Степенные функции – что это такое, виды, свойства, примеры читать статью онлайн

Степенная функция, ее свойства и графики

Формулы со степенной функцией

На области определения степенной функции y = x p имеют место следующие формулы:
; ;
;
; ;
; ;
; .

Свойства степенных функций и их графики

Далее мы рассматриваем степенную функцию
y ( x ) = x p .

Степенная функция с показателем равным нулю, p = 0

Если показатель степенной функции y = x p равен нулю, p = 0 , то степенная функция определена для всех x ≠ 0 и является постоянной, равной единице:
y = x p = x 0 = 1, x ≠ 0 .

Степенная функция с натуральным нечетным показателем, p = n = 1, 3, 5, .

Рассмотрим степенную функцию y = x p = x n с натуральным нечетным показателем степени n = 1, 3, 5, . . Такой показатель также можно записать в виде: n = 2k + 1 , где k = 0, 1, 2, 3, . – целое не отрицательное. Ниже представлены свойства и графики таких функций.

График степенной функции y = x n с натуральным нечетным показателем при различных значениях показателя степени n = 1, 3, 5, . .

Область определения: –∞
Множество значений: –∞
Четность: нечетная, y(–x) = – y(x)
Монотонность: монотонно возрастает
Экстремумы: нет
Выпуклость:
при –∞ выпукла вверх
при 0 выпукла вниз
Точки перегибов: x = 0, y = 0
Точки пересечения с осями координат: x = 0, y = 0
Пределы:
;
Частные значения:
при x = –1,
y(–1) = (–1) n ≡ (–1) 2k+1 = –1
при x = 0, y(0) = 0 n = 0
при x = 1, y(1) = 1 n = 1
Обратная функция:
при n = 1 , функция является обратной к самой себе: x = y
при n ≠ 1 , обратной функцией является корень степени n :

Степенная функция с натуральным четным показателем, p = n = 2, 4, 6, .

Рассмотрим степенную функцию y = x p = x n с натуральным четным показателем степени n = 2, 4, 6, . . Такой показатель также можно записать в виде: n = 2k , где k = 1, 2, 3, . – натуральное. Свойства и графики таких функций даны ниже.

График степенной функции y = x n с натуральным четным показателем при различных значениях показателя степени n = 2, 4, 6, . .

Область определения: –∞
Множество значений: 0 ≤ y
Четность: четная, y(–x) = y(x)
Монотонность:
при x ≤ 0 монотонно убывает
при x ≥ 0 монотонно возрастает
Экстремумы: минимум, x = 0, y = 0
Выпуклость: выпукла вниз
Точки перегибов: нет
Точки пересечения с осями координат: x = 0, y = 0
Пределы:
;
Частные значения:
при x = –1 , y(–1) = (–1) n ≡ (–1) 2k = 1
при x = 0, y(0) = 0 n = 0
при x = 1, y(1) = 1 n = 1
Обратная функция:
при n = 2 , квадратный корень:
при n ≠ 2 , корень степени n :

Степенная функция с целым отрицательным показателем, p = n = -1, -2, -3, .

Рассмотрим степенную функцию y = x p = x n с целым отрицательным показателем степени n = -1, -2, -3, . . Если положить n = –k , где k = 1, 2, 3, . – натуральное, то ее можно представить в виде:

График степенной функции y = x n с целым отрицательным показателем при различных значениях показателя степени n = -1, -2, -3, . .

Нечетный показатель, n = -1, -3, -5, .

Ниже представлены свойства функции y = x n с нечетным отрицательным показателем n = -1, -3, -5, . .

Область определения: x ≠ 0
Множество значений: y ≠ 0
Четность: нечетная, y(–x) = – y(x)
Монотонность: монотонно убывает
Экстремумы: нет
Выпуклость:
при x : выпукла вверх
при x > 0 : выпукла вниз
Точки перегибов: нет
Точки пересечения с осями координат: нет
Знак:
при x
при x > 0, y > 0
Пределы:
; ; ;
Частные значения:
при x = –1, y(–1) = (–1) n = –1
при x = 1, y(1) = 1 n = 1
Обратная функция:
при n = –1 ,
при n ,

Читайте также:
Правило Лопиталя для вычисления пределов, примеры с подробным решением
Четный показатель, n = -2, -4, -6, .

Ниже представлены свойства функции y = x n с четным отрицательным показателем n = -2, -4, -6, . .

