幂函数定义
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幂函数知识要点一.定义:形如y=x a(是常数)的函数,叫幂函数。
二.图象幂函数的图象和性质;由d取值不同而变化,如图如示:三.幂函数的性质:n>0时,(1)图象都通过点(0,0),(1,1)(2)在(0,+∞),函数随的增大而增大n<0时,(1)图象都通过(1,1)(2)在(0,+∞),函数随x的增加而减小(3)在第一象限内,图象向上与y轴无限地接近,向右与x轴无限地接近。
注意事项:1.判断幂函数的定义域的方法可概括为(对指数)“先看正负,是负去零,再看奇偶,是偶非负”2.根据幂函数的定义域,值域及指数特点画其图象。
函数位于第一象限的图象在“n>1”时,往上翘;0<n<1,往右拐;n<0向下滑。
四.例析:分析:底数分别不同而指数相同,可以看作是和。
两个幂函数,利用幂函数的单调性质去理解。
解:(1)(0,+∞)是递增的又∵1.1<1.4 ∴利用幂函数的性质比较数的大小。
例3.比较的大小。
分析:三个量比较大小,先考虑取值的符号。
启示:当直接比较大小难以进行时,可以考虑借助一些中间量特殊值,如0,1或其他数来解决。
分析:在指数运算中,注重运算顺序和灵活运用乘法合成。
启示:此处化简过程可与初中代数式的运算联系。
五.自测题:1.计算的值()2.下列命题中正确的是()A.当n=0时,函数y=x n的图象是一条直线B.幂函数的图象都经过(0,0),(1,1)两点C.若幂函数y=x n的图象关于原点对称,则y=x n在定义域内y随x的增大而增大D.幂函数的图象不可能在第四象限3.实数a,b满足0<c<b<1,则下列不等式正确的是()A.a b<ba B.a-b<b-b C.a-a<b-b D.b b<a a4.在幂函数y=x a,y=x b,y=x c,y=x d在第1象限的图象中(右图),的大小关系为()A.a>b>c>d B.d>b>c>a C.d>c>b>aD.b>c>d>a5.下列函数中是幂函数的是)6.设幂函数y=x n的图象经过(8,4),则函数y=x n的值域为_______。
幂函数与指数函数幂函数与指数函数是高等数学中的重要概念,它们在数学和实际问题中有广泛的应用。
本文将介绍幂函数和指数函数的定义、性质以及它们在不同领域的应用。
一、幂函数的定义与性质幂函数是指形如y = x^a的函数,其中x为自变量,a为常数。
幂函数的定义域为正实数集。
当a>0时,幂函数是严格递增的;当a<0时,幂函数是严格递减的。
特别地,当a=0时,幂函数为常函数。
幂函数的图像可以分为几种不同的情况。
当a>1时,幂函数的图像在原点处是水平右移的U形曲线,右侧逐渐变得陡峭;当0<a<1时,幂函数的图像在原点处是水平右移的倒U形曲线,右侧逐渐变得平缓;当a<0时,幂函数的图像在原点处是水平右移的S形曲线。
二、指数函数的定义与性质指数函数是指形如y = a^x的函数,其中a为底数,x为自变量。
指数函数的定义域为实数集。
当底数a>1时,指数函数是严格递增的;当0<a<1时,指数函数是严格递减的。
特别地,当底数a=1时,指数函数为常函数。
指数函数的图像也有几种不同的情况。
当底数a>1时,指数函数的图像在原点处是水平右移的U形曲线,右侧逐渐变得陡峭;当0<a<1时,指数函数的图像在原点处是水平右移的倒U形曲线,右侧逐渐变得平缓;当底数a<0时,指数函数的图像在原点处是水平右移的S形曲线。
三、幂函数与指数函数的应用1. 科学领域幂函数与指数函数在科学领域的应用非常广泛。
在物理学中,幂函数与指数函数可以描述天体运动、物体的增长规律等。
在化学中,幂函数与指数函数可用于描述化学反应速率、物质的衰变等。
2. 经济领域在经济学中,幂函数与指数函数常用于描述经济增长、人口增长等问题。
其中,指数函数可以用来描述指数增长,而幂函数则可以用来描述多项式增长。
3. 网络领域在网络传输中,幂函数与指数函数可以用于描述网络带宽的分配、传输速度的控制等问题。
指数函数在网络拓扑中也有广泛的应用,如指数递增的网络节点连接数量等。
幂函数的概念与性质幂函数是高中数学中的重要概念之一,它在数学领域拥有广泛的应用。
本文将介绍幂函数的基本概念和性质,帮助读者更好地理解和应用这一数学工具。
一、幂函数的概念幂函数是指形如f(x)=ax^n的函数,其中a和n为常数,n为指数。
