció periodicitása: nem időszakos.

5. A függvény legnagyobb és legkisebb értékei: a függvény egyikhez sem rendelkezik a legnagyobb és legkisebb értékkel

6. Növekvő és csökkenő intervallumok: a funkció növekszik és csökken

7. Aszimptoták: x= 0 (tengely OU) a függőleges aszimptota;

Y= 0 (tengely Ó) a vízszintes aszimptota.

8. Függvénygrafikonok Másodfokú hiperbolák (5.5. ábra).

Teljesítmény funkció

1. Tartomány:

2. Több érték:

3. Páros és páratlan: a függvénynek nincs páros és páratlan tulajdonsága.

4. Funkció periodicitása: nem időszakos.

5. Funkció nullák: x= 0 az egyetlen nulla.

6. A függvény legnagyobb és legkisebb értékei: a legkisebb 0-val egyenlő értéket a függvény a pontban veszi fel x= 0; a legnagyobb érték nem rendelkezik.

7. Növekvő és csökkenő intervallumok: a függvény növekszik a teljes definíciós tartományban.

8. Minden ilyen függvény egy bizonyos indikátorral inverz a függvényre, feltéve

9. Függvénygrafikon"úgy néz ki", mint egy függvény grafikonja bármely Nés az ábrán látható. 5.6.

Teljesítmény funkció

1. Tartomány:

2. Több érték:

3. Páros és páratlan: páratlan függvény.

4. Funkció periodicitása: nem időszakos.

5. Funkció nullák: x= 0 az egyetlen nulla.

6. A függvény legnagyobb és legkisebb értékei: a függvény egyikhez sem rendelkezik a legnagyobb és legkisebb értékkel

7. Növekvő és csökkenő intervallumok: a függvény növekszik a teljes definíciós tartományban.

8. Függvénygrafikonábrán látható. 5.7.

Idézzük fel a negatív egész kitevővel rendelkező hatványfüggvények tulajdonságait és grafikonjait.

Páros n esetén:

Funkció példa:

Az ilyen függvények összes grafikonja két fix ponton megy keresztül: (1;1), (-1;1). Az ilyen típusú függvények sajátossága a paritásuk, a grafikonok szimmetrikusak az op-y tengelyhez képest.

Rizs. 1. Egy függvény grafikonja

Páratlan n esetén:

Funkció példa:

Az ilyen függvények grafikonjai két fix ponton haladnak át: (1;1), (-1;-1). Az ilyen típusú függvények sajátossága a páratlanságuk, a gráfok szimmetrikusak az origóhoz képest.

Rizs. 2. Függvénygrafikon

Emlékezzünk a fő definícióra.

A racionális pozitív kitevővel rendelkező nem negatív a szám fokszámát számnak nevezzük.

A racionális negatív kitevővel rendelkező pozitív a szám fokszámát számnak nevezzük.

A következő egyenlőségre:

Például: ; - a kifejezés nem létezik negatív racionális kitevővel rendelkező fok definíciója alapján; létezik, mivel a kitevő egész szám,

Térjünk rá a racionális negatív kitevővel rendelkező hatványfüggvények figyelembevételére.

Például:

A függvény ábrázolásához készíthet egy táblázatot. Másként tesszük: először megépítjük és tanulmányozzuk a nevező grafikonját - ismerjük (3. ábra).

Rizs. 3. Egy függvény grafikonja

A nevezőfüggvény grafikonja egy fix ponton (1;1) halad át. Az eredeti függvény gráfjának elkészítésekor ez a pont megmarad, amikor a gyök is nullára hajlik, a függvény a végtelenbe. És fordítva, mivel x a végtelenbe hajlik, a függvény nullára hajlik (4. ábra).

Rizs. 4. Függvénygrafikon

Tekintsünk még egy függvényt a vizsgált függvénycsaládból.

Fontos, hogy definíció szerint

Tekintsük a függvény grafikonját a nevezőben: , ismerjük ennek a függvénynek a grafikonját, definíciós tartományában növekszik és átmegy az (1; 1) ponton (5. ábra).

Rizs. 5. Függvénygrafikon

Az eredeti függvény gráfjának elkészítésekor az (1; 1) pont marad, amikor a gyök is nullára hajlik, a függvény a végtelenbe. És fordítva, mivel x a végtelenbe hajlik, a függvény nullára hajlik (6. ábra).

Rizs. 6. Függvénygrafikon

A vizsgált példák segítenek megérteni, hogyan megy a grafikon, és milyen tulajdonságai vannak a vizsgált függvénynek - egy negatív racionális kitevővel rendelkező függvénynek.

Ennek a családnak a függvénygráfjai az (1;1) ponton haladnak át, a függvény a teljes definíciós tartományon csökken.

Funkció hatóköre:

A függvény nem felülről, hanem alulról korlátos. A függvénynek nincs sem maximuma, sem minimális értéke.

