y=∣x∣ 無理関数 y=∣x∣ のグラフ
y=∣x∣ は x の絶対値の平方根です。∣x∣ がつねに 0 以上なので根号の中身が負になることはなく、実数全体で定義できます。
定義域と対称性
- 定義域はすべての実数
- 値域は y≥0
- 偶関数
- 原点で最小値 0
x≥0 では y=x、x<0 では y=−x と場合分けできます。右半分は x そのもので、それを y 軸で折り返して左へ広げた形になります。
原点の尖点
| 範囲 | 導関数 | x→0 での極限 |
|---|
| x>0 | 2x1 | +∞ |
| x<0 | −2−x1 | −∞ |
原点では両側の接線がともに垂直に切り立ちます。そのため原点は鋭くとがった点(尖点)になり、そこでは微分できません1。
折れ線の絶対値 y=∣x∣ が原点で角をもつのと同じですが、こちらは接線が垂直になる分だけいっそう鋭く見えます。
特徴的な値
| x | ∣x∣ |
|---|
| ±1 | 1 |
| ±4 | 2 |
| ±9 | 3 |
| ±100 | 10 |
∣x∣ が 4 倍になるごとに y が 2 倍になります。原点から離れると ∣x∣ よりも値の増え方はゆるやかで、x=100 では ∣x∣=100 に対し ∣x∣=10 にとどまります。
似た形の関数との比較
同じく原点に尖点をもつ y=x2/3 と似ていますが、原点付近では ∣x∣ のほうがゆっくり 0 に近づきます。
| x | ∣x∣ | x2/3 |
|---|
| 0.01 | 0.1 | ≈0.046 |
| 1 | 1 | 1 |
| 100 | 10 | ≈21.5 |
原点の近くでは前者が上、遠方では後者が上にきます。
位置づけ
平方根と絶対値を組み合わせた基本的な合成関数で、関数を偶関数にする操作や、原点での特異な振る舞いを学ぶ題材としてよく使われます。距離やばらつきに関係する量を扱う場面にも現れます。
- Singular point of a curve、Wikipedia