其中,a称为底数,n称为指数。
这里要注意的是,底数a必须大于0且不等于1,指数n可以是任意实数。
幂函数在底数和指数的选择上具有很大的灵活性。
当n为正整数时,幂函数表现为递增或递减的特点,如f(x)=2x^3,其图像为一个开口向上的曲线;当n为负整数时,幂函数则表现为递减或递增的特点,如f(x)=\frac{1}{2}x^{-2},其图像为一个开口向下的曲线;当n为小数或分数时,幂函数则表现出递增或递减的平缓特点,如f(x)=\sqrt{x},其图像为一条从原点开始向右上方延伸的曲线。
二、幂函数的性质1. 定义域和值域:幂函数的定义域为实数集,即该幂函数对于任意实数x都有定义。
值域则根据底数a和指数n的取值情况而定。
2. 奇偶性:当指数n为偶数时,幂函数是对称于y轴的偶函数,即f(x)=f(-x);当指数n为奇数时,幂函数则是关于原点对称的奇函数,即f(x)=-f(-x)。
3. 单调性:当指数n为正数时,幂函数是递增的;当指数n为负数时,幂函数则是递减的。
4. 渐近线:当指数n为正数时,幂函数的图像在x轴的右侧将趋近于正无穷,即具有一条水平渐近线y=0;当指数n为负数时,幂函数的图像在x轴的右侧将趋近于正0,其图像也会具有一条水平渐近线y=0。
5. 极值点:幂函数在底数为正且指数为正偶数时,不存在极值点;在底数为正且指数为负偶数时,幂函数存在一个局部极大值点;在底数为负且指数为任意实数时,幂函数既不具有极小值也不具有极大值。
6. 对称轴:幂函数的对称轴一般位于y轴,并且是关于y轴对称的。
当指数n为奇数时,幂函数的对称轴位于原点。
7. 特殊性质:当底数a是自然常数e(约等于2.71828)时,所得到的幂函数称为自然指数函数,常用符号为f(x)=e^x。
幂函数知识点总结幂函数是数学中常见的一类函数,主要应用于数据分析和物理学中。
它有着独特的数学性质,并且能够解释一系列规律性的现象,因此在各个领域中都有着广泛的应用。
本文将综合介绍幂函数的基本性质、作用机制和表达方式,以及其在实际应用中的各种特性。
一、基本性质幂函数(Power Function)是一类函数,通常定义为 y=x^n,其中x为变量,n为常数。
它同样也是一种一元函数,因为它只有一个变量X,表示函数值由变量X决定。
二、作用机制幂函数的作用机制主要体现在它的图象与数轴上。
因为x的增大会使得y的值也会加大,所以函数的图象通常是一条上凸的曲线。
这条曲线在原点处发散无限,而且具有明显的拐点,即抛物线的最高点。
此外,幂函数的作用机制还表现出了其“加速增长”的性质。
从图象上看,在抛物线最高点处,x增大时,y值会比较稳定,但是在x值增大之后,y值会变化得越来越快,这也是函数的最显著特征。
三、表达方式幂函数的表达方式很简单,一般情况下,以n来表示其幂的值,并且幂的值可以是整数、实数或负数,但必须保证x的值不等于0,这里说明由于x不等于0才有意义,因为若x等于0时,n为任意值,y都等于0.例如:y=x^2,即平方函数,n=2;y=x^3,即立方函数,n=3;y=x^2,即倒数平方函数,n=2.四、实际应用1、数据分析:幂函数在数据分析中应用十分广泛,其特有的“加速增长”性质,让数据分析者能够以规律的路径追求特定的结果。
例如,可以利用幂函数进行回归分析,以拟合给定数据;此外,可以利用幂函数构建概率模型,更好地研究联系型数据间的关系;2、物理学:幂函数在物理学中也有着广泛应用,可以用来模拟夸克的衰变过程,更好地理解物质的衰变规律;另外,也可以利用幂函数,研究物体受力的加速度变化,以及质量变化对物体运动的影响等。
综上所述,幂函数是一类重要的函数,它的基本性质、作用机制和表达方式构成了幂函数的基本框架,而在实际应用中,幂函数又有着广泛的用途,能够用于数据分析和物理学等领域,从而帮助人们更好地理解客观事物的变化规律。
