与えられた2つの関数のグラフを描く問題です。 19) $y = 3^x$ 20) $y = (\frac{1}{2})^x$

解析学指数関数グラフ関数のグラフ単調増加単調減少
2025/6/18

1. 問題の内容

与えられた2つの関数のグラフを描く問題です。
19) y=3xy = 3^x
20) y=(12)xy = (\frac{1}{2})^x

2. 解き方の手順

どちらの関数も指数関数です。指数関数のグラフの形状を理解し、いくつかの点をプロットすることでグラフを描くことができます。
19) y=3xy = 3^x の場合:
* x=0x = 0 のとき、y=30=1y = 3^0 = 1。よって、点 (0,1)(0, 1) を通ります。
* x=1x = 1 のとき、y=31=3y = 3^1 = 3。よって、点 (1,3)(1, 3) を通ります。
* x=1x = -1 のとき、y=31=13y = 3^{-1} = \frac{1}{3}。よって、点 (1,13)(-1, \frac{1}{3}) を通ります。
* xx が大きくなるにつれて、yy は急激に増加します。
* xx が小さくなるにつれて、yy は0に近づきます。
y=3xy = 3^x は単調増加の指数関数です。
20) y=(12)xy = (\frac{1}{2})^x の場合:
* x=0x = 0 のとき、y=(12)0=1y = (\frac{1}{2})^0 = 1。よって、点 (0,1)(0, 1) を通ります。
* x=1x = 1 のとき、y=(12)1=12y = (\frac{1}{2})^1 = \frac{1}{2}。よって、点 (1,12)(1, \frac{1}{2}) を通ります。
* x=1x = -1 のとき、y=(12)1=2y = (\frac{1}{2})^{-1} = 2。よって、点 (1,2)(-1, 2) を通ります。
* xx が大きくなるにつれて、yy は0に近づきます。
* xx が小さくなるにつれて、yy は急激に増加します。
y=(12)xy = (\frac{1}{2})^x は単調減少の指数関数です。これは y=2xy = 2^{-x} とも書けます。
グラフの概形は、上記で求めた点を通る滑らかな曲線になります。y=3xy=3^xは単調増加、y=(1/2)xy=(1/2)^xは単調減少であることに注意します。どちらの関数もxx軸を漸近線とし、yy切片は(0,1)(0,1)です。

3. 最終的な答え

グラフを描く必要があるので、答えはそれぞれの関数に対応するグラフの概形となります。グラフは、上記手順で求めた点を参考に、単調増加または単調減少の指数関数として描画します。
y=3xy = 3^x のグラフ:単調増加の指数関数、点(0,1),(1,3),(1,1/3)(0, 1), (1, 3), (-1, 1/3)を通る。
y=(1/2)xy = (1/2)^x のグラフ:単調減少の指数関数、点(0,1),(1,1/2),(1,2)(0, 1), (1, 1/2), (-1, 2)を通る。

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