Свойства степенных функций и корней. Корень и его свойства. Подробная теория с примерами (2019). Основные свойства корней

Приведены основные свойства степенной функции, включая формулы и свойства корней. Представлены производная, интеграл, разложение в степенной ряд и представление посредством комплексных чисел степенной функции.

Определение

Определение
Степенная функция с показателем степени p - это функция f(x) = x p , значение которой в точке x равно значению показательной функции с основанием x в точке p .
Кроме этого, f(0) = 0 p = 0 при p > 0 .

Для натуральных значений показателя , степенная функция есть произведение n чисел, равных x :
.
Она определена для всех действительных .

Для положительных рациональных значений показателя , степенная функция есть произведение n корней степени m из числа x :
.
Для нечетных m , она определена для всех действительных x . Для четных m , степенная функция определена для неотрицательных .

Для отрицательных , степенная функция определяется по формуле:
.
Поэтому она не определена в точке .

Для иррациональных значений показателя p , степенная функция определяется по формуле:
,
где a - произвольное положительное число, не равное единице: .
При , она определена для .
При , степенная функция определена для .

Непрерывность . Степенная функция непрерывна на своей области определения.

Свойства и формулы степенной функции при x ≥ 0

Здесь мы рассмотрим свойства степенной функции при неотрицательных значениях аргумента x . Как указано выше, при некоторых значениях показателя p , степенная функция определена и для отрицательных значений x . В этом случае, ее свойства можно получить из свойств при , используя четность или нечетность. Эти случаи подробно рассмотрены и проиллюстрированы на странице « ».

Степенная функция, y = x p , с показателем p имеет следующие свойства:
(1.1) определена и непрерывна на множестве
при ,
при ;
(1.2) имеет множество значений
при ,
при ;
(1.3) строго возрастает при ,
строго убывает при ;
(1.4) при ;
при ;
(1.5) ;
(1.5*) ;
(1.6) ;
(1.7) ;
(1.7*) ;
(1.8) ;
(1.9) .

Доказательство свойств приводится на странице «Степенная функция (доказательство непрерывности и свойств) »

Корни - определение, формулы, свойства

Определение
Корень из числа x степени n - это число , возведение которого в степень n дает x :
.
Здесь n = 2, 3, 4, ... - натуральное число, большее единицы.

Также можно сказать, что корень из числа x степени n - это корень (то есть решение) уравнения
.
Заметим, что функция является обратной к функции .

Квадратный корень из числа x - это корень степени 2: .

Кубический корень из числа x - это корень степени 3: .

Четная степень

Для четных степеней n = 2 m , корень определен при x ≥ 0 . Часто используется формула, справедливая как для положительных, так и для отрицательных x :
.
Для квадратного корня:
.

Здесь важен порядок, в котором выполняются операции - то есть сначала производится возведение в квадрат, в результате чего получается неотрицательное число, а затем из него извлекается корень (из неотрицательного числа можно извлекать квадратный корень). Если бы мы изменили порядок: , то при отрицательных x корень был бы не определен, а вместе с ним не определено и все выражение.

Нечетная степень

Для нечетных степеней , корень определен для всех x :
;
.

Свойства и формулы корней

Корень из x является степенной функцией:
.
При x ≥ 0 имеют место следующие формулы:
;
;
, ;
.

Эти формулы также могут быть применимы и при отрицательных значениях переменных . Нужно только следить за тем, чтобы подкоренное выражение четных степеней не было отрицательным.

Частные значения

Корень 0 равен 0: .
Корень 1 равен 1: .
Квадратный корень 0 равен 0: .
Квадратный корень 1 равен 1: .

Пример. Корень из корней

Рассмотрим пример квадратного корня из корней:
.
Преобразуем внутренний квадратный корень, применяя приведенные выше формулы:
.
Теперь преобразуем исходный корень:
.
Итак,
.

y = x p при различных значениях показателя p .

Здесь приводятся графики функции при неотрицательных значениях аргумента x . Графики степенной функции, определенной при отрицательных значениях x , приводятся на странице «Степенная функция, ее свойства и графики »

Обратная функция

Обратной для степенной функции с показателем p является степенная функция с показателем 1/p .