第15讲幂函数及其性质【知识点梳理】(1)幂函数的定义:一般地,()a y x a R =∈(a 为有理数)的函数,即以底数为自变量,幂为因变量,指数为常数的函数称为幂函数.(2)幂函数的特征:同时满足一下三个条件才是幂函数①a x 的系数为1;②a x 的底数是自变量;③指数为常数.(3)幂函数的图象和性质常见的幂函数图像及性质:(4对幂函数性质的综合考查,主要体现为单调性、奇偶性,处理时要以常见的具体幂函数的图象和性质1.幂函数的单调性:在区间(0,)+∞上,当0α>时,y x α=是增函数;当0α<时,y x α=是减函数.2.幂函数的奇偶性:令qpα=(其中,p q 互质,*,,1p q N p ∈>).(1)若p 为奇数,则q py x =的奇偶性取决于q 是奇数还是偶数.当q 是奇数时,q py x =是奇函数;当q 是偶数时,q py x =是偶函数.(2)若p 为偶数,则q 必是奇数,此时qpy x =既不是奇函数,也不是偶函数.1.幂函数的凸性1.上凸函数、下凸函数的定义:设函数(x)f 在[,]a b 上有定义,若对[,]a b 中任意不同两点121212()(),,()22x x f x f x x x f ++≥都成立,则称()f x 在[,]a b 上是上凸的函数,即上凸函数.设函数()f x 在[,]a b 上有定义,若对[,]a b 中任意不同两点121212()(),,()22x x f x f x x x f ++≤都成立,则称()f x 在[,]a b 上是下凸的函数,即下凸函数.这个定义从几何形式上看就是:在函数()f x 的图象上取任意两点,如果函数图象在这两点之间的部分总在连接这两点的线段的上方,那么这个函数就是上凸函数;如果函数图象在这两点之间的部分总在连接这两点的线段的下方,那么这个函数就是下凸函数.根据函数图象判断,一般开口向下的二次函数是上凸函数,开口向上的二次函数是下凸函数.2.幂函数的凸性(1)幂函数,(0,)y x x α=∈+∞,在1α>时,函数是下凸函数;(2)幂函数y x α=,(0,)x ∈+∞,在01α<<时,函数是上凸函数;(3)幂函数,(0,)y x x α=∈+∞,在0α<时,函数是下凸函数.【典型例题】题型一幂函数的概念【例1】在函数21y x=,22y x =,2y x x =+,1y =中,幂函数的个数为()A .0B .1C .2D .3【例2】已知()21212223m y m m x n -=+-⋅+-是幂函数,求m 、n 的值.【题型专练】1.现有下列函数:①3y x =;②12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭;③24y x =;④51y x =+;⑤()21y x =-;⑥y x =;⑦(1)x y a a =>,其中幂函数的个数为()A .1B .2C .3D .42.已知函数()()()2211 nn f x n n xn Z -+=--∈为幂函数,则()2f =___.3.已知y =(m 2+2m -2)22m x-+2n -3是幂函数,求m ,n 的值.题型二:幂函数的三要素【例1】幂函数a y x =中a 的取值集合C 是11,0,,1,2,32⎧⎫-⎨⎬⎩⎭的子集,当幂函数的值域与定义域相同时,集合C 为()A .11,0,2⎧⎫-⎨⎬⎩⎭B .1,1,22⎧⎫⎨⎬⎩⎭C .11,,32⎧⎫-⎨⎬⎩⎭D .1,1,2,32⎧⎫⎨⎬⎩⎭【例2】已知幂函数()22333mm y m m x--=-+的图象不过原点,则实数m 的取值可以为()A .5B .1C .2D .4【题型专练】1.若函数()f x 是幂函数,满足(4)8(2)f f =,则1(1)3f f ⎛⎫+= ⎪⎝⎭_________.2.已知幂函数()f x 的图象经过点22,2⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,则()4f 的值为___.3.设α∈11,132⎧⎫-⎨⎬⎩⎭,,,则使函数y =x α的定义域为R 的所有α的值为()A .1,3B .-1,1C .-1,3D .-1,1,3题型三:幂函数的性质【例1】幂函数()()2231mm f x m m x+-=--在x ∈(0,+∞)上是减函数,则m =()A .﹣1B .2C .﹣1或2D .1【例2】幂函数2225()(5)m m f x m m x +-=+-在区间(0,)+∞上单调递增,则(3)f =()A .27B .9C .19D .127【例3】已知幂函数()f x 的图象经过点()9,3,则()A .函数()f x 为增函数B .函数()f x 为偶函数C .当4x ≥时,()2f x ≥D .