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| 本帖最后由 SF-Sculk 于 2023-10-29 10:35 编辑
众所周知,幂函数指形如 f(x)=xα(α 为常数,且α∈R)的函数.为方便探究,这里限定α 的取值范围为有理数,即 α∈Q,因此 α 可改写成 p/q 的形式(p,q 互质且p,q∈Z,q≠0),即 f(x)=xp/q.
先说幂函数 f(x) 的通用性质:图象过点(1,1),一定经过第一象限,一定不经过第四象限,因为∀x∈(0,+∞),α∈R,xα>0,1α=1.
①当 p/q>0 时,f(x) 的图象过点(0,0),在第一象限上单调递增.
p/q 越小,在[0,1]上的图象越往上方(但值域总为[0,1]),如在区间[0,1]上,f1(x)=x1/5 的图象在 f2(x)=x6/5 上方;在(1,+∞)上的图象越往下方(但值域总为(1,+∞)),如在区间(1,+∞)上, f1 的图象在 f2 下方.
反之,p/q 越大,在[0,1]上的图象越往下方;在(1,+∞)上的图象越往上方.
p/q>1时,函数增加得越来越快,但仍然慢于指数函数 g(x)=ax(a>1)的增长速度,因此,总存在一个数 x0,当 x∈(x0,+∞)时,f(x)<g(x).
0<p/q<1时,函数增加得越来越慢,但仍然快于对数函数 h(x)=logbx(b>1)的增长速度,因此,总存在一个数 x0,当 x∈(x0,+∞)时,f(x)>h(x).
②当 p/q<0 时,f(x)的图象在第一象限上无限接近 x 轴,y 轴,但不与 x 轴,y 轴相交,且在第一象限单调递减.
p/q 越小,在(0,1]上的图象越往上方(但值域总为[1,+∞)),如在区间(0,1]上,f3(x)=x-6/5 的图象在 f4(x)=x-1/5 上方;在(1,+∞)上的图象越往下方,如在区间(1,+∞)上,f3(x) 的图象在f4(x) 下方.
③奇偶性
一般地,当 p,q 均为奇数时,幂函数为奇函数;当 p 为偶数,q 为奇数时,幂函数为偶函数;当 p 为奇数,q 为偶数时,由于函数只在第一象限内有定义,故此时幂函数为非奇非偶函数.
④其他性质
一般地,在第一象限内,函数 f(x)=xp/q 和 f'(x)=xq/p 关于直线 y=x 对称.
如在第一象限内, f(x)=x-1/3 和 f(x)=x-3 的图象关于 y=x 对称:
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