Область определения: x ≠ 0
Множество значений: y > 0
Четность: четная, y(–x) = y(x)
Монотонность:
при x : монотонно возрастает
при x > 0 : монотонно убывает
Экстремумы: нет
Выпуклость: выпукла вниз
Точки перегибов: нет
Точки пересечения с осями координат: нет
Знак: y > 0
Пределы:
; ; ;
Частные значения:
при x = –1, y(–1) = (–1) n = 1
при x = 1, y(1) = 1 n = 1
Обратная функция:
при n = –2 ,
при n ,

Степенная функция с рациональным (дробным) показателем

Рассмотрим степенную функцию y = x p с рациональным (дробным) показателем степени , где n – целое, m > 1 – натуральное. Причем, n, m не имеют общих делителей.

Знаменатель дробного показателя – нечетный

Пусть знаменатель дробного показателя степени нечетный: m = 3, 5, 7, . . В этом случае, степенная функция x p определена как для положительных, так и для отрицательных значений аргумента x . Рассмотрим свойства таких степенных функций, когда показатель p находится в определенных пределах.

Показатель p отрицательный, p m = 3, 5, 7, . ) меньше нуля: .

Графики степенных функций с рациональным отрицательным показателем при различных значениях показателя степени , где m = 3, 5, 7, . – нечетное.

Нечетный числитель, n = -1, -3, -5, .

Приводим свойства степенной функции y = x p с рациональным отрицательным показателем , где n = -1, -3, -5, . – нечетное отрицательное целое, m = 3, 5, 7 . – нечетное натуральное.

Область определения: x ≠ 0
Множество значений: y ≠ 0
Четность: нечетная, y(–x) = – y(x)
Монотонность: монотонно убывает
Экстремумы: нет
Выпуклость:
при x : выпукла вверх
при x > 0 : выпукла вниз
Точки перегибов: нет
Точки пересечения с осями координат: нет
Знак:
при x
при x > 0, y > 0
Пределы:
; ; ;
Частные значения:
при x = –1, y(–1) = (–1) n = –1
при x = 1, y(1) = 1 n = 1
Обратная функция:

Четный числитель, n = -2, -4, -6, .

Свойства степенной функции y = x p с рациональным отрицательным показателем , где n = -2, -4, -6, . – четное отрицательное целое, m = 3, 5, 7 . – нечетное натуральное.

Область определения: x ≠ 0
Множество значений: y > 0
Четность: четная, y(–x) = y(x)
Монотонность:
при x : монотонно возрастает
при x > 0 : монотонно убывает
Экстремумы: нет
Выпуклость: выпукла вниз
Точки перегибов: нет
Точки пересечения с осями координат: нет
Знак: y > 0
Пределы:
; ; ;
Частные значения:
при x = –1, y(–1) = (–1) n = 1
при x = 1, y(1) = 1 n = 1
Обратная функция:

Показатель p положительный, меньше единицы, 0

График степенной функции с рациональным показателем ( 0 ) при различных значениях показателя степени , где m = 3, 5, 7, . – нечетное.

Нечетный числитель, n = 1, 3, 5, .

Представлены свойства степенной функции y = x p с рациональным показателем , находящимся в пределах 0 , где n = 1, 3, 5, . – нечетное натуральное, m = 3, 5, 7 . – нечетное натуральное.

Читайте также:
Правильный треугольник определение, основные свойства и признаки

Область определения: –∞
Множество значений: –∞
Четность: нечетная, y(–x) = – y(x)
Монотонность: монотонно возрастает
Экстремумы: нет
Выпуклость:
при x : выпукла вниз
при x > 0 : выпукла вверх
Точки перегибов: x = 0, y = 0
Точки пересечения с осями координат: x = 0, y = 0
Знак:
при x
при x > 0, y > 0
Пределы:
;
Частные значения:
при x = –1, y(–1) = –1
при x = 0, y(0) = 0
при x = 1, y(1) = 1
Обратная функция:

Четный числитель, n = 2, 4, 6, .

Представлены свойства степенной функции y = x p с рациональным показателем , находящимся в пределах 0 , где n = 2, 4, 6, . – четное натуральное, m = 3, 5, 7 . – нечетное натуральное.

Область определения: –∞
Множество значений: 0 ≤ y
Четность: четная, y(–x) = y(x)
Монотонность:
при x : монотонно убывает
при x > 0 : монотонно возрастает
Экстремумы: минимум при x = 0, y = 0
Выпуклость: выпукла вверх при x ≠ 0
Точки перегибов: нет
Точки пересечения с осями координат: x = 0, y = 0
Знак: при x ≠ 0, y > 0
Пределы:
;
Частные значения:
при x = –1, y(–1) = 1
при x = 0, y(0) = 0
при x = 1, y(1) = 1
Обратная функция:

Показатель p больше единицы, p > 1

График степенной функции с рациональным показателем ( p > 1 ) при различных значениях показателя степени , где m = 3, 5, 7, . – нечетное.

