Раздел I. Введение в анализ — § 4. Графическое изображение функции
Демидович — задача 274
Б. П. Демидович, «Сборник задач и упражнений по математическому анализу». Условие, подробное решение и ответ.
Построить график степенной функции y=xn при:
Задача 274
а) n=1,3,5б) n=2,4,6
ПостроениеПри нечётном n график симметричен относительно начала
координат и строго возрастает; при чётном n он симметричен относительно
оси Oy и имеет минимум в начале координат.
координат и строго возрастает; при чётном n он симметричен относительно
оси Oy и имеет минимум в начале координат.
Построение
Пункт а)
Во всех рассматриваемых случаях показатель n является натуральным числом,поэтому область определения функции y=xn совпадает со всей числовой
прямой.
Нечётные показатели n=1,3,5.
координат. Все три графика проходят через точки(−1,−1),(0,0),(1,1)Если 0≤x1<x2, то x1n<x2n: при положительном x1 это следует из (x1x2)n>1, а при x1=0 — из положительности x2n. Для двух отрицательных аргументов используем нечётность и сравнение их модулей. При аргументах по разные стороны от нуля порядок следует из знаков. Таким образом, все три функции строго возрастают на всей числовой прямой.
При 0<x<1 повышение степени уменьшает значение функции:x5<x3<xПри x>1 порядок меняется:x<x3<x5На отрицательной полуоси взаимное расположение кривых получается из
симметрии относительно начала координат.
Построение графика
Отмечаем три общие точки и строим три возрастающиекривые с учётом найденного порядка.
Пункт б)
Чётные показатели n=2,4,6.Все значения функции неотрицательны, и все три графика проходят через точки(−1,1),(0,0),(1,1)На положительной полуоси при увеличении x увеличивается произведение n одинаковых положительных множителей. Поэтому функция строго возрастает на [0,+∞). Чётность даёт убывание на (−∞,0], а из xn≥0 следует, что наименьшее значение равно нулю и достигается при x=0.
При 0<∣x∣<1 выполняетсяx6<x4<x2а при ∣x∣>1x2<x4<x6
Построение графика
Строим правые половины графиков по найденному порядку,после чего отражаем их относительно оси Oy.