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べき関数

y = xⁿ を探索——放物線から双曲線まで、指数ひとつで変わる世界

べき関数y = xⁿ の形をしており、指数 n が グラフの形をすべて決めます。n = 2 のときはおなじみの放物線、n = 3 のときはS字カーブ、 n = ½ のときは平方根関数、n = −1 のときは双曲線になります。

これらはすべて同じ関数の仲間で、指数が違うだけです。 このレッスンでは、スライダーを使って n の値を変え、 カーブがリアルタイムで変化する様子を観察します。偶数の指数がなぜ対称な形を作るのか、 奇数の指数がなぜ原点を通るS字カーブになるのか、 指数が負の数や分数のときに何が起こるのかを発見しましょう。

灰色の線 y = x が参照線としてグラフに残っているので、 べき関数と単純な比例関係をいつでも比較できます。

Graph

FAQ

べき関数とは何ですか?
べき関数とは y = x^n の形の関数で、n は定数の指数です。例えば y = x^2(放物線)、y = x^3(3次関数)、y = x^{0.5} = \sqrt{x}(平方根)、y = x^{-1} = \frac{1}{x}(逆数/双曲線)があります。変数 x が底で、定数 n が指数です。
べき関数と指数関数の違いは何ですか?
べき関数 y = x^n では、変数がで指数は定数です。指数関数 y = a^x では、底が定数で変数が指数です。例えば y = x^3 はべき関数(xが底)、y = 3^x は指数関数(xが指数)です。成長の仕方が大きく異なり、指数関数は最終的にどんなべき関数よりも速く成長します。
指数はべき関数の形にどう影響しますか?
指数 n がすべてを決めます:偶数の整数(n = 2, 4, ...)はy軸対称のU字型カーブ。奇数の整数(n = 3, 5, ...)は原点を通るS字型カーブ。分数(n = 0.5 など)はルート関数(x ≥ 0 でのみ定義)。負の指数(n = −1 など)は垂直・水平漸近線を持つ双曲線。|n| が大きいほど、原点から離れた部分でカーブが急になります。
指数が 0 や 1 のときはどうなりますか?
n = 0 のとき、y = x^0 = 1(x ≠ 0 のすべてで成立)——y = 1 の水平線です。n = 1 のとき、y = x^1 = x——原点を通る傾き 1 の直線です。これらは最も単純なべき関数で、他の指数を探索する際の便利な基準になります。