Нечетный числитель, n = 5, 7, 9, .

Свойства степенной функции y = x p с рациональным показателем, большим единицы: 1″ style=”width:95px;height:36px;vertical-align:-20px;background-position:-346px -53px”> . Где n = 5, 7, 9, . – нечетное натуральное, m = 3, 5, 7 . – нечетное натуральное.

Область определения: –∞
Множество значений: –∞
Четность: нечетная, y(–x) = – y(x)
Монотонность: монотонно возрастает
Экстремумы: нет
Выпуклость:
при –∞ выпукла вверх
при 0 выпукла вниз
Точки перегибов: x = 0, y = 0
Точки пересечения с осями координат: x = 0, y = 0
Пределы:
;
Частные значения:
при x = –1, y(–1) = –1
при x = 0, y(0) = 0
при x = 1, y(1) = 1
Обратная функция:

Четный числитель, n = 4, 6, 8, .

Свойства степенной функции y = x p с рациональным показателем, большим единицы: 1″ style=”width:95px;height:36px;vertical-align:-20px;background-position:-346px -53px”> . Где n = 4, 6, 8, . – четное натуральное, m = 3, 5, 7 . – нечетное натуральное.

Область определения: –∞
Множество значений: 0 ≤ y
Четность: четная, y(–x) = y(x)
Монотонность:
при x монотонно убывает
при x > 0 монотонно возрастает
Экстремумы: минимум при x = 0, y = 0
Выпуклость: выпукла вниз
Точки перегибов: нет
Точки пересечения с осями координат: x = 0, y = 0
Пределы:
;
Частные значения:
при x = –1, y(–1) = 1
при x = 0, y(0) = 0
при x = 1, y(1) = 1
Обратная функция:

Знаменатель дробного показателя – четный

Пусть знаменатель дробного показателя степени четный: m = 2, 4, 6, . . В этом случае, степенная функция x p не определена для отрицательных значений аргумента. Ее свойства совпадают со свойствами степенной функции с иррациональным показателем (см. следующий раздел).

Степенная функция с иррациональным показателем

Рассмотрим степенную функцию y = x p с иррациональным показателем степени p . Свойства таких функций отличаются от рассмотренных выше тем, что они не определены для отрицательных значений аргумента x . Для положительных значений аргумента, свойства зависят только от величины показателя степени p и не зависят от того, является ли p целым, рациональным или иррациональным.

Читайте также:
Формулы площадей всех фигур

Графики степенной функции y = x p при различных значениях показателя p .

Степенная функция с отрицательным показателем p x > 0
Множество значений: y > 0
Монотонность: монотонно убывает
Выпуклость: выпукла вниз
Точки перегибов: нет
Точки пересечения с осями координат: нет
Пределы: ;
Частное значение: При x = 1, y(1) = 1 p = 1
Степенная функция с положительным показателем p > 0
Показатель меньше единицы 0 x ≥ 0
Множество значений: y ≥ 0
Монотонность: монотонно возрастает
Выпуклость: выпукла вверх
Точки перегибов: нет
Точки пересечения с осями координат: x = 0, y = 0
Пределы:
Частные значения: При x = 0, y(0) = 0 p = 0 .
При x = 1, y(1) = 1 p = 1
Показатель больше единицы p > 1

Область определения: x ≥ 0
Множество значений: y ≥ 0
Монотонность: монотонно возрастает
Выпуклость: выпукла вниз
Точки перегибов: нет
Точки пересечения с осями координат: x = 0, y = 0
Пределы:
Частные значения: При x = 0, y(0) = 0 p = 0 .
При x = 1, y(1) = 1 p = 1

Использованная литература:
И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев, Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов, «Лань», 2009.

Автор: Олег Одинцов . Опубликовано: 12-08-2014 Изменено: 14-12-2018

Степенная функция и ее свойства

называется степенной функцией с натуральным показателем.

При n=1 получаем функцию вида у = х

Рассмотрим свойства функции у = kx :

  1. Область определения — D(f)=(-∞; +∞).
  2. Область значения — E(f)=(0; +∞).
  3. Нечетная, так как f( — kх) = k ( — х)= — kx = -f(x)
  4. При k > 0 функция возрастает, а при k функция убывает на всей числовой прямой.

