תבנית וצורה
פרבולה
y
=
a
x
{\displaystyle y=a^{x}}
פונקציה מונוטומית (פונקציה עולה או יורדת לערכיה) כאשר
a
{\displaystyle a}
חיובי:
ככל ש-
a
{\displaystyle a}
קטן יותר וגדול מאחד הפונקציה קעורה יותר.
כאשר
a
{\displaystyle a}
גדול מאפס וקטן מאחד הפונקציה יורדת
תחום הגדרה ותנאים מקדמים
מוגדל לכל
x
{\displaystyle x}
ו-
a
>
0
{\displaystyle \ a>0}
.
חיתוך עם הצירים
חיתוך עם ציר
x
{\displaystyle x}
אינה נחתכת עם הציר מפני שאין איבר בחזקה השווה לאפס.
חיתוך עם ציר
y
{\displaystyle y}
תמיד בנקודה
(
0
,
1
)
{\displaystyle (0,1)}
מאחר ש-
y
=
a
0
=
1
{\displaystyle y=a^{0}=1}
.
נקודת הקיצון
על פי הכלל
f
′
(
x
)
=
a
x
⋅
ln
(
a
)
{\displaystyle \ f'(x)=a^{x}\cdot \ln(a)}
. מאחר שסימן הנגזרת תלוי רק ב-
a
{\displaystyle a}
אך לא ב-
x
{\displaystyle x}
, מתקיים שהפונקציה תמיד עולה (אם
a
>
1
{\displaystyle \ a>1}
) או שהיא תמיד יורדת (אם
0
<
a
<
1
{\displaystyle \ 0<a<1}
). כלומר אין נקודות קיצון. גם במקרה בו
a
=
1
{\displaystyle \ a=1}
, הנגזרת לעולם מתאפסת (הראינו לעיל), לפונקציה אין נקודות קיצון. בנקודות קיצון סטנדרטיות מתקיים
f
′
(
x
)
=
0
{\displaystyle \ f'(x)=0}
וגם
f
″
(
x
)
≠
0
{\displaystyle \ f''(x)\neq 0}
, מה שלא מתקיים במקרה שלפנינו. נוסחת הנגזרת תשמש אותנו בפונקציה מעריכית מורכבת
נקודות פיתול
מציאת נקודות פיתול באמצעות טבלה
גזירה שנייה תניב
f
″
(
x
)
=
a
x
⋅
(
ln
(
a
)
)
2
{\displaystyle \ f''(x)=a^{x}\cdot (\ln(a))^{2}}
, וביטוי זה הוא לעולם חיובי. לכן לפונקציה גם לא קיימות נקודות פיתול .
מציאת נקודות פיתול באמצעות נגזרת שנייה
אסימפטוטות
אסימפטוטה אנכית לציר
x
{\displaystyle x}
אין אסימפטוטה מכיוון שפונקציה מעריכית אינה יכולה להתאפס :
a
x
≠
0
{\displaystyle a^{x}\neq 0}
(וערכי גדולים מאפס).
אסימפטוטה אופקית
נבדוק עבור
x
→
∞
{\displaystyle x\rightarrow \infty }
באמצעות הצבה:
y
=
a
∞
{\displaystyle y=a^{\infty }}
. על פי הכללים, כאשר
x
{\displaystyle x}
שואף לאינסוף אין אסימפטוטה (בכדי שישר
y
=
b
{\displaystyle y=b}
יקרא אסימפטוטה לפונקציה
f
(
x
)
{\displaystyle f(x)}
אם ערך של
f
(
x
)
{\displaystyle f(x)}
שואף לערך ה-
b
{\displaystyle b}
כאשר
x
→
∞
{\displaystyle x\rightarrow \infty }
).
נבדוק עבור
x
→
−
∞
{\displaystyle x\rightarrow -\infty }
באמצעות הצבה:
y
=
a
−
∞
=
1
a
∞
=
0
{\displaystyle y=a^{-\infty }={\frac {1}{a^{\infty }}}=0}
כלומר קיימת אסימפטוטה רק מצדו האחד של הגרף.
תחומי עליה וירידה
ניתן לחלק את הפונקציות המעריכיות לשלושה סוגים עיקריים של פונקציות:
כאשר
a
=
1
{\displaystyle \ a=1}
הפונקציה המעריכית היא פונקציה קבועה
y
=
1
{\displaystyle \ y=1}
.
כאשר
a
≠
1
{\displaystyle \ a\neq 1}
:
אם
a
>
1
{\displaystyle \ a>1}
זוהי פונקציה עולה.
אם
0
<
a
<
1
{\displaystyle \ 0<a<1}
זוהי פונקציה יורדת.
תחום שלילי וחיובי