Если , то .

Производная степенной функции

Производная n-го порядка:
;

Вывод формул > > >

Интеграл от степенной функции

P ≠ - 1 ;
.

Разложение в степенной ряд

При - 1 < x < 1 имеет место следующее разложение:

Выражения через комплексные числа

Рассмотрим функцию комплексного переменного z :
f(z) = z t .
Выразим комплексную переменную z через модуль r и аргумент φ (r = |z| ):
z = r e i φ .
Комплексное число t представим в виде действительной и мнимой частей:
t = p + i q .
Имеем:

Далее учтем, что аргумент φ определен не однозначно:
,

Рассмотрим случай, когда q = 0 , то есть показатель степени - действительное число, t = p . Тогда
.

Если p - целое, то и kp - целое. Тогда, в силу периодичности тригонометрических функций:
.
То есть показательная функция при целом показателе степени, для заданного z , имеет только одно значение и поэтому является однозначной.

Если p - иррациональное, то произведения kp ни при каком k не дают целого числа. Поскольку k пробегает бесконечный ряд значений k = 0, ±1, ±2, ±3, ... , то функция z p имеет бесконечно много значений. Всякий раз, когда аргумент z получает приращение 2 π (один оборот), мы переходим на новую ветвь функции.

Если p - рациональное, то его можно представить в виде:
, где m, n - целые, не содержащие общих делителей. Тогда
.
Первые n величин, при k = k 0 = 0, 1, 2, ... n-1 , дают n различных значений kp :
.
Однако последующие величины дают значения, отличающиеся от предыдущих на целое число. Например, при k = k 0 + n имеем:
.
Тригонометрические функции, аргументы которых различаются на величины, кратные 2 π , имеют равные значения. Поэтому при дальнейшем увеличении k мы получаем те же значения z p , что и для k = k 0 = 0, 1, 2, ... n-1 .

Таким образом, показательная функция с рациональным показателем степени является многозначной и имеет n значений (ветвей). Всякий раз, когда аргумент z получает приращение 2 π (один оборот), мы переходим на новую ветвь функции. Через n таких оборотов мы возвращаемся на первую ветвь, с которой начинался отсчет.

В частности, корень степени n имеет n значений. В качестве примера рассмотрим корень n - й степени действительного положительного числа z = x . В этом случае φ 0 = 0 , z = r = |z| = x , .
.
Так, для квадратного корня, n = 2 ,
.
Для четных k, (- 1 ) k = 1 . Для нечетных k, (- 1 ) k = - 1 .
То есть квадратный корень имеет два значения: + и - .

Использованная литература:
И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев, Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов, «Лань», 2009.

Корень n -й степени и его свойства

Что такое корень n -й степени? Как извлечь корень?

В восьмом классе вы уже успели познакомиться с квадратным корнем . Решали типовые примеры с корнями, применяя те или иные свойства корней. Также решали квадратные уравнения , где без извлечения квадратного корня – никак. Но квадратный корень – это лишь частный случай более широкого понятия – корня n -й степени . Помимо квадратного, бывает, например, кубический корень, корень четвёртой, пятой и более высоких степеней. И для успешной работы с такими корнями неплохо бы всё-таки для начала быть на «ты» с корнями квадратными.) Поэтому у кого проблемы с ними – настоятельно рекомендую повторить.

Извлечение корня – это одна из операций, обратных возведению в степень.) Почему «одна из»? Потому, что, извлекая корень, мы ищем основание по известным степени и показателю . А есть ещё одна обратная операция – нахождение показателя по известным степени и основанию. Такая операция называется нахождением логарифма. Она более сложная, чем извлечение корня и изучается в старших классах.)

Итак, знакомимся!

Во-первых, обозначение. Квадратный корень, как мы уже знаем, обозначается вот так: . Называется этот значок очень красиво и научно – радикал . А как обозначают корни других степеней? Очень просто: над «хвостиком» радикала дополнительно пишут показатель той степени, корень которой ищется. Если ищется кубический корень, то пишут тройку: . Если корень четвёртой степени, то, соответственно, . И так далее.) В общем виде корень n-й степени обозначается вот так:

Где .

