Eksempler på forløb af potensfunktionen \(y=x^a\) for \(a = 0, 1/2, 1\) og \(2\).
Potensfunktion
Af .

Potensfunktion betegner, i matematik, funktionen \(x \rightarrow x^n\).

Når eksponenten (graden) \(n\) er et helt, positivt tal, er potensfunktionen defineret for alle reelle- og komplekse værdier af den variable \(x\).

Potensfunktionen er en lige funktion af \(x\), når \(n\) er et lige tal, og en ulige funktion af \(x\), når \(n\) er et ulige tal.

Når \(n=0\), defineres \(x^0 = 1\) for alle \(x\).

Når eksponenten er et positivt, ikke helt tal \(a\), er potensfunktionen \(x\rightarrow x^a\) defineret for reelle \(x \geq 0\), og den er en voksende funktion. Funktionen er konveks, affin eller konkav i tilfældende \(a > 1\), \(a=1\) eller \(a < 1\). For \(a = 1/n\) bruger man notationen \(x^{1/n} = \sqrt[n]{x}\), specielt skrives \(x^{1/2} = \sqrt{x}\).

Når \(a < 0\), defineres \(x^a = 1/x^{-a}\) for \(x > 0\).

Funktionen \(x \rightarrow b x^n\), hvor \(b\) er en konstant, kaldes ligeledes en potensfunktion.

Eksempler

Nedenfor er vist nogle velkendte eksempler, hvor potensfunktioner optræder.

Sammenhængen mellem en længdeskala \(L\) og arealet \(A\) for en plan figur $$ A = b L^2 $$ hvor \(b\) er et positivt tal.

Newtons gravitationslov, hvor størrelsen af kraften \(F\) mellem to punktmasser afhænger af deres indbyrdes afstand \(r\) som $$ F = b r^{-2} $$ hvor \(b\) er et positivt tal.

Et pendul med pendullængde \(L\) har, for små udsving, en svingningstid \(T\), som afhænger af pendullængden som $$ T = b L^{1/2} $$

Små udbøjninger \( \delta \) af en vandret, i den ene ende indspændt, elastisk bjælke afhænger af bjælkelængden \(L\) som $$ \delta = b L^3 $$

Kommentarer (2)

skrev Olfert Rahbek

Kære Christian Berg

Tak for din artikel om potensfunktioner. Jeg vil høre, om følgende kunne tilføjes:

"Potensfunktioner beskriver fx ..."

Konkret har jeg på fornemmelsen, at jeg og måske også andre læsere i højere grad ville nyde godt af den matematisk parsimoniske artikel, hvis den også koblede til fænomener i verden, som helt eller delvist, fx i intervaller, følger en potensfunktion. Mere konkret er det min fornemmelse, at visse fænomener kan opfattes som "kæmpende om en (markeds)andel" og at dette kan give sig udslag i et forløb, der i et større eller mindre interval følger potensfunktionen. Jeg har fx fundet, at størrelsen af ordforrådet i en tekst følger funktionen:
f(x) = b*x^a; n = brutto antal ord i teksten.
Eksempelvise værdier af a og b er:
f(x) = 4*x^0,67 (basis 4000 artikler af varierende størrelse, R^2 = 0,97).

Bh. Olfert Rahbek

svarede Marie Bilde

Kære Olfert Rahbek.
Tak for det gode forlag. Jeg gennemgår ældre ubesvarede kommentarer og beklager, at du ikke har hørt fra os tidligere. Christian Berg skrev artiklen om potensfunktion til det trykte leksikon. Han er ikke tilknyttet Lex i dag. Artiklen skal ligesom flere andre artikler i denne kategori opdateres og udbygges - også med eksempler på praktisk brug.
Bedste hilsner
Marie Bilde

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig