指数関数のグラフと性質(底が 1 より大きいときと小さいとき)
の値を並べると、 が 増えるごとに 倍になります。
一次関数なら が 増えるごとに一定の数が足されます。指数関数では一定の数がかかる。
差が一定か、比が一定か。この違いだけで、グラフの形も、 軸との関係も、増え方の速さも決まります。
どの底でも同じ点を通る
なので、 は底が何であっても を通ります[2]。
も も も、この 1 点で交わる。
での値は なので、 も通ります。底そのものがグラフに現れる点です。
だから 2 点さえ読めれば底が決まる。 と を通る指数関数は しかありません。
底が向きを決める
底が より大きいか小さいかで、増える一方か減る一方かが分かれます[3]。
右上がり。 を増やすと は限りなく大きくなり、 を減らすと に近づく
右下がり。 を増やすと に近づき、 を減らすと限りなく大きくなる
底が の場合は という横線になるので、指数関数から外します。 かつ が約束です。
底が負の数だと、 のような値で実数にならない。だから底は正に限ります。
軸には近づくだけで届かない
はいつでも正の値です[3]。 のように小さくはなりますが、 にはなりません。
そのため 軸が漸近線になる。値域は で、定義域のほうは実数全体です[1]。
が 軸と交わらないことは、 に解がないことと同じ内容を言っています。
グラフに角や切れ目もありません。 は連続でなめらかにつながります[2]。
軸で折り返すと底が逆数になる
です。 を に替える操作は、 軸に関する折り返しにあたります。
つまり と は 軸について対称。片方を描けばもう片方も描けます。
底が逆数の関係にある 2 つは、いつでもこの関係になる。 と も同じです。
右下がりのグラフは、右上がりのものを 軸で裏返した形になります。
縦に伸ばすのと横にずらすのは同じこと
は、 を縦に 倍したグラフです。ところが指数法則から 。
は を左へ ずらしたグラフでもあります。同じ 1 本の曲線に、2 通りの説明が付く。
一般に、縦に 倍する操作は横に だけずらす操作と一致します。二次関数では起こらないことです。
なら だから左へ 。 なら右へ ずれます。

平行移動すると漸近線も動く
は、 を 方向に 、 方向に だけ動かしたグラフです。
縦に動かした分だけ漸近線もずれます。 だった漸近線が へ移り、値域は になる[1]。
なら、漸近線は 。 のとき なので を通ります。
横の移動では漸近線が動きません。 軸との位置関係は変わらないためです。
軸との交点は動きます。 に を入れると 。
どんな多項式よりも速く増える
と を比べると、しばらくは が圧倒します。 で に対し は 100 億。
それでも追い越されます。底が より大きければ、指数関数はどんな次数の多項式もいつかは上回ります[4]。
指数関数の増え方は、どんな次数の多項式よりも速い。順位が入れかわるのは と のあいだです。
に対し 。ところが 、。
一度追い越したあとは差が開く一方になります。 では が のおよそ 127 億倍。
底が より小さい側では、同じことが への近づき方の速さとして現れます。
の漸近線はどれですか。
は をどう動かしたグラフですか。
- 右へ
- 左へ
- 上へ
なので です。 を に替える操作は左への平行移動なので、左へ 動かした形になります。
通る点も、向きも、漸近線も、増え方の速さも、比が一定という 1 行につながっています。











縦の移動が −4 なので、漸近線は y=0 から y=−4 へ下がります。横の移動 +2 では漸近線が動きません。値域は y>−4 です。