Число a , как и в квадратных корнях, называется подкоренным выражением , а вот число n для нас здесь новое. И называется показателем корня .

Как извлекать корни любых степеней? Так же, как и квадратные – сообразить, какое число в n-й степени даёт нам число a .)

Как, например, извлечь кубический корень из 8? То есть ? А какое число в кубе даст нам 8? Двойка, естественно.) Вот и пишут:

Или . Какое число в четвёртой степени даёт 81? Тройка.) Значит,

А корень десятой степени из 1? Ну, ежу понятно, что единица в любой степени (в том числе и в десятой) равна единице.) То есть:

И вообще .

С нулём та же история: ноль в любой натуральной степени равен нулю. Стало быть, .

Как видим, по сравнению с квадратными корнями, здесь уже посложнее соображать, какое число в той или иной степени даёт нам подкоренное число a . Сложнее подбирать ответ и проверять его на правильность возведением в степень n . Ситуация существенно облегчается, если знать в лицо степени популярных чисел. Поэтому сейчас – тренируемся. :) Распознаём степени!)

Ответы (в беспорядке):

Да-да! Ответов побольше, чем заданий.) Потому, что, к примеру, 2 8 , 4 4 и 16 2 – это всё одно и то же число 256.

Потренировались? Тогда считаем примерчики:

Ответы (тоже в беспорядке): 6; 2; 3; 2; 3; 5.

Получилось? Великолепно! Движемся дальше.)

Ограничения в корнях. Арифметический корень n -й степени.

В корнях n-й степени, как и в квадратных, тоже есть свои ограничения и свои фишки. По своей сути, они ничем не отличаются от таковых ограничений для квадратных корней.

Не подбирается ведь, да? Что 3, что -3 в четвёртой степени будет +81. :) И с любым корнем чётной степени из отрицательного числа будет та же песня. А это значит, что извлекать корни чётной степени из отрицательных чисел нельзя . Это запретное действие в математике. Такое же запретное, как и деление на ноль. Поэтому такие выражения, как , и тому подобные – не имеют смысла .

Зато корни нечётной степени из отрицательных чисел – пожалуйста!

Например, ; , и так далее.)

А из положительных чисел можно со спокойной душой извлекать любые корни, любых степеней:

В общем, понятно, думаю.) И, кстати, корень совершенно не обязан извлекаться ровно. Это просто примеры такие, чисто для понимания.) Бывает, что в процессе решения (например, уравнений) выплывают и довольно скверные корни. Что-нибудь типа . Из восьмёрки кубический корень извлекается отлично, а тут под корнем семёрка. Что делать? Ничего страшного. Всё точно так же. – это число, которое при возведении в куб даст нам 7. Только число это очень некрасивое и лохматое. Вот оно:

Причём, это число никогда не кончается и не имеет периода: цифры следуют совершенно беспорядочно. Иррациональное оно… В таких случаях ответ так и оставляют в виде корня.) А вот если корень извлекается чисто (к примеру, ), то, естественно, надо корень посчитать и записать:

Снова берём наше подопытное число 81 и извлекаем из него корень четвёртой степени:

Потому, что три в четвёртой будет 81. Ну, хорошо! Но ведь и минус три в четвёртой тоже будет 81!

Получается неоднозначность:

И, чтобы её устранить, так же, как и в квадратных корнях, ввели специальный термин: арифметический корень n -й степени из числа a – это такое неотрицательное число, n -я степень которого равна a .

А ответ с плюсом-минусом называется по-другому – алгебраический корень n -й степени . У любой чётной степени алгебраическим корнем будет два противоположных числа . В школе же работают только с арифметическими корнями. Поэтому отрицательные числа в арифметических корнях попросту отбрасываются. Например, пишут: . Сам плюс, конечно же, не пишут: его подразумевают .

Всё, казалось бы, просто, но… А как же быть с корнями нечётной степени из отрицательных чисел? Ведь там-то всегда при извлечении получается отрицательное число! Так как любое отрицательное число в нечётной степени также даёт отрицательное число. А арифметический корень работает только с неотрицательными числами! На то он и арифметический.)