График линейной функции y=x

При n=2 получаем функцию вида у = х 2 — эта функция называется параболой.

Рассмотрим свойства функции у =х 2 :

  1. Область определения — D(f)=(-∞; +∞).
  2. Область значения E(f) y∈[0; +∞) .
  3. Чётная, так как f( — х) = ( — x) 2 = x 2 = f (х)
  4. На промежутке (—∞; 0] функция убывает, а на промежутке [0; +∞) функция возрастает.
  5. Корень x=0
  6. Экстремумы функции — min при x=0.

График параболы y=x 2

При n=3 получаем функцию вида у = х 3 — эта функция называется кубической параболой.

Рассмотрим свойства функции у = х 3 :

  1. Область определения — D(f)=(-∞; +∞).
  2. Область значения — E(f)=(-∞; +∞).
  3. Нечётная, так как f( — х) = ( — x) 3 = —x 3 = —f (х)
  4. Функция возрастает на всей числовой прямой.
  5. Корень x=0
  6. Экстремумов нет.

График кубической параболы y=x 3

Если n>2 и произвольное четное натуральное число (n=4, 6, 8,… .), то степенная функция обладает теми же свойствами, что и функция у=х 2 и график функции напоминает параболу.

Если n>3 и произвольное нечетное натуральное число (n=5, 7, 9,… .), то степенная функция обладает теми же свойствами, что и функция у=х 3 и график функции напоминает кубическую параболу.

Читайте также:
Определитель матрицы свойства, методы и способы вычисления, разложение

Степенная функция с целым отрицательным показателем.

Степенная функция вида:

называется степенной функцией с целым отрицательным показателем.

Рассмотрим функции при n=1 и n=2 .

При n=1 получаем функцию вида $y = frac$ — эта функция называется гиперболой.

Рассмотрим свойства функции $y = frac$:

  1. Область определения — D(f)=(-∞; 0)∪(0; +∞).
  2. Область значения — E(f)=(-∞; 0)∪(0; +∞).
  3. Нечётная, так как f( — х) = k/( — x) = —k/x = —f (х)
  4. При k > 0 на промежутке (-∞; 0)∪(0; +∞) функция убывает, а при k на промежутке (-∞; 0)∪(0; +∞) функция возрастает.
  5. Экстремумов нет.

График гиперболы $y = frac<1>$

При n=2 и k=1 получаем функцию вида $y = frac<1><<>>$ .

Рассмотрим свойства функции $y = frac<1><<>>$:

  1. Область определения — D(f)=(-∞; 0)∪(0; +∞).
  2. Область значения — E(f)=(0; +∞).
  3. Чётная.
  4. Функция убывает на промежутке (0; +∞) и возрастает на промежутке (-∞; 0) .

График функции $y = frac<1><<>>$

Рассмотрим элементарную функцию с корнем $y = sqrt x $

Свойства функции $y = sqrt x $:

  1. Область определения — D(f)=[0; +∞).
  2. Область значения — E(f)=[0; +∞).
  3. Функция ни чётная, ни нечётная.
  4. Функция возрастает на [0; +∞) .
  5. Экстремумов нет.
  6. Корень x=0
  7. Экстремумы функции — min при x=0.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 4.3 / 5. Количество оценок: 19

Алгебра и начала математического анализа. 10 класс

Конспект урока

Алгебра и начала математического анализа, 10 класс

Урок №18. Степенная функция. Дробно-линейная функция.

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме

1) понятие степенной функции;

2) основные свойства функций и ;

3) понятия взаимно обратной и дробно- линейной функций;

4) особенности построения графика дробно-линейной функции.

Глоссарий по теме

Определение. Функция вида , где n- любое действительное число, называют степенной функцией.

Определение. Функцию y=f(x), x∈X называют обратимой, если любое своё значение она принимает только в одной точке множества X (иными словами, если разным значениям аргумента соответствуют разные значения функции).

Основная литература:

Колягин Ю.М., Ткачева М.В, Федорова Н.Е. и др., под ред. Жижченко А.Б. Алгебра и начала математического анализа (базовый и профильный уровни) 10 кл. – М.: Просвещение, 2014.

Дополнительная литература:

Шабунин М.И., Ткачева М.В., Федорова Н.Е. Дидактические материалы Алгебра и начала математического анализа (базовый и профильный уровни) 10 кл. – М.: Просвещение, 2017.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Определение. Функция вида у=х n , где n- любое действительное число, называют степенной функцией.

