以下の4つの関数のグラフを描く問題です。 a) $f(x) = e^x + 3$ b) $f(x) = 3 \cdot 2^{-x}$ c) $f(x) = \log_{1/2} (3x)$ d) $f(x) = \ln x$

解析学関数グラフ指数関数対数関数漸近線
2025/5/26

1. 問題の内容

以下の4つの関数のグラフを描く問題です。
a) f(x)=ex+3f(x) = e^x + 3
b) f(x)=32xf(x) = 3 \cdot 2^{-x}
c) f(x)=log1/2(3x)f(x) = \log_{1/2} (3x)
d) f(x)=lnxf(x) = \ln x

2. 解き方の手順

それぞれの関数について、グラフの形状を理解し、特徴的な点をいくつか求めれば、グラフを描くことができます。
a) f(x)=ex+3f(x) = e^x + 3
これは指数関数y=exy=e^xをy軸方向に3だけ平行移動したものです。
exe^xは、xxが大きくなると急激に増加し、xxが小さくなると0に近づきます。
x=0x=0のとき、f(0)=e0+3=1+3=4f(0) = e^0 + 3 = 1 + 3 = 4となります。
漸近線はy=3y=3となります。
b) f(x)=32xf(x) = 3 \cdot 2^{-x}
これは指数関数y=2xy=2^xをx軸に関して反転させ、y軸方向に3倍に拡大したものです。
f(x)=3(1/2)xf(x) = 3 \cdot (1/2)^xとも書けます。
xxが大きくなるとf(x)f(x)は0に近づき、xxが小さくなるとf(x)f(x)は大きくなります。
x=0x=0のとき、f(0)=320=3f(0) = 3 \cdot 2^0 = 3となります。
漸近線はy=0y=0となります。
c) f(x)=log1/2(3x)f(x) = \log_{1/2} (3x)
これは対数関数です。
真数条件より、3x>03x > 0であるため、x>0x > 0です。
底が1より小さいので、単調減少します。
f(x)=0f(x) = 0となるのは、3x=13x = 1、つまりx=1/3x=1/3のときです。
x=1x=1のとき、f(1)=log1/23f(1) = \log_{1/2} 3であり、負の値を取ります。
垂直漸近線はx=0x=0となります。
d) f(x)=lnxf(x) = \ln x
これは自然対数関数です。
真数条件より、x>0x > 0です。
x=1x=1のとき、f(1)=ln1=0f(1) = \ln 1 = 0となります。
xxが大きくなるとf(x)f(x)も大きくなりますが、増加の度合いは小さくなります。
xxが0に近づくと、f(x)f(x)-\inftyに近づきます。
垂直漸近線はx=0x=0となります。
グラフを描くには、上記の情報を基に、いくつかの点をプロットして滑らかな線で結びます。グラフソフトや電卓を利用すると簡単に描けます。

3. 最終的な答え

それぞれの関数のグラフの形状を説明しました。具体的なグラフの図をここに表示することはできませんが、上記の情報を基にグラフを描くことができます。

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