函数 03 幂函数:\(x、x^{2}、x^{3}、\sqrt{x}、x^{-1}\)

幂函数:\(y = x\)

定义域和值域:定义域为\(R\),值域为\(R\)。因为\(x\)可以取任意实数,对应的\(y\)值也能取到任意实数。

单调性:在\(R\)上单调递增。例如,当\(x_1=-1\),\(x_2 = 1\)时,\(y_1=-1\),\(y_2 = 1\),且\(-1<1\),随着\(x\)值的增大,\(y\)值也增大。

奇偶性:是奇函数。对于任意\(x\),\(f(x)=x\),\(f(-x)=-x=-f(x)\),其图象关于原点对称。

图象特征:是一条过原点且斜率为\(1\)的直线,经过第一、三象限,它是最基本的线性函数图象。

幂函数:五个常见的幂函数.jpg

幂函数:\(y = x^{2}\)

定义域和值域:定义域是\(R\),值域是\([0,+\infty)\)。由于任何实数的平方都大于等于\(0\),当\(x = 0\)时,\(y\)取最小值\(0\)。

单调性:在\((-\infty,0)\)上单调递减,在\((0,+\infty)\)上单调递增。例如,当\(x_1=-2\),\(x_2=-1\)时,\(y_1 = 4\),\(y_2 = 1\),\(y_1>y_2\);当\(x_1 = 1\),\(x_2 = 2\)时,\(y_1 = 1\),\(y_2 = 4\),\(y_1<y_2\)。

奇偶性:是偶函数。因为\(f(-x)=(-x)^{2}=x^{2}=f(x)\),图象关于\(y\)轴对称,其图象是开口向上的抛物线,顶点在原点。

图象特征:图象为开口向上的抛物线,对称轴是\(y\)轴,顶点坐标为\((0,0)\),在第一、二象限,并且随着\(\vert x\vert\)的增大,\(y\)值增长速度加快。

幂函数:\(y = x^{3}\)

定义域和值域:定义域为\(R\),值域为\(R\)。当\(x\to-\infty\)时,\(y\to-\infty\);当\(x\to+\infty\)时,\(y\to+\infty\)。

单调性:在\(R\)上单调递增。设\(x_1 < x_2\),则\((x_2 - x_1)(x_2^{2}+x_1x_2 + x_1^{2})>0\)(因为\(x_2 - x_1>0\)且\(x_2^{2}+x_1x_2 + x_1^{2}>0\)),即\(x_2^{3}-x_1^{3}>0\),所以\(y_2 > y_1\)。

奇偶性:是奇函数。因为\(f(-x)=(-x)^{3}=-x^{3}=-f(x)\),图象关于原点对称。

图象特征:图象过原点\((0,0)\)和\((1,1)\),形状类似“S”形,在第一、三象限,且随着\(\vert x\vert\)的增大,\(y\)值的增长速度比\(y = x\)更快,是一条连续光滑的曲线。

幂函数:\(y = x^{\frac{1}{2}}=\sqrt{x}\)

定义域和值域:定义域是\([0,+\infty)\),值域是\([0,+\infty)\)。因为在实数范围内,负数不能开平方,且算术平方根是非负的。

单调性:在\([0,+\infty)\)上单调递增。对于\(0\leq x_1 < x_2\),有\(\sqrt{x_1}<\sqrt{x_2}\)。

奇偶性:非奇非偶函数。因为定义域\([0,+\infty)\)不关于原点对称。

图象特征:图象在第一象限,从原点出发,向右上方延伸,形状像半支抛物线,增长速度相对较慢。

幂函数:\(y = x^{-1}=\frac{1}{x}\)

定义域和值域:定义域是\(\{x|x\neq0\}\),值域是\(\{y|y\neq0\}\)。当\(x\to0^{+}\)时,\(y\to+\infty\);当\(x\to0^{-}\)时,\(y\to-\infty\);当\(x\to+\infty\)时,\(y\to0^{+}\);当\(x\to-\infty\)时,\(y\to0^{-}\)。

单调性:在\((-\infty,0)\)和\((0,+\infty)\)上单调递减。例如,对于\(x_1=-2\),\(x_2=-1\)(\(x_1 < x_2 < 0\)),\(y_1 = -\frac{1}{2}\),\(y_2=-1\),\(y_1>y_2\);对于\(x_1 = 1\),\(x_2 = 2\)(\(0 < x_1 < x_2\)),\(y_1 = 1\),\(y_2=\frac{1}{2}\),\(y_1>y_2\)。

奇偶性:是奇函数。因为\(f(-x)=\frac{1}{-x}=-\frac{1}{x}=-f(x)\),图象关于原点对称。

图象特征:图象是双曲线,位于第一、三象限,两条渐近线分别是\(x = 0\)(\(y\)轴)和\(y = 0\)(\(x\)轴),当\(x\)远离原点时,\(y\)的值趋近于\(0\)

数学基础 - 中初数学、高中数学

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