В таких корнях делают вот что: выносят минус из-под корня и ставят перед корнем. Вот так:

В таких случаях говорят, что выражен через арифметический (т.е. уже неотрицательный) корень .

Но есть один пунктик, который может вносить путаницу, – это решение простеньких уравнений со степенями. Например, вот такое уравнение:

Пишем ответ: . На самом деле, этот ответ – всего-навсего сокращённая запись двух ответов :

Непонятка здесь заключается в том, что чуть выше я уже написал, что в школе рассматриваются только неотрицательные (т.е. арифметические) корни. А тут один из ответов с минусом… Как быть? Да никак! Знаки здесь – это результат решения уравнения . А сам корень – величина всё равно неотрицательная! Смотрите сами:

Ну как, теперь понятнее? Со скобочками?)

С нечётной степенью всё гораздо проще – там всегда получается один корень. С плюсом или с минусом. Например:

Итак, если мы просто извлекаем корень (чётной степени) из числа, то мы всегда получаем один неотрицательный результат. Потому что это – арифметический корень. А вот, если мы решаем уравнение с чётной степенью, то мы получаем два противоположных корня , поскольку это – решение уравнения .

С корнями нечётных степеней (кубическими, пятой степени и т.д.) проблем никаких. Извлекаем себе и не паримся со знаками. Плюс под корнем – значит, и результат извлечения с плюсом. Минус – значит, минус.)

А теперь настал черёд познакомиться со свойствами корней . Некоторые уже будут нам знакомы по квадратным корням, но добавится и несколько новых. Поехали!

Свойства корней. Корень из произведения.

Это свойство уже знакомо нам из квадратных корней. Для корней других степеней всё аналогично:

То есть, корень из произведения равен произведению корней из каждого множителя отдельно .

Если показатель n чётный, то оба подкоренных числа a и b должны быть, естественно, неотрицательными, иначе формула смысла не имеет. В случае нечётного показателя ограничений никаких нет: выносим минусы из-под корней вперёд и дальше работаем с арифметическими корнями.)

Как и в квадратных корнях, здесь эта формула одинаково полезна как слева направо, так и справа налево. Применение формулы слева направо позволяет извлекать корни из произведения . Например:

Эта формула, кстати говоря, справедлива не только для двух, а для любого числа множителей. Например:

Также по этой формуле можно извлекать корни из больших чисел: для этого число под корнем раскладывается на множители поменьше, а дальше извлекаются корни отдельно из каждого множителя.

Например, такое задание:

Число достаточно большое. Извлекается ли из него корень ровно – тоже без калькулятора непонятно. Хорошо бы его разложить на множители. На что точно делится число 3375? На 5, похоже: последняя цифра – пятёрка.) Делим:

Ой, снова на 5 делится! 675:5 = 135. И 135 опять на пятёрку делится. Да когда ж это кончится!)

135:5 = 27. С числом 27 всё уже ясно – это тройка в кубе. Значит,

Тогда:

Извлекли корень по кусочкам, ну и ладно.)

Или такой пример:

Снова раскладываем на множители по признакам делимости. Каким? На 4, т.к. последняя парочка цифр 40 – делится на 4. И на 10, т.к. последняя цифра – ноль. Значит, можно поделить одним махом сразу на 40:

Про число 216 мы уже знаем, что это шестёрка в кубе. Стало быть,

А 40, в свою очередь, можно разложить как . Тогда

И тогда окончательно получим:

Чисто извлечь корень не вышло, ну и ничего страшного. Всё равно мы упростили выражение: мы же знаем, что под корнем (хоть квадратным, хоть кубическим - любым) принято оставлять самое маленькое число из возможных.) В этом примере мы проделали одну весьма полезную операцию, тоже уже знакомую нам из квадратных корней. Узнаёте? Да! Мы вынесли множители из-под корня. В данном примере мы вынесли двойку и шестёрку, т.е. число 12.

Как вынести множитель за знак корня?

Вынести множитель (или множители) за знак корня очень просто. Раскладываем подкоренное выражение на множители и извлекаем то, что извлекается.) А что не извлекается – так и оставляем под корнем. Смотрите:

Раскладываем число 9072 на множители. Так как у нас корень четвёртой степени, в первую очередь пробуем разложить на множители, являющиеся четвёртыми степенями натуральных чисел – 16, 81 и т.д.

