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【指数関数】指数関数とそのグラフ

このページでは、指数関数のグラフの描き方を詳しく解説していきます!

 ・\(y=2^x\)
 ・\(y=\big(\displaystyle\frac{1}{3}\big)^x\)
 ・\(y=1+2\cdot 3^{x-1}\)

などのグラフを素早く描けるようにしましょう!

目次

データアナリストへの道

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指数関数 \(y=2^x\) のグラフ

まずは、 \(x\) に順番に値を代入してみる。

 \(x=-4\) のとき、\(y=\frac{1}{16}\)
 \(x=-3\) のとき、\(y=\frac{1}{8}\)
 \(x=-2\) のとき、\(y=\frac{1}{4}\)
 \(x=-1\) のとき、\(y=\frac{1}{2}\)
 \(x=0\) のとき、\(y=1\)
 \(x=1\) のとき、\(y=2\)
 \(x=2\) のとき、\(y=4\)
 \(x=3\) のとき、\(y=8\)
 \(x=4\) のとき、\(y=16\)

\(x\) の値を大きくしていくと、\(y\) の値は加速度を増して大きくなる様子がわかります

指数関数 \(y=a^x\) のグラフ

 \(a>1\) のとき

POINT

・\(x\) が十分小さいとき(点 \(B\))、\(y\) は限りなく \(0\) に近い。
 ※ \(0\) に交わることはない。
・\(x=0\) のとき \(y=1\)
・\(x\) が十分大きいとき(点 \(A\))、\(y\) は非常に大きくなる。

「指数関数的に増える」という言葉を使ったりしますが、「一定ではなく途中から爆発的に増える」という意味で使われます。これをよく表したパラドックス問題があるのでぜひ見てみてください。

 \(0<a<1\) のとき

POINT

・\(x\) が十分小さいとき(点 \(B\))、\(y\) は爆発的に大きい

・\(x=0\) のとき、\(y=1\)

・\(x\) が十分大きいとき(点 \(A\))、\(y\) は \(0\) に近い

指数関数のグラフ(発展)

 \(y=1+2\cdot 3^{x-1}\) のグラフ

POINT

・\(y\) 軸方向に \(+1\)
 →\(y=1\) が漸近線(青線)

・\(x\) の値が十分に小さいとき、\(y\) は \(1\) に近い

・\(2\cdot 3^{x-1}\) について、\(3^{x-1}\) を \(2\) 倍している。しかし、グラフを描く際はそこまで気にする必要はない。

おわりに

さいごまで読んでいただきありがとうございました!

このブログは統計学を学びたい学生/社会人向けに記事を書いています。

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