当210x x >>时,()()121222f x f x x x f ++⎛⎫< ⎪⎝⎭【例4】已知幂函数()()231mf x m m x =--在其定义域内不单调,则实数m =()A .23-B .1C .23D .1-【例5】若幂函数()()223,p p f x qx q R p Z -++=∈∈在()0,∞+上是增函数,且在定义域上是偶函数,则p q +=()A .0B .1C .2D .3【题型专练】1.若幂函数()()215m f x m m x -=+-在()0,∞+上单调递减,则m =()A .3-或2B .2C .3-D .2-2.已知幂函数()()()224210,m m f x m x ∞-+=-+在上单调递增,则m =()A .0B .13-C .103-或D .106-或3.已知幂函数()y f x =的图象过点24⎛ ⎝⎭,则下列关于()f x 说法正确的是()A .奇函数B .偶函数C .在(0,)+∞单调递减D .定义域为[0,)+∞4.已知幂函数()223()pp f x x p N --*=∈的图像关于y 轴对称,且在()0+∞,上是减函数,实数a 满足()()233133pp aa -<+,则a 的取值范围是_____.5.写出一个具有性质①②③的函数()f x =______.①()f x 定义域为{}0x x ≠;②()f x 在(),0∞-单调递增;③()()()f ab f a f b =⋅.题型四:幂函数的图象【例1】幂函数a b c d y x y x y x y x ====,,,在第一象限的图像如图所示,则a b c d ,,,的大小关系是()A .a b c d >>>B .d b c a >>>C .d c b a>>>D .b c d a>>>【例2】已知幂函数()f x 的图象为曲线C ,有下列四个性质:①()f x 为偶函数;②曲线C 不过原点O ;③曲线C 在第一象限呈上升趋势,④当1≥x 时,()1f x ≥.写出一个同时满足上述四个性质中三个性质的一个函数()f x ___________.【例3】如图所示是函数m ny x =(*N m n ∈、且互质)的图象,则()A .m n 、是奇数且1m n<B .m 是偶数,n 是奇数,且1m n>C .m 是偶数,n 是奇数,且1m n<D .m n 、是偶数,且1m n>【题型专练】1.图中1C ,2C ,3C 分别为幂函数1y x =α,2y x =α,3y x α=在第一象限内的图象,则1α,2α,3α依次可以是()A.12,3,1-B .1-,3,12C .12,1-,3D .1-,12,32.幂函数1y x -=,及直线,1,1y x y x ===将直角坐标系第一象限分成八个“卦限:I, II, III,IV, V, VI, VII, VIII (如图所示),那么,而函数13y x -=的图象在第一象限中经过的“卦限”是()A . IV,VIIB . IV,VIIIC . III, VIIID . III, VII3.在同一直角坐标系中,二次函数2y ax bx =+与幂函数(0)ba y x x =>图像的关系可能为()A .B .C .D .题型五:幂函数的综合运用【例1】已知幂函数()()2144m f x m m x +=+-在区间()0,+¥上单调递增.(1)求()f x 的解析式;(2)用定义法证明函数()()()43m g x f x x+=+在区间()0,2上单调递减.【例2】已知幂函数()y f x =经过点14,8⎛⎫⎪⎝⎭.(1)求此幂函数的表达式和定义域;(2)若()()232f a f a +<-,求实数a 的取值范围.【题型专练】1.若幂函数221()(22)m f x m m x +=+-在其定义域上是增函数.(1)求()f x 的解析式;(2)若2(2)(4)f a f a -<-,求a 的取值范围.2.已知幂函数()()22122m f x m m x +=+-在()0,∞+上是增函数(1)求()f x 的解析式(2)若(2)(1)f a f a -<-,求a 的取值范围.3.已知幂函数()()225222k k f x m m x -=-+(k ∈Z )是偶函数,且在()0,∞+上单调递增.(1)求函数()f x 的解析式;(2)若()()212f x f x -<-,求x 的取值范围;(3)若实数a ,b (a ,b +∈R )满足237a b m +=,求3211a b +++的最小值.。
1、幂函数定义:一般地,形如αx y =)(R a ∈的函数称为幂函数,其中α为常数.