С некоторыми из таких функций вы уже познакомились в курсе алгебры 7-9 классов Это, например, функции у=х 1 =х, у=х 2 , у=х 3 . При произвольном натуральном n графики и свойства функции у=х n аналогичны известным графикам и свойствам указанных функций.

Читайте также:
Площадь пирамиды определение, свойства усеченной и правильной фигуры

Если показатель степени n — натуральное число, то степенная функция задаётся формулой y=x n .

При n=1, y=x 1 или y=x — прямая (Рисунок 1).

Рисунок 1 – график функции y=x 1

При n=2, y=x 2 — парабола.

При n=3, y=x 3 — кубическая парабола.

График степенной функции y=x n , где n — чётное число (4,6,8. ), принимает вид параболы.

Рисунок 2 – график функции y=x n , где n — чётное число

График степенной функции y=x n , где n — нечётное число (5,7,9. ), принимает вид кубической параболы.

Рисунок 3 – график функции y=x n , где n — нечётное число

Если показатель степени — целое отрицательное число, то степенная функция задаётся формулой y=x −n или y=1/x n .

График степенной функции y=x −n , в случае, когда n — чётное число (4,6,8. ), принимает вид:

Рисунок 4 – график функции y=x −n , при n — чётное число

Например, такой вид принимают графики функций y=x −4 ,y=x −8 .

График степенной функции y=x −n , в случае, когда n — нечётное число (5,7,9. ), принимает вид гиперболы:

Рисунок 5 – график функции y=x −n , при n — нечётное число

Например, такой вид принимают графики функций y=x −5 ,y=x −11 .

Функции такого вида называются дробно-линейными.

Рассмотрим графики степенных функций y=x m/n с положительным дробным показателем m/n.

1. Степенная функция , где > неправильная дробь (числитель больше знаменателя).

График — ветвь параболы:

Рисунок 6 – , где

Свойства функции , где

3. не является ни чётной, ни нечётной;

4. возрастает при x∈[0;+∞);

5. не имеет наибольшего значения, yнаим=0;

6. не ограничена сверху, ограничена снизу;

7. выпукла вниз;

8. непрерывна.

2. Степенная функция , где правильная дробь (числитель меньше знаменателя).

Рисунок 7 – функция , где

Свойства функции , где

3. не является ни чётной, ни нечётной;

4. возрастает при x∈[0;+∞);

5. не имеет наибольшего значения, yнаим=0;

6. не ограничена сверху, ограничена снизу;

7. выпукла вверх;

8. непрерывна.

Рассмотрим степенные функции с отрицательным дробным показателем степени

График — ветвь гиперболы.

Рисунок 8 – функция

График имеет горизонтальную асимптоту у=0 и вертикальную асимптоту х=0.

Свойства функции .

3. не является ни чётной, ни нечётной;

4. убывает при x∈(0;+∞);

5. не имеет ни наибольшего, ни наименьшего значения;

6. не ограничена сверху, ограничена снизу;

7. выпукла вниз;

8. непрерывна.

Итак, на основании всего вышеперечисленного, можно сделать вывод в виде таблицы:

Читайте также:
Объем цилиндра определение, формулы расчета через диаметр и площадь

Таблица 1 – вывод

Рассмотрим еще одну функцию.

Определение. Функцию y=f(x), x∈X называют обратимой, если любое своё значение она принимает только в одной точке множества X (иными словами, если разным значениям аргумента соответствуют разные значения функции).

Если функция y=f(x), x∈X монотонна на множестве X, то она обратима.

Если функция y=f(x) возрастает (убывает) на множестве X, а Y – область значений функции, то обратная функция x=f −1 (y),y∈Y возрастает (убывает) на множестве Y.

Точки M(a;b) и P(b;a) симметричны относительно прямой y=x.

Нахождение формулы для функции, обратной данной

Пользуясь формулой y=f(x), следует выразить x через y, а в полученной формуле x=g(y) заменить x на y, а y на x.

Дана функция y=x 2 , x∈[0;+∞). Найти обратную функцию.

Заданная функция возрастает на промежутке [0;+∞), значит, она имеет обратную функцию. Из уравнения y=x 2 находим: или . Промежутку [0;+∞) принадлежат лишь значения функции . Это и есть обратная функция, которая определена на промежутке [0;+∞).

Поменяв местами x и y, получим: , x∈[0;+∞). График этой функции получается из графика функции y=x 2 , x∈[0;+∞) с помощью симметрии относительно прямой y=x.

Рисунок 9 – график функции, обратной y=x 2

Разборы и примеры решения заданий тренировочного модуля

Изобразите схематически график функции

Графиком данной функции является гипербола.