Попробуем поделить 9072 на 16:

Поделилось!

А вот 567, похоже, делится на 81:

Значит, .

Тогда

Свойства корней. Умножение корней.

Рассмотрим теперь обратное применение формулы – справа налево:

На первый взгляд, ничего нового, но внешность обманчива.) Обратное применение формулы значительно расширяет наши возможности. Например:

Хм, ну и что тут такого? Умножили и всё. Здесь и впрямь ничего особенного. Обычное умножение корней. А вот такой пример!

Отдельно из множителей корни чисто не извлекаются. Зато из результата – отлично.)

Опять же формула справедлива для любого числа множителей. Например, надо посчитать вот такое выражение:

Здесь главное – внимание. В примере присутствуют разные корни – кубические и четвёртой степени. И ни один из них точно не извлекается…

А формула произведения корней применима только к корням с одинаковыми показателями. Поэтому сгруппируем в отдельную кучку кубические корни и в отдельную – четвёртой степени. А там, глядишь, всё и срастётся.))

И калькулятора не понадобилось.)

Как внести множитель под знак корня?

Следующая полезная вещь – внесение числа под корень . Например:

Можно ли убрать тройку внутрь корня? Элементарно! Если тройку превратить в корень , то сработает формула произведения корней. Итак, превращаем тройку в корень. Раз у нас корень четвёртой степени, то и превращать будем тоже в корень четвёртой степени.) Вот так:

Тогда

Корень, между прочим, можно сделать из любого неотрицательного числа. Причём той степени, какой хотим (всё от конкретного примера зависит). Это будет корень из n-й степени этого самого числа:

А теперь – внимание! Источник очень грубых ошибок! Я не зря здесь сказал про неотрицательные числа. Арифметический корень работает только с такими. Если у нас в задании где-то затесалось отрицательное число, то либо минус так и оставляем, перед корнем (если он снаружи), либо избавляемся от минуса под корнем, если он внутри. Напоминаю, если под корнем чётной степени получается отрицательное число, то выражение не имеет смысла .

Например, такое задание. Внести множитель под знак корня:

Если мы сейчас внесём под корень минус два, то жестоко ошибёмся:

В чём здесь ошибка? А в том, что четвёртая степень, в силу своей чётности, благополучно «съела» этот минус, в результате чего заведомо отрицательное число превратилось в положительное . А верное решение выглядит так:

В корнях нечётных степеней минус хоть и не «съедается», но его тоже лучше оставлять снаружи:

Здесь корень нечётной степени – кубический, и мы имеем полное право минус тоже загнать под корень. Но предпочтительнее в таких примерах минус также оставлять снаружи и писать ответ выраженным через арифметический (неотрицательный) корень , поскольку корень хоть и имеет право на жизнь, но арифметическим не является .

Итак, с внесением числа под корень тоже всё ясно, я надеюсь.) Переходим к следующему свойству.

Свойства корней. Корень из дроби. Деление корней.

Это свойство также полностью повторяет таковое для квадратных корней. Только теперь мы его распространяем на корни любой степени:

Корень из дроби равен корню из числителя, делённому на корень из знаменателя .

Если n чётно, то число a должно быть неотрицательным, а число b – строго положительным (на ноль делить нельзя). В случае нечётного показателя единственным ограничением будет .

Это свойство позволяет легко и быстро извлекать корни из дробей:

Идея понятна, думаю. Вместо работы с дробью целиком мы переходим к работе отдельно с числителем и отдельно со знаменателем.) Если дробь десятичная или, о ужас, смешанное число, то предварительно переходим к обыкновенным дробям:

А теперь посмотрим, как эта формула работает справа налево. Здесь тоже выявляются очень полезные возможности. Например, такой примерчик:

Из числителя и знаменателя корни ровно не извлекаются, зато из всей дроби – прекрасно.) Можно решить этот пример и по-другому – вынести в числителе множитель из-под корня с последующим сокращением:

Как вам будет угодно. Ответ всегда получится один – правильный. Если ошибок не наляпать по дороге.)