注意:幂函数定义的特点:
①幂底数是自变量
②指数α为常数
③αx 前面的系数为1
例题:见考点P115的考题1
2、幂函数性质归纳.
(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义并且图象都过点(1,1);
(2)0>α时,幂函数的图象通过原点,并且在区间),0[+∞上是增函数.特别地,当1>α时,幂函数的图象下凸;当10<<α时,幂函数的图象上凸;
(3)0<α时,幂函数的图象在区间),0(+∞上是减函数.在第一象限内,当x 从右边趋向原点时,图象在y 轴右方无限地逼近y 轴正半轴,当x 趋于∞+时,图象在x 轴上方无限地逼近x 轴正半轴. 例题:考题2、3
规律1:在第一象限,作直线)1
a
x,它同各幂函数图象相交,按交点从下
(>
=a
到上的顺序,幂指数按从小到大的顺序排列.
规律2:幂指数互为倒数的幂函数在第一象限内的图象关于直线x
y=对称.
例题:考题4、5。
幂函数定义幂函数定义为:在实数集上,任取实数xi,作为自变量,定义一个函数f(x),其满足f(x)的自变量xi的n次方(n为实数)的关系式,称之为幂函数。
表示为:f(x)=xn其中:f:函数;x:自变量;n:实数,也称幂指数。
二、特点1、当n为正数时,当x>0,f(x)>0,当x=0,f(x)=0;当x<0,f(x)<0。
2、当n为负数时,当x>0,f(x)<0;当x=0,f(x)=0;当x<0,f(x)>0。
3、当n=0时,函数f(x)=1,且f(x)独立于x,也就是说,不论x为什么值,f(x)都是相同的,即f(x)=1。
三、性质1、当n为正数时,横坐标的改变,导致纵坐标的变化:在x轴改变正数值时,f(x)值变大;在同一轴上改变负数值时,f(x)值变小;2、当n为负数时,横坐标的改变,导致纵坐标的变化:在x轴改变正数值时,f(x)值变小;在同一轴上改变负数值时,f(x)值变大;3、当|x|越小,则|f(x)|值越大,而当|x|增大,则|f(x)|值越小,即图像向原点收敛;4、当n>1时,f(x)的图象与x的函数图像一致,即,它们同样的开口着向上(当x>0时)或向下(当x<0时),它们同样的单调性;5、当n<1时,f(x)的图象与x的函数图像不一致,即,它们不一样的开口着向下(当x>0时)或向上(当x<0时),它们也不一样的单调性;四、应用在数学中,幂函数在拓扑学,复变函数理论,应用函数性质等方面有重要的应用。
1、应用于拓扑学:幂函数在拓扑学中定义了一类空间变换,如压缩变换,拉伸变换有以下定义:压缩变换:f(xa)=f(x)b;拉伸变换:f(xa)=f(x)b;其中a,b为实数,a≠0,b≠0,其中a表示变换的中心,b表示变换的强度。
2、应用于复变函数理论:幂函数的几何性质在复变函数理论中有重要的应用。
当n是实数,f(z)是复变函数时,它们的极限和它们的导数十分简单:极限:ζ→∞,f(ζ∞)=∞;ζ→0,f(ζ∞)=0;导数:f′(ζ)=nf(ζ)ζn13、应用于函数性质:幂函数的几何性质在复变函数的函数性质中也有广泛的应用。
数学高考知识点幂函数数学高考知识点:幂函数幂函数是高考数学中非常重要的一个知识点,它是指形如y=x^a的函数,其中a是一个实数。
在高考中,幂函数常常会与其他函数进行比较或者求解方程等相关问题,因此熟练掌握幂函数的性质和应用是非常重要的。
一、幂函数的性质1. 幂函数的定义域:幂函数y=x^a的定义域是所有使得x^a有意义的实数x。