Степенная функция

Степенны́ми называют функции вида x α , где α может быть целым, дробным, положительным или отрицательным. К ним относятся всем знакомая линейная функция y = kx + b, квадратичная парабола y = x 2 (в общем виде: y = ax 2 + bx + c), кубическая парабола y = x 3 . Степенными являются также гипербола , которую можно представить как y = x −1 , функция (ведь ), и многие другие.

Расскажем подробно об этих функциях и их графиках.

1. Линейная функция y = kx + b. График — прямая линия. Для её построения достаточно двух точек.

Если k > 0, линейная функция возрастает. Чем больше k, тем круче идет график. Число k называется угловым коэффициентом прямой и равно тангенсу угла наклона этой прямой к положительному направлению оси X:

Если k 2 + bx + c мы уже рассказывали.

Кратко повторим основные моменты:

– Если a > 0, ветви параболы направлены вверх. Если a 2 + bx + c = 0. Если корней нет (дискриминант уравнения меньше нуля), парабола не пересекает ось X.

– Точку пересечения параболы с осью Y находим, подставив в её уравнение x = 0.

3. На рисунках функции y = x 3 (кубическая парабола), y = x 4 и y = x 5 .

4. Заметим, что между функциями y = x 2 и y = x 4 есть определенное сходство. Оба этих графика симметричны относительно оси Y. Такие функции называются чётными.

Определение. Функция y = f(x) называется чётной, если:
1) область определения функции симметрична относительно нуля;
2) для каждого x из области определения выполняется равенство f(−x) = f(x).

Читайте также:
Уравнение биссектрисы треугольника по координатам вершин - формула

Графики функций y = x 3 и y = x 5 симметричны относительно начала координат. Эти функции — нечётные.

Определение. Функция y = f(x) называется нечётной, если:
1) область определения функции симметрична относительно нуля;
2) для каждого x из области определения выполняется равенство f(-x) = -f(x).

Очевидно, функция y = x α является чётной при чётных значениях α и нечётной при нечётных α.

5. Функция (гипербола) также относится к степенным. Ведь . Поскольку знаменатель не должен обращаться в ноль, эта функция не определена при x = 0. Гипербола является нечётной функцией. Её график симметричен относительно начала координат.

6. Построим график функции .

Выражение определено при x ≥ 0, поэтому область определения функции — все неотрицательные числа.

Кроме того, принимает только неотрицательные значения, поскольку ≥ 0.

Мы используем эти свойства при решении уравнений и неравенств. Уравнение вида имеет смысл только при f(x) ≥ 0 и g(x) ≥ 0. Это его область допустимых значений.

Существуют вопросы, ставящие в тупик почти любого абитуриента. Например, чему равен ?

Правильный ответ:

Запомните это. Проверить легко: возьмём, например, a = −2.

Изобразим на одном графике параболу y = x 2 и функцию .

Сейчас нас интересует правая ветвь параболы, при x ≥ 0. Мы видим, что эта часть параболы и график функции словно нарисованы по одному шаблону, по-разному расположенному в координатной плоскости. Они симметричны относительно прямой y = x. То, что для одной из них — область определения, для другой — область значений.

Напомним, что такие функции называются взаимно-обратными. Подробно об этом можно прочитать в статье «Логарифмическая функция»).

7. Легко убедиться, что функция является обратной к функции y = x 3

Степенная функция

Вы будете перенаправлены на Автор24

Для удобства рассмотрения степенной функции будем рассматривать 4 отдельных случая: степенная функция с натуральным показателем, степенная функция с целым показателем, степенная функция с рациональным показателем и степенная функция с иррациональным показателем.

Степенная функция с натуральным показателем

Для начала введем понятие степени с натуральным показателем.

Степенью действительного числа $a$ с натуральным показателем $n$ называется число, равное произведению $n$ множителей, каждый из которых равняется числу $a$.

$a$ – основание степени.

$n$ – показатель степени.

Рассмотрим теперь степенную функцию с натуральным показателем, её свойства и график.

$fleft(xright)=x^n$ ($nin N)$ называется степенной функцией с натуральным показателем.

Для дальнейшего удобства рассмотрим отдельно степенную функцию с четным показателем $fleft(xright)=x^<2n>$ и степенную функцию с нечетным показателем $fleft(xright)=x^<2n-1>$ ($nin N)$.

Свойства степенной функции с натуральным четным показателем

Область определения — все действительные числа.

$f(x)$ – непрерывна на всей области определения.