Итак, с умножением/делением корней разобрались. Поднимаемся на следующую ступеньку и рассматриваем третье свойство – корень в степени и корень из степени .

Корень в степени. Корень из степени .

Как возвести корень в степень? Например, пусть у нас есть число . Можно это число возвести в степень? В куб, например? Конечно! Помножить корень сам на себя три раза, и – по формуле произведения корней:

Здесь корень и степень как бы взаимоуничтожились или скомпенсировались. Действительно, если мы число, которое при возведении в куб даст нам тройку, возведём в этот самый куб, то что получим? Тройку и получим, разумеется! И так будет для любого неотрицательного числа. В общем виде:

Если показатели степени и корня разные, то тоже никаких проблем. Если знать свойства степеней.)

Если показатель степени меньше показателя корня, то просто загоняем степень под корень:

В общем виде будет:

Идея понятна: возводим в степень подкоренное выражение, а дальше упрощаем, вынося множители из-под корня, если это возможно. Если n чётно, то a должно быть неотрицательным. Почему – понятно, думаю.) А если n нечётно, то никаких ограничений на a уже нету:

Разберёмся теперь с корнем из степени . То есть, в степень будет возводиться уже не сам корень, а подкоренное выражение . Здесь тоже ничего сложного, но простора для ошибок значительно больше. Почему? Потому, что в игру вступают отрицательные числа, которые могут вносить путаницу в знаках. Пока начнём с корней нечётных степеней – они гораздо проще.

Пусть у нас есть число 2. Можно его возвести в куб? Конечно!

А теперь – обратно извлечём из восьмёрки кубический корень:

С двойки начали, к двойке же и вернулись.) Ничего удивительного: возведение в куб скомпенсировалось обратной операцией – извлечением кубического корня.

Другой пример:

Здесь тоже всё путём. Степень и корень друг друга скомпенсировали. В общем виде для корней нечётных степеней можно записать такую формулку:

Эта формула справедлива для любого действительного числа a . Хоть положительного, хоть отрицательного.

То есть, нечётная степень и корень этой же степени всегда друг друга компенсируют и получается подкоренное выражение. :)

А вот с чётной степенью этот фокус может уже не пройти. Смотрите сами:

Здесь пока ничего особенного. Четвёртая степень и корень четвёртой же степени тоже друг друга уравновесили и получилась просто двойка, т.е. подкоренное выражение. И для любого неотрицательного числа будет то же самое. А теперь всего лишь заменим в этом корне два на минус два. То есть, посчитаем вот такой корень:

Минус у двойки благополучно «сгорел» из-за четвёртой степени. И в результате извлечения корня (арифметического!) мы получили положительное число. Было минус два, стало плюс два.) А вот если бы мы просто бездумно «сократили» степень и корень (одинаковые же!), то получили бы

Что является грубейшей ошибкой, да.

Поэтому для чётного показателя формула корня из степени выглядит вот так:

Здесь добавился нелюбимый многими знак модуля, но в нём страшного ничего нет: благодаря ему, формула также работает для любого действительного числа a. И модуль просто отсекает минусы:

Только в корнях n-й степени появилось дополнительное разграничение на чётные и нечётные степени. Чётные степени, как мы видим, более капризные, да.)

А теперь рассмотрим новое полезное и весьма интересное свойство, уже характерное именно для корней n-й степени: если показатель корня и показатель степени подкоренного выражения умножить (разделить) на одно и то же натуральное число, то значение корня не изменится .

Чем-то напоминает основное свойство дроби, не правда ли? В дробях мы тоже числитель и знаменатель можем умножать (делить) на одно и то же число (кроме нуля). На самом деле, это свойство корней – тоже следствие основного свойства дроби. Когда мы познакомимся со степенью с рациональным показателем , то всё станет ясно. Что, как и откуда.)

Прямое применение этой формулы позволяет нам упрощать уже совершенно любые корни из любых степеней. В том числе, если показатели степени подкоренного выражения и самого корня разные . Например, надо упростить вот такое выражение:

Поступаем просто. Выделяем для начала под корнем четвёртую степень из десятой и – вперёд! Как? По свойствам степеней, разумеется! Выносим множитель из-под корня или работаем по формуле корня из степени.