2. 幂函数的奇偶性:当指数a为偶数时,幂函数具有关于y轴的对称性,即f(-x) = f(x)。
当指数a为奇数时,幂函数关于原点对称,即f(-x) = -f(x)。
3. 幂函数的单调性:当指数a大于0时,幂函数在定义域上是递增的;当指数a小于0时,幂函数在定义域上是递减的。
4. 幂函数的图像:幂函数的图像呈现出如下特点:当a>1时,幂函数在∞处增加,0处取到最小值;当0<a<1时,幂函数在∞处减小,0处取到最大值;当a<0时,幂函数在定义域上是奇函数,图像关于原点对称。
二、幂函数的应用1. 幂函数与对数函数的关系:幂函数和对数函数是互为反函数的,即y=x^a和y=loga(x)是一对反函数。
这一性质在解决指数方程和对数方程时非常有用。
2. 幂函数的极限:对于幂函数y=x^a,当x趋近于正无穷时,幂函数趋近于正无穷;当x趋近于负无穷时,幂函数趋近于零。
这一性质在求解极限时常常会被用到。
3. 幂函数的应用:幂函数在物理学、生物学、经济学等领域具有广泛的应用。
例如,在物理学中,速度和加速度的计算常常涉及到幂函数的运算。
三、幂函数在高考中的常见题型解析1. 求解方程:高考经常出现要求解幂函数方程的题目,在解这类问题时,我们可以利用幂函数和对数函数互为反函数的特性,将幂函数方程转化为对数方程进行求解。
2. 判断性质:高考中会出现判断幂函数性质的题目,例如给出一个函数的图像,要求判断该函数的奇偶性、单调性等。
在解这类问题时,我们需要运用幂函数的性质和图像特点进行分析。
幂函数概念
幂函数是数学中一种重要的概念,它在多种不同的科学和技术领域都有着广泛的用途。
它是一种函数,通过让数字的值经过某种算法的处理求出一个结果,或者可以把它看作是某种运算的一种快捷方法。
它的基本特征是,给定一个数字及其特定的次数和指数,它可以计算出一个结果,即次方指数。
例如,若要计算2的3次方,即2的平方,则可以把答案定义为f(x)=x^3,并将2作为x的值来求得f(2)=8,即2的3次方为8。
这就是幂函数的基本使用方法。
除了像这样简单的基本使用外,幂函数还有更复杂的用法。
它可以用来求解方程,描述函数的变化规律,计算数学表达式,以及对函数的求导等等。
幂函数的表达式可以用公式表示:y=x^n,其中x为自变量,y
为因变量,n为指数,表示x的n次方。
换句话说,当x的值改变时,以指数n的幂级数表示的y的值也会改变。
指数n可以为正数、负数或者零。
当n为正数时,表示x的正指数,乘积指数越大,函数值越大;当n为负数时,表示x的负指数,乘积指数越大,函数值越小;当n为零时,函数值始终为1,表示x
的无穷指数。
此外,幂函数的求导也是一个重要的概念。
一般形式的幂函数求导是:y=nx^(n-1),其中y为导数,n为指数。
根据求导的准则,对nx^(n-1)求导得:n(n-1)x^(n-2),即导数系数乘以函数下一次幂数,
直至函数次数为1。
最后,幂函数有着广泛的应用。
它可以用来解决多种不同的方程,表达多种数学表达式,描述函数的变化规律,以及对函数的求导。
因此,它是一种非常有用的概念,值得研究。
幂函数的性质与变化规律幂函数是高中数学中的重要概念之一,它具有独特的性质和变化规律。
本文将介绍幂函数的定义和图像特点,并探讨幂函数的性质及其变化规律。
一、幂函数的定义和图像特点幂函数是形如f(x) = ax^n的函数,其中a为常数,n为指数,且a ≠ 0。
