怎么绘制y=x^(1-x)的图像?

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y=x^(1-x),这个函数可以说是非常复杂。因为我们不仅要作出x>0的图像,还要做出x<0的图像,乃至把y视为复变函数来作图。

怎么绘制y=x^(1-x)的图像?
怎么绘制y=x^(1-x)的图像?

工具/原料

  • 电脑
  • 数学软件可以包括:
  • Mathematica
  • 数学手册计算器
  • 网络画板
  • Desmos

把y视为实函数

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    这里用到的工具,都是有相应的网页版的。

    用数学手册计算器,可以不用指定绘图区间。

    注意看图像,在第三象限居然也有存在,但是稍微拖动一下,那第三象限的图像就消失了。

    这说明,图像在第三象限只是若干散点。

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    Desmos也不需要指定绘图区间。

    x^{\left(1-x\right)}

    Desmos还自动给出了函数的极值点的位置。

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    Mathematica绘图,需要指定绘图区间:

    Plot[x^(1-x),{x,-2,5},AspectRatio->Automatic,PlotRange->2]

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    而网络画板得到的图像,则是把x<0的部分的散点图用折线连接在一起了。

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当x小于0,怎么办?

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    下面,我们专门使用Mathematica研究x<0的情况。

    如果要限定y是实函数,那么我们知道,图像只能是散点图:

    Table[{x,x^(1-x)},{x,0,-2,-1}]

    ListPlot[%8,PlotStyle->Blue,Filling->Axis]

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    当x=-1/3的时候,x^(1-x)=(-1/3)^(2/3),这个式子,在Mathematica看来,应该是一个复数。

    然而,这个(-1/3)^(2/3)在实数范围内是存在的。

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    如果按照Mathematica默认的算法,(-1/3)^(2/3)是复数,我们尝试着在复平面上作图这些散点图:

    aa=Table[x^(1-x),{x,0,-2,-1/3}];

    ListPlot[(Tooltip[{Re[#1],Im[#1]}]&)/@aa,       AspectRatio->Automatic,PlotStyle->Blue]

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    把散点的间隔变小一点:

    aa=Table[x^(1-x),{x,0,-2,-1/300}];

    ListPlot[(Tooltip[{Re[#1],Im[#1]}]&)/@aa,       AspectRatio->Automatic,PlotStyle->Blue]

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注意事项

  • 思考一下,怎么绘制(-2)^x的图像?
经验内容仅供参考,如果您需解决具体问题(尤其法律、医学等领域),建议您详细咨询相关领域专业人士。
作者声明:本篇经验系本人依照真实经历原创,未经许可,谢绝转载。
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