5.1
幂函数
从指数取值理解幂函数的图象形态与基本性质。
本文章目录
01 · 出发点
指数决定幂函数的整体形态
形如 y=x^α 的函数称为幂函数。指数 α 改变后,定义域、过点、奇偶性和单调性都可能改变,因此不能把所有幂函数想成同一类曲线。
学习幂函数的重点不是穷举所有实指数,而是通过若干典型指数建立图象直观,并从指数和定义域解释性质。
02 · 概念
典型幂函数的图象与性质
当指数为正整数时,偶次幂在 R 上为偶函数,图象关于 y 轴对称;奇次幂为奇函数。负整数指数会使 x=0 不在定义域,并形成接近坐标轴的分支。
在 x>0 上,α>0 时 x^α 递增,α<0 时 x^α 递减。分数指数还要根据根式意义确定负数输入是否允许,实指数幂通常先在正数底数上定义。
03 · 方法
研究一个具体幂函数
- 01
根据指数类型确定实数范围内的定义域,并找出是否经过 (0,0)、(1,1) 等特征点。
- 02
计算 f(-x) 或限制在 x>0 上比较函数值,判断奇偶性与单调性。
- 03
结合零点、无定义点和无穷远趋势描图,再用图象读取值域。
04 · 例题
把方法落到具体问题
研究函数 f(x)=x^(-2) 的定义域、奇偶性、单调区间和值域。
解
- 1
f(x)=1/x²,所以定义域为 (-∞,0)∪(0,+∞),并且函数值恒为正。
- 2
f(-x)=1/(-x)²=1/x²=f(x),故它是偶函数。
- 3
图象在 (-∞,0) 上递增,在 (0,+∞) 上递减;当 |x| 增大时函数值趋近 0,但不取 0。
05 · 辨析
容易忽略的条件与边界
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本节小结
- 幂函数的指数决定定义域和主要图象特征。
- 奇偶整数指数分别带来典型对称性。
- 负指数通常使 0 成为定义域中的排除点。