Обсуждение длится одну неделю (или дольше, если оно идёт медленно).
Если обсуждение не требуется (очевидный случай), используйте другие шаблоны.
Показательная функция — математическая функция , где
называется основанием степени, а
— показателем степени.
Особо выделяется случай, когда в качестве основания степени выступает число e. Такая функция называется экспонентой (вещественной или комплексной).
Пусть — неотрицательное вещественное число,
— рациональное число:
. Тогда
определяется по следующим правилам.
Для произвольного вещественного показателя значение
можно определить как предел последовательности
, где
— рациональные числа, сходящиеся к
. Для экспоненты есть и другие определения через предел, например:
Используя функцию натурального логарифма , можно выразить показательную функцию с произвольным положительным основанием через экспоненту:
Эта связь позволяет ограничиться изучением свойств экспоненты.
I. Докажем, что
. Ч. т. д.
Докажем, что . Пусть
, тогда
. Если
, то
II. Ч. т. д.
.
Большая скорость роста может быть проиллюстрирована, например, задачей о складывании бумаги.
Для расширения экспоненты на комплексную плоскость определим её с помощью того же ряда, заменив вещественный аргумент на комплексный:
Эта функция имеет те же основные алгебраические и аналитические свойства, что и вещественная. Отделив в ряде для вещественную часть от мнимой, мы получаем знаменитую формулу Эйлера:
Таким образом, комплексная экспонента периодична вдоль мнимой оси.
Показательная функция с произвольным комплексным основанием и показателем степени легко вычисляется с помощью комплексной экспоненты и комплексного логарифма.
Пример: ; поскольку
(главное значение логарифма), окончательно получаем:
.