A függvény folyamatos, minden pozitív értéket vesz nullától plusz végtelenig.

Konvex lefelé függvény (15.7. ábra)

Az A és B pontokat felvesszük a görbére, rajtuk egy szakaszt húzunk, a teljes görbe a szakasz alatt van, ez a feltétel a görbe tetszőleges két pontjára teljesül, ezért a függvény lefelé konvex. Rizs. 7.

Rizs. 7. Függvény konvexitása

Fontos megérteni, hogy ennek a családnak a funkcióit alulról nulla határolja, de nem a legkisebb értékkel bírnak.

1. példa - keresse meg egy függvény maximumát és minimumát a \[(\mathop(lim)_(x\to +\infty ) x^(2n)\ )=+\infty \] intervallumon

Grafikon (2. ábra).

2. ábra: $f\left(x\right)=x^(2n)$ függvény grafikonja

Természetes páratlan kitevővel rendelkező hatványfüggvény tulajdonságai

    A definíció tartománya minden valós szám.

    $f\left(-x\right)=((-x))^(2n-1)=(-x)^(2n)=-f(x)$ egy páratlan függvény.

    $f(x)$ folytonos a teljes definíciós tartományon.

    A tartomány minden valós szám.

    $f"\left(x\right)=\left(x^(2n-1)\right)"=(2n-1)\cdot x^(2(n-1))\ge 0$

    A függvény a teljes definíciós tartományban növekszik.

    $f\left(x\right)0$, $x\in (0,+\infty)$ esetén.

    $f(""\left(x\right))=(\left(\left(2n-1\right)\cdot x^(2\left(n-1\right))\right))"=2 \left(2n-1\right)(n-1)\cdot x^(2n-3)$

    \ \

    A függvény konkáv $x\in (-\infty ,0)$ esetén, és konvex $x\in (0,+\infty)$ esetén.

    Grafikon (3. ábra).

3. ábra: $f\left(x\right)=x^(2n-1)$ függvény grafikonja

Hatványfüggvény egész kitevővel

Először bemutatjuk az egész kitevővel rendelkező fok fogalmát.

3. definíció

A $n$ egész kitevővel rendelkező $a$ valós szám mértékét a következő képlet határozza meg:

4. ábra

Tekintsünk most egy hatványfüggvényt egész kitevővel, annak tulajdonságait és grafikonját.

4. definíció

$f\left(x\right)=x^n$ ($n\in Z)$ egész kitevőjű hatványfüggvénynek nevezzük.

Ha a fokszám nagyobb nullánál, akkor egy természetes kitevővel rendelkező hatványfüggvény esetéhez jutunk. Fentebb már tárgyaltuk. $n=0$ esetén egy $y=1$ lineáris függvényt kapunk. Megfontolását az olvasóra bízzuk. Továbbra is figyelembe kell venni egy negatív egész kitevővel rendelkező hatványfüggvény tulajdonságait

Negatív egész kitevővel rendelkező hatványfüggvény tulajdonságai

    A hatókör: $\left(-\infty ,0\right)(0,+\infty)$.

    Ha a kitevő páros, akkor a függvény páros, ha páratlan, akkor a függvény páratlan.

    $f(x)$ folytonos a teljes definíciós tartományon.

    Értéktartomány:

    Ha a kitevő páros, akkor $(0,+\infty)$, ha páratlan, akkor $\left(-\infty ,0\right)(0,+\infty)$.

    Ha a kitevő páratlan, a függvény a következőképpen csökken: $x\in \left(-\infty ,0\right)(0,+\infty)$. Páros kitevő esetén a függvény $x\in (0,+\infty)$ értékkel csökken. és a következővel nő: $x\in \left(-\infty ,0\right)$.

    $f(x)\ge 0$ a teljes tartományban

A hatványfüggvény y=x n alakú függvény (olvasható, hogy y egyenlő x-szel n hatványával), ahol n egy adott szám. A hatványfüggvények sajátos esetei az y=x, y=x 2, y=x 3, y=1/x és sok más formájú függvények. Beszéljünk részletesebben mindegyikről.

Lineáris függvény y=x 1 (y=x)

A grafikon egy egyenes, amely az Ox tengely pozitív irányával 45 fokos szöget bezár a ponton (0; 0).

A diagram lent látható.

A lineáris függvény alapvető tulajdonságai:

  • A függvény növekszik, és az egész szám tengelyén van meghatározva.
  • Nincs maximum és minimum értéke.

Másodfokú függvény y=x 2

A másodfokú függvény grafikonja egy parabola.

A másodfokú függvény alapvető tulajdonságai:

  • 1. Ha x=0, y=0, és y>0 ha x0
  • 2. A másodfokú függvény a csúcsánál éri el minimális értékét. Ymin x=0-nál; Azt is meg kell jegyezni, hogy a függvény maximális értéke nem létezik.
  • 3. A függvény az intervallumon csökken (-∞; 0] és növekszik a ) intervallumon.