А вот упростим, используя как раз это свойство. Для этого четвёрку под корнем представим как :

И теперь – самое интересное – сокращаем мысленно показатель под корнем (двойку) с показателем корня (четвёркой)! И получаем:

Урок и презентация на темы: "Функция корня n-ой степени. Примеры решений. Построение графиков"

Дополнительные материалы
Уважаемые пользователи, не забывайте оставлять свои комментарии, отзывы, пожелания! Все материалы проверены антивирусной программой.

Обучающие пособия и тренажеры в интернет-магазине "Интеграл" для 11 класса
Интерактивное пособие для 9–11 классов "Тригонометрия"
Программная среда "1С: Математический конструктор 6.1"

Функция корня n-ой степени

Ребята, мы продолжаем изучать корни n-ой степени из действительного числа. Сегодня мы с вами изучим функцию $y=\sqrt[n]{x}$, построим график и найдем ее свойства.
Сначала рассмотрим нашу функцию в случае неотрицательного значения аргумента.
Наша функция является обратной для функции $y=x^n$, которая является монотонной функцией (это и значит, что у нее есть обратная функция). Давайте построим график функции $y=x^n$, тогда график нашей функции $y=\sqrt[n]{x}$ будет симметричен относительно прямой $y=x$. Не забываем, что мы рассматриваем случай неотрицательного значения аргумента, то есть $х≥0$.

Свойства функции

Свойства функции $y=\sqrt[n]{x}$ при $x≥0$:
1. $D(f)={x}$, если n нечетное существует и при $х $f(-x)=\sqrt[n]{(-x)}=-\sqrt[n]{x}=-f(x)$,где $n=3,5,7,9…$.
Вспомнив свойство графика нечетной функции – симметричность относительно начала координат, давайте построим график функции $y=\sqrt[n]{x}$ для $n=3,5,7,9…$.
Отразим график функции, которой мы получили вначале, относительно начала координат.
Заметим, что ось ординат является касательной к графику нашей функции в точке $х=0$.

Пример.
Построить и прочитать график функции $y=f(x)$, где $f(x)$:
$f(x)=\begin{cases}\sqrt{x}, x≤1\\ \frac{1}{x}, x>1\end{cases}$.
Решение. Последовательно построим два графика функции на разных координатных плоскостях, после полученные графики объединим в один. Построим график функции $y=\sqrt{x}$, $x≤1$.
Таблица значений:
График функции $y=\frac{1}{x}$ нам хорошо известен, это гипербола, давайте построим график при $x>1$.
style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;"> Объединим оба графика:

Ребята, давайте опишем свойства, которыми обладает наша функция:
1. $D(f)=(-∞;+∞)$.
2.Ни четная, ни нечетная.
3. Убывает на $$.
4. Неограниченна снизу, ограничена сверху.
5. Наименьшего значения нет, наибольшее значение равно 1.
6. Непрерывна.
7. $E(f)=(-∞;1]$.
8. Функция дифференцируема всюду, кроме точек $х=0$ и $х=1$.
9. $\lim_{x \rightarrow +∞} f(x)=0$.

Пример. Найти область определения функций:

А) $y=\sqrt{2x-10}$.
б) $y=\sqrt{3x-6}$.
в) $y=\sqrt{3x-6}+\sqrt{25-x^2}$.

Решение:
а) Показатель корня нашей функции – четный, значит под корнем должно находиться неотрицательное число.
Решим неравенство:
$2x-10≥0$.
$2x≥10$.
$x≥5$.
Ответ: $D(y)=.$ Это и есть область определения исходной функции.
Ответ: $D(y)=$.

Задачи для самостоятельного решения

1. Построить график функции: $y=\sqrt{x-3}+1$.
2. Решить уравнение $\sqrt{x}=-x-2$.
3. Построить и прочитать график функции $y=f(x)$, где $f(x)$: $f(x)=\begin{cases}\sqrt{x}, x≥1\\ x^3, x 4. Найти область определения функций:
а) $y=\sqrt{3x-15}$.
б) $y=\sqrt{2x-10}$.
в) $y=\sqrt{4x-12}+\sqrt{36-x^2}$.