Читайте также:
Что такое синус (sin) график, производная, таблица значений, свойства синуса

Область значения — $[0,+infty )$.

Функция убывает, при $xin (-infty ,0)$ и возрастает, при $xin (0,+infty )$.

$f(x)ge 0$ на всей области определения

Функция выпукла на всей области определения.

Поведение на концах области определения:

Рисунок 2. График функции $fleft(xright)=x^<2n>$

Готовые работы на аналогичную тему

Свойства степенной функции с натуральным нечетным показателем

Область определения — все действительные числа.

$f(x)$ – непрерывна на всей области определения.

Область значения — все действительные числа.

Функция возрастает на всей области определения.

$fleft(xright)0$, при $xin (0,+infty )$.

[2left(2n-1right)left(n-1right)cdot x^<2n-3>=0] [x=0]

Функция вогнута, при $xin (-infty ,0)$ и выпукла, при $xin (0,+infty )$.

Рисунок 3. График функции $fleft(xright)=x^<2n-1>$

Степенная функция с целым показателем

Для начала введем понятие степени с целым показателем.

Степень действительного числа $a$ c целым показателем $n$ определяется формулой:

Рассмотрим теперь степенную функцию с целым показателем, её свойства и график.

$fleft(xright)=x^n$ ($nin Z)$ называется степенной функцией с целым показателем.

Если степень больше нуля, то мы приходим к случаю степенной функции с натуральным показателем. Его мы уже рассмотрели выше. При $n=0$ мы получим линейную функцию $y=1$. Её рассмотрение оставим читателю. Осталось рассмотреть свойства степенной функции с отрицательным целым показателем

Свойства степенной функции с отрицательным целым показателем

Область определения — $left(-infty ,0right)(0,+infty )$.

Если показатель четный, то функция четна, если нечетный, то функция нечетна.

$f(x)$ – непрерывна на всей области определения.

Если показатель четный, то $(0,+infty )$, если нечетный, то $left(-infty ,0right)(0,+infty )$.

При нечетном показателе функция убывает, при $xin left(-infty ,0right)(0,+infty )$. При четном показателе функция убывает при $xin (0,+infty )$. и возрастает, при $xin left(-infty ,0right)$.

$f(x)ge 0$ на всей области определения

Степенная функция с рациональным и иррациональным показателем

Степень действительного числа $a$ c рациональным показателем $n$ определяется формулой:

$fleft(xright)=x^r$ ($rin Q)$ называется степенной функцией с рациональным показателем.

Степень положительного числа $a$ c иррациональным показателем $alpha $ называется выражение вида $a^$, значение которого равно пределу последовательности $a^<_0>, a^<_1>, a^<_2>,dots $, где $_0, _1,_2$ последовательные десятичные приближения иррационального числа $alpha $.

$fleft(xright)=x^r$ ($rin J)$ называется степенной функцией с иррациональным показателем.

Приведем графики степенных функций с рациональным и иррациональным показателем (рис. 5). Рассмотреть, аналогично, свойства этих функции оставим читателю.

Рисунок 6. График функции $fleft(xright)=x^r$

Степенная функция, ее свойства и график

Преобразование графиков функции

Содержание:

1. Степенная функция, ее свойства и график;

– Симметрия относительно осей координат;

Читайте также:
Подобные треугольники признаки подобия, свойства, теоремы об отношении площадей

– Симметрия относительно начала координат;

– Симметрия относительно прямой y = x;

– Растяжение и сжатие вдоль осей координат.

3. Показательная функция, ее свойства и график, аналогичные преобразования;

5. Тригонометрическая функция, ее свойства и график, аналогичные преобразования (y = sin x; y = cos x; y = tg x);

Функция: y = xn – ее свойства и график.

Степенная функция, ее свойства и график

y = x, y = x 2 , y = x 3 , y = 1/x и т. д. Все эти функции являются частными случаями степенной функции, т. е. функции y = x p , где p – заданное действительное число.
Свойства и график степенной функции существенно зависит от свойств степени с действительным показателем, и в частности от того, при каких значениях x и p имеет смысл степень x p . Перейдем к подобному рассмотрению различных случаев в зависимости от
показателя степени p.

  1. Показатель p = 2n – четное натуральное число.

В этом случае степенная функция y = x 2n , где n – натуральное число, обладает следующими свойствами:

  • область определения – все действительные числа, т. е. множество R;
  • множество значений – неотрицательные числа, т. е. y больше или равно 0;
  • функция y = x 2n четная, так как x 2n = (-x) 2n
  • функция является убывающей на промежутке x 0.

