冪函式是什麼意思有什麼特性及性質

General 更新 2024年06月07日

  一般地以底數為自變數,冪為因變數,指數為常數的函式稱為冪函式。那麼你對冪函數了解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是冪函式,希望大家喜歡!

  冪函式的介紹

  例如函式y=x0 、y=x1、y=x2、y=x-1***注:y=x-1=1/x y=x0時x≠0***等都是冪函式。當α取非零的有理數時是比較容易理解的,而對於α取無理數時,初學者則不大容易理解了。因此,在初等函式裡,我們不要求掌握指數為無理數的問題,只需接受它作為一個已知事實即可,因為這涉及到實數連續性的極為深刻的知識。

  冪函式的性質

  冪函式的圖象一定會出現在第一象限內,一定不會出現在第四象限,至於是否出現在第二、三象限內,要看函式的奇偶性;冪函式的圖象最多隻能同時出現在兩個象限內;如果冪函式圖象與座標軸相交,則交點一定是原點.

  取正值

  當α>0時,冪函式y=xα有下列性質:

  a、影象都經過點***1,1******0,0***;

  b、函式的影象在區間[0,+∞***上是增函式;

  c、在第一象限內,α>1時,導數值逐漸增大;α=1時,導數為常數;0<α<1時,導數值逐漸減小,趨近於0;

  取負值

  當α<0時,冪函式y=xα有下列性質:

  a、影象都通過點***1,1***;

  b、影象在區間***0,+∞***上是減函式;***內容補充:若為X-2,易得到其為偶函式。利用對稱性,對稱軸是y軸,可得其影象在區間***-∞,0***上單調遞增。其餘偶函式亦是如此***

  c、在第一象限內,有兩條漸近線***即座標軸***,自變數趨近0,函式值趨近+∞,自變數趨近+∞,函式值趨近0。

  取零

  當α=0時,冪函式y=xa有下列性質:

  a、y=x0的影象是直線y=1去掉一點***0,1***。它的影象不是直線。***x=0時,函式值沒意義***

  冪函式的特性

  對於α的取值為非零有理數,有必要分成幾種情況來討論各自的特性:

  首先我們知道如果α=p/q,且p/q為既約分數***即p,q互質***,q和p都是整數,則x^***p/q***=q次根號下***x的p次方***,如果q是奇數,函式的定義域是R,如果q是偶數,函式的定義域是[0,+∞***。當指數α是負整數時,設α=-k,則y=1/***x^k***,顯然x≠0,函式的定義域是***-∞,0***∪***0,+∞***。因此可以看到x所受到的限制來源於兩點,一是有可能作為分母而不能是0,一是有可能在偶數次的根號下而不能為負數,那麼我們就可以知道:

  α小於0時,x不等於0;

  α的分母為偶數時,x不小於0;

  α的分母為奇數時,x取R。

  冪函式的定義域和值域

  冪函式的一般形式是y=xⁿ,其中,n可為任何實數,但中學階段僅研究n為有理數的情形,這時可表示為y=x^***m/k***,其中m∈Z,k∈N*,且m,k互質。特別,當k=1時為整數指數冪。

  ***1***當m,k都為正奇數時,如y=x,y=x³,y=x^***3/5***等,定義域、值域均為R,為奇函式;

  ***2***當m為負奇數,k為正奇數時,如y=x^***-1***=1/x,y=x^***-3***=1/x³,y=x^***-3/5***等,定義域、值域均為{x∈R|x≠0},也就是***-∞,0***∪***0,+∞***,為奇函式;

  ***3***當m為正奇數,k為正偶數時,如y=x^***1/2***,y=x^***3/4***等,定義域、值域均為[0,+∞***,為非奇非偶函式;

  ***4***當m為負奇數,k為正偶數時,如y=x^***-1/2***,y=x^***-3/4***等,定義域、值域均為***0,+∞***,為非奇非偶函式;

  ***5***當m為正偶數,k為正奇數時,如y=x²,y=x^***2/3***等,定義域為R、值域為[0,+∞***,為偶函式;

  ***6***當m為負偶數,k為正奇數時,如y=x^***-2***=1/x²,y=x^***-2/3***等,定義域為{x∈R|x≠0},也就是***-∞,0***∪***0,+∞***,值域為***0,+∞***,為偶函式。

  冪函式的特殊情況

  由於x大於0是對α的任意取值都有意義的,因此下面給出冪函式在各象限的各自情況。可以看到:

  ***1***所有的影象都通過***1,1***這點.***α≠0*** α>0時 圖象過點***

  特殊性***2***:冪函式的單調區間

  特殊性***2***:冪函式的單調區間

  0,0***和***1,1***。

  ***2***單調區間:

  當α為整數時,α的正負性和奇偶性決定了函式的單調性:

  ①當α為正奇數時,影象在定義域為R內單調遞增;

  ②當α為正偶數時,影象在定義域為第二象限內單調遞減,在第一象限內單調遞增;

  ③當α為負奇數時,影象在第一三象限各象限內單調遞減***但不能

  冪函式的單調區間***當a為分數時***

  冪函式的單調區間***當a為分數時***

  說在定義域R內單調遞減***;

  ④當α為負偶數時,影象在第二象限上單調遞增,在第一象限內單調遞減。

  當α為分數時,α的正負性和分母的奇偶性決定了函式的單調性:

  ①當α>0,分母為偶數時,函式在第一象限內單調遞增;

  ②當α>0,分母為奇數時,函式在第一、三象限各象限內單調遞增;

  ③當α<0,分母為偶數時,函式在第一象限內單調遞減;

  ④當α<0,分母為奇數時,函式在第一、三象限各象限內單調遞減***但不能說在定義域R內單調遞減***;

  ***3***當α>1時,冪函式圖形下凹***豎拋***;

  當0<α<1時,冪函式圖形上凸***橫拋***。

  當α<0時,影象為雙曲線。

  ***4***在***0,1***上,冪函式中α越大,函式影象越靠近x軸;在***1,﹢∞***上冪函式中α越大,函式影象越遠離x軸。

  ***5***當α<0時,α越小,圖形傾斜程度越大。

  ***6***顯然冪函式無界限。

  ***7***α=2n***n為整數***,該函式為偶函式 {x|x≠0}。


冪函式的特性

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