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輸入計算

數學公式

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結果

結果 (y = a·x^b)
18
y 的值
x 的 b 次方 (x^b) 9

什麼是冪函數?

冪函數的一般形式為 \(y = a \cdot x^{b}\),其中 a 是常數係數(也就是縮放倍率),x 是輸入變數,而 b 則是固定的指數。冪函數可以描述現實世界中各式各樣的關係——小至正方形的面積(\(b = 2\)),大至球體的體積、重力的計算,乃至生物學中的異速生長定律(allometric scaling),都離不開它。

同一座標軸上不同指數的冪函數 y = x^b 曲線族
冪函數 y = a·x^b 會隨指數 b 的不同呈現出不同形狀。

如何使用這個計算機

請輸入三個數值:係數 a、變數 x 以及指數 b。計算機會先將 x 的 b 次方算出,再乘上 a,得到最終的 y 值。它同時會顯示中間結果 \(x^{b}\),讓你清楚看到每一個運算步驟。三個欄位都支援小數與負數輸入。

公式詳解

整個計算分兩個步驟完成。首先將底數做指數運算:\(x^{b}\);接著再把結果乘上係數:

$$y = a \cdot x^{b}$$

當 \(b = 1\) 時,函數為線性(\(y = a \cdot x\));當 \(b = 2\) 時為二次函數;分數指數則代表開根號(\(b = 0.5\) 即為平方根),而負指數則代表倒數(\(b = -1\) 即為 \(a/x\))。

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冪函數公式 y = a·x^b 各部分的標註圖解
三個輸入量:係數 a、底數 x 與指數 b。

實際範例

假設 \(a = 2\)、\(x = 3\)、\(b = 2\)。先計算 \(x^{b} = 3^{2} = 9\),再求

$$y = a \cdot 9 = 2 \cdot 9 = 18$$

因此,這個冪函數在 \(x = 3\) 時的值為 18。

常見問題

可以使用負指數嗎?可以。負指數代表取倒數,例如 \(x^{-2} = 1/x^{2}\)。只要確保 x 不為零,避免發生除以零的情況即可。

如果 x 是負數、b 是分數會怎樣?將負數做分數次方,可能無法得到實數結果(例如負數的平方根)。在這類情況下,結果可能為未定義(undefined)。

這跟指數成長一樣嗎?不一樣。在冪函數中,指數是固定的,變動的是底數;而在指數函數(\(y = a \cdot b^{x}\))中,底數是固定的,變動的卻是指數。

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