特别地,当n为正整数时,我们称其为正整数幂函数;当n为负整数时,我们称其为负整数幂函数。
幂函数的图像特点主要体现在以下几个方面:1. 当n为正整数时,幂函数的图像呈现出两种不同的变化规律:(1)当a > 0时,幂函数图像从第三象限的原点出发,向右上方逐渐拉长,经过第一象限,逐渐趋近于x轴正半轴。
(2)当a < 0时,幂函数图像同样从第三象限的原点出发,但在第二、四象限经过x轴正半轴的点,逐渐趋近于x轴负半轴。
2. 当n为负整数时,幂函数的图像呈现出另一种变化规律:幂函数的图像在x轴正半轴的点(x, 0)上,有n个切点(n为负整数的绝对值),即幂函数的图像与x轴的交集点为x1, x2, ..., xn,其中xi < xi+1。
在切点x = xn的左侧,幂函数的图像在x轴上是增函数,在切点x = xn的右侧,幂函数的图像在x轴上是减函数。
二、幂函数的性质1. 定义域和值域:幂函数的定义域为全部实数集,即Df = (-∞, +∞)。
对于正整数幂函数和负整数幂函数,其值域均为正实数集R+。
2. 奇偶性:当指数n为偶数时,幂函数的图像关于y轴对称,即f(-x) = f(x),为偶函数;当指数n为奇数时,幂函数的图像关于原点对称,即f(-x) = -f(x),为奇函数。
3. 单调性:当指数n为正时,幂函数在定义域内是单调递增的;当指数n为负时,幂函数在定义域内是单调递减的。
4. 渐近线:当指数n大于1时,幂函数的图像与x轴无交点,且当x趋于正无穷或负无穷时,幂函数的图像趋于正无穷或负无穷,没有水平渐近线或斜渐近线。
只有当指数n小于1时,幂函数的图像与x轴有一个或多个交点,并且当x趋于正无穷或负无穷时,幂函数的图像趋近于x轴正半轴,即有水平渐近线。
幂函数定义
幂函数就是形如$f(x)=ax^{\\alpha}$的函数,其中$a$为常数,
$\\alpha$为实数。
首先,讨论一下指数$\\alpha$的正负性:
1. 当$\\alpha>0$时,函数$f(x)=ax^{\\alpha}$在$x>0$时单调增加,在$x<0$时单调减少,在$x=0$时函数值为$0$,并且当$x$趋近于正无穷大时,函数值趋近于正无穷大;当$x$趋近于$0$时,函数值趋近于 $0$。
2. 当$\\alpha<0$时,函数$f(x)=ax^{\\alpha}$在$x>0$时单调减少,在$x<0$时单调增加,在$x=0$时函数值不存在(不连续),并且当$x$趋近于正无穷大时,函数值趋近于$0$;当$x$趋近于$0$时,函数值趋近于正无穷大或负无穷大(依赖于$a$的符号)。
以上结论可以通过求导数或者利用代数方法来证明。
在此不再赘述。
同时,幂函数在$x=0$处可能有奇点,即不连续点。
当$\\alpha$为整数时,幂函数的性质比较简单。
因为整数幂有明确的正负性,因此函数的单调性也比较容易确定。
当$\\alpha$为有理数时,幂函数的定义需要通过一定的限制才能避免出现复数解。
需要满足$x\\ge 0$且$x^{\\alpha}$为实数才能定义。
例如,
$\\sqrt[3]{-1}$并不是实数,因此幂函数$y=x^{1/3}$不能对$x<0$时的值进行定义。
需要注意的是,当$\\alpha$为无理数时,幂函数在$x=0$处必是不连续的,因此不是可微的。
此时幂函数的性质需要通过代数和几何方法来研究。
总之,幂函数是一类简单而重要的函数,具有广泛的应用。
掌握幂函数的
性质和定义有助于加深我们对数学的理解。