График функции y = x 2n имеет такой же вид, как например график функции y = x 4 .

2. Показатель p = 2n – 1 – нечетное натуральное число

В этом случае степенная функция y = x 2n-1 , где натуральное число, обладает следующими свойствами:

  • область определения – множество R;
  • множество значений – множество R;
  • функция y = x 2n-1 нечетная, так как (-x) 2n-1 = x 2n-1 ;
  • функция является возрастающей на всей действительной оси.

График функции y = x 2n-1 имеет такой же вид, как, например, график функции y = x 3 .

3. Показатель p = -2n, где n – натуральное число.

В этом случае степенная функция y = x -2n = 1/x 2n обладает следующими свойствами:

  • область определения – множество R, кроме x = 0;
  • множество значений – положительные числа y>0;
  • функция y = 1/x 2n четная, так как 1/(-x) 2n = 1/x 2n ;
  • функция является возрастающей на промежутке x0.

График функции y = 1/x 2n имеет такой же вид, как, например, график функции y = 1/x 2 .

4. Показатель p = -(2n-1), где n – натуральное число.
В этом случае степенная функция y = x -(2n-1) обладает следующими свойствами:

  • область определения – множество R, кроме x = 0;
  • множество значений – множество R, кроме y = 0;
  • функция y = x -(2n-1) нечетная, так как (-x) -(2n-1) = –x -(2n-1) ;
  • функция является убывающей на промежутках x 0.

График функции y = x -(2n-1) имеет такой же вид, как, например, график функции y = 1/x 3 .

Коллинеарные вектора

Два вектора называются коллинеа́рными, если они лежат на параллельных прямых или на одной прямой. Допусти́м, но не рекомендуется, синоним — «параллельные» векторы. Коллинеарные векторы могут быть одинаково направлены («сонаправлены») или противоположно направлены (в последнем случае их иногда называют «антиколлинеарными» или «антипараллельными»).

Читайте также:
Выделение полного квадрата многочлена формулы выделения квадратов

Содержание

Обозначения

  • Коллинеарные векторы:
  • Сонаправленные векторы:
  • Противоположно направленные векторы:

Свойства коллинеарности

Пусть — векторы пространства . Тогда верны следующие утверждения:

  • Коллинеарность — отношение эквивалентности, то есть оно:
    1. рефлексивно:
    2. симметрично:
    3. транзитивно:
  • Нулевой вектор коллинеарен любому вектору:
  • Скалярное произведение коллинеарных векторов равно произведению длин векторов (взятых со знаком «-», если векторы противоположно направлены)
  • Векторное произведение коллинеарных векторов . Это критерий коллинеарности двух векторов.
  • Коллинеарные векторы линейно зависимы. Это тоже критерий коллинеарности.
  • Существует действительное число такое, что для коллинеарных и , за исключением особого случая . Это переформулировка предыдущего свойства и тоже критерий коллинеарности.
  • На плоскости 2 неколлинеарных вектора образуют базис. Это значит, что любой вектор можно представить в виде: . Тогда будут координатами в данном базисе.

Другие объекты

Выше описанные критерии коллинеарности позволяют определить это понятие для векторов, понимаемых не в геометрическом смысле (а, например, как элементы произвольного линейного пространства).

Иногда коллинеарными называют те точки (или другие объекты), которые лежат на (принадлежат) одной прямой.

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Коллинеарные векторы
  • Коллинз, Вильям

Полезное

Смотреть что такое “Коллинеарные вектора” в других словарях:

Коллинеарные векторы — Два вектора называются коллинеарными, если они лежат на параллельных прямых или на одной прямой. Допустим, но не рекомендуется, синоним «параллельные» векторы. Коллинеарные векторы могут быть одинаково направлены («сонаправлены») или… … Википедия

КОЛЛИНЕАРНЫЕ ВЕКТОРЫ — векторы, лежащие на одной прямой или на параллельных прямых. Для того чтобы два ненулевых вектора были коллинеарны, необходимо и достаточно, чтобы их координаты были пропорциональны. Нулевой вектор коллинеарен всякому вектору. Аналогично,… … Математическая энциклопедия

Коллинеарность — Два коллинеарных противоположно направленных вектора Два ненулевых (не равных 0) вектора называются … Википедия

Вектор — направленный отрезок прямой, или отрезок, один из концов которого называется началом вектора, а другой его концом. Различают: 1) коллинеарные векторы, лежащие на одной прямой или на параллельных прямых; 2) компланарные векторы, лежащие в одной… … Начала современного естествознания

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: