Для функции ( y = x^{-4} ), или, что то же самое, ( y = \frac{1}{x^4} ), мы можем построить график и определить основные свойства.
1. Область определения:
Функция определена для всех действительных чисел ( x ) за исключением ( x = 0 ), так как при ( x = 0 ) знаменатель обращается в ноль, и функция становится неопределённой. Таким образом, область определения функции: ( (-\infty, 0) \cup (0, +\infty) ).
2. Область значений:
Поскольку ( x^4 ) всегда положительно для всех ( x \neq 0 ), то ( \frac{1}{x^4} ) также всегда будет положительным. Кроме того, поскольку ( x^4 ) стремится к бесконечности, когда ( x ) приближается к нулю или к бесконечности, ( \frac{1}{x^4} ) стремится к нулю. Следовательно, область значений функции: ( (0, +\infty) ).
3. Четность/нечетность функции:
Функция является четной, так как ( f(-x) = \frac{1}{(-x)^4} = \frac{1}{x^4} = f(x) ). Это означает, что график функции симметричен относительно оси ординат.
4. Асимптоты:
У функции есть вертикальная асимптота ( x = 0 ), так как функция стремится к бесконечности, когда ( x ) приближается к нулю. Также у функции есть горизонтальная асимптота ( y = 0 ), так как значение функции стремится к нулю, когда ( x ) стремится к бесконечности или минус бесконечности.
5. Экстремумы:
Поскольку функция убывает от ( -\infty ) до ( 0 ) и от ( 0 ) до ( +\infty ), у функции нет локальных минимумов или максимумов. Функция всегда убывает к нулю при удалении от нуля по оси ( x ).
6. Интервалы возрастания и убывания:
Функция убывает на всей области определения, то есть на интервалах ( (-\infty, 0) ) и ( (0, +\infty) ).
График функции:
Чтобы нарисовать график, можно взять несколько точек. Например:
- ( x = -2 ) или ( x = 2 ), ( y = \frac{1}{16} )
- ( x = -1 ) или ( x = 1 ), ( y = 1 )
- ( x = -1/2 ) или ( x = 1/2 ), ( y = 16 )
График будет иметь форму двух ветвей параболы, направленных вниз и расположенных в левой и правой части координатной плоскости, приближающихся к оси ( y ) и уходящих от оси ( x ) к оси ( y ), но никогда не касаясь её.