1. Khái niệm hàm số lũy thừaHàm số lũy thừa là các hàm số dạng y= x
α, với α là một số thực đã cho. Các hàm số lũy thừa có tập xác định khác nhau, tùy theo α:
- Nếu α ∈ ℤ
+ thì tập các định là ℝ.
- Nếu α ∈ ℤ ℤ
+ thì tập các định là ℝ{0}.
- Nếu α ∈ ℤ thì tập các định là (0; +∞).
Chú ý: Hàm số y=
có tập xác định là [0;+∞), hàm số y=
có tập xác định ℝ, trong khi đó các hàm y=
, y=
đều có tập xác định (0; +∞). Vì vậy y=
và y=
( hay y=
và y=
) là những hàm số khác nhau.
2. Đạo hàm của hàm số lũy thừa với số mũ tổng quát - Hàm số y= x
α có đạo hàm tai mọi x ∈ (0; +∞) và (x
α)
’= αx
α-1- Nếu hàm số u=u(x) nhận giá trị dương và có đạo hàm trong khoảng J thì hàm số
y= u
α(x) cũng có đạo hàm trên J và (u
α(x))
’= αu
α-1(x)u’(x).
3. Đạo hàm của hàm số lũy thừa với số mũ nguyên dươngTrong trường hợp số mũ nguyên dương, hàm số lũy thừa y= x
n có tập xác định là ℝ và có đạo hàm trên toàn trục số. Công thức tính đạo hàm số lũy thừa tổng quát được mở rộng thành ∀x, (x
n)
’= nx
n-1 và ∀x ∈ J, (u
n(x))
’= nu
n-1(x)u
’(x) nếu u= u(x) có đạo hàm trong khoảng J.
4. Đạo hàm của hàm số lũy thừa với số mũ nguyên âmNếu số mũ là số nguyên âm thì hàm số lũy thừa y= x
n có tập xác định là ℝ và có đạo hàm tại mọi x khác 0, công thức đạo hàm hàm số lũy thừa tổng quát được mở rộng thành ∀x # 0,(x
n)
’= nx
n-1 và ∀x ∈ J, (u
n(x))
’= nu
n-1(x)u
’(x) nếu u= u(x) # 0 có đạo hàm trong khoảng J.
5. Đạo hàm của căn thức Hàm số
có thể xem là mở rộng của hàm lũy thừa
( tập xác định của y=
chứa tập xác định của y=
và trên tập xác định của y=
hai hàm số trùng nhau).
Khi n lẻ thì hàm số y= có tập xác định ℝ. Trên khoảng (0; +∞) ta có y=
=
và
=
, do đó =
. Công thức này còn đúng cả với x < 0 và hàm số y=
không có đạo hàm tại x= 0.
Khi n chẵn hàm y=
có tập xác định là [0;+∞), không có đạo hàm tại x= 0 và có đạo hàm tại mọi x > 0 tính theo
công thức
=
.
Tóm lại, ta có
đúng với mọi x làm cho vế phải có nghĩa. Sử dụng quy tắc đạo hàm hàm hợp ta suy ra: Nếu u=u(x) là hàm có đạo hàm trên khoảng J và thỏa mãn điều kiện u(x) > 0, ∀x ∈ J khi n chẵn, u(x) # 0, ∀x ∈ J khi n llẻ thì ∀x ∈ J,
6. Đồ thị hàm số y=xα trên khoảng (0; +∞)Chú ý khi khảo sát hàm số y= x
α với α cụ thể cần xét hàm số trên toàn tập xác định của nó( chứ không phải chỉ xét trên khoảng (0; +∞) như trên).