第四节 曲线的凹凸性与拐点 函数图形的描绘高等数学三年专科最新版精品课件

例3 求曲线
的拐点.
解: 函数的定义域为
y
1
2
x3
,
y
2
5
x3
3
9
为二阶导数不存在的点.
x (,0) 0 (0, )
y
不存在
y3x 凹
0
凸
因此点 ( 0 , 0 ) 为曲线
的拐点 .
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例4 求曲线
的凹凸区间及拐点.
解: 函数的定义域为
y 12x3 12x2,
第三章
第四节 函数的单调性与曲线的凹凸性
一、函数单调性的判定方法 二、曲线的凹凸性与拐点
一、 函数单调性的判定方法
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1. 定理1 设函数 在 [a , b] 上连续, 在(a , b)内可导,
(1) 如果在(a , b)内 f (x) 0, 则 在 [a ,b]内单调递增.
即 sin x 2 x π
能否利用单调性证明?
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例5
证明:
当0
x
π 2
时,
sin x 2 x. π
证明: 设 f (x) sin x , 则
x
f (x) xcos xsin x x2
cos
x(x x2
tan
x)
当0 x π 时, x tan x. f (x) 0,
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例5 确定函数
的单调区间.
解: 函数的定义域为 (, ),
f (x) 6x2 18x 12 6(x 1)(x 2)
令 f (x) 0 , 得 x1 1, x2 2

lim f (x) ；
xa
(iii)
lim f (x) ；
xa
(iv)
. lim f (x)
xa
第11页/共27页
以上四种情形可参考下列各图
a
a (图 (i))
(图 (ii)) a
a (图 (iii))
(图 (iv)) 第12页/共27页
如果下列条件之一成立，则称直线 y a 为 f 之 水平渐近线：
(i) lim f (x) a ； a
(ii) lim f (x) a . x
以上二种情形可参考下列各图：
a
(图 2.3.2(i))
a
(图 2.3.2(ii))
第13页/共27页
如果下列条件之一成立，则称直线
y ax b ，( a 0 )为 f 之斜渐近线：
(i)
lim f (x) (ax b) 0 ；
曲线 在(,0]为凸的； 当x 0时， y 0, 曲线 在[0,)为凹的； 注意到, 点(0,0)是曲线由凸变凹的分界点.
第4页/共27页
➢曲 线 的 拐 点 及 其 求 法
1、定义 连续曲线上凹凸的分界点称为曲线的拐点. 注意:拐点处的切线必在拐点处穿过曲线. 2、拐点的求法
定理 2 如果 f ( x)在( x0 , x0 )内存在二阶导
点(0 ， 0)为拐点．
其相关结论见表:
x (, 1) -1 (-1，0) 0 (0， 1) 1 (1, )
f (x) +
0
-
-
-0Βιβλιοθήκη +f (x) -
-
-
0
+
+
+
f (x)

趋于零 , 则称此直线 L 为曲线 y = f ( x ) 的一条 渐近线 .
曲 线 的 渐 近 线
水平渐近线
垂直渐近线
斜渐近线
水平渐近线
若 lim f ( x) b , 则曲线 f ( x) 有一条水平渐近线 y b .
x
这里的极限可以是
x
lim f ( x) b 或 lim f ( x) b .
x
垂直渐近线
若 lim f ( x) , 则曲线 y f ( x) 有一条垂直渐近线 x a .
x a
这里的极限可以是 xlim f ( x) , a lim lim f ( x) ; f ( x) ,
x a
x a
x a
lim f ( x) ; lim f ( x) .
f ( x) ( x 1) lim lim 1 2 x x x ( x 1) x
b k
现在给定一个函数 , 我们可以讨论它的：
定义域、 值 域、 奇偶性、 有界性、 周期性、 连续性、 间断点、 可微性、 单调性、 极 值、 最 值、 凹凸性、 拐 点、 渐近线、 零点位置 . 用极限讨论函数的变化趋势 . 用泰勒公式将函数离散化 .
三、函数图形的描绘
作函数图形的一般步骤如下： (1) 确定函数的定义域 , 观察奇偶性、周期性 . (2) 求函数的一、二阶导数 , 确定极值可疑点和拐点可疑点 .
若 f ( x) 在点 x0 两侧符号相反, 则
点 ( x0 , f ( x0 )) 为曲线 y f ( x) 的拐点 .
定理
( 判别拐点的充分条件 )
设 f ( x) C ( I ) , f ( x) 在 U( x0 ) ( x0 I ) 内三阶可导 .

x
《经济数学基础》配套课件
定义4.3.3、4.3.4
若 lim f ( x) b，lim f ( x) b 或 lim f (x) b，
x
x
x
则称直线 y = b 为曲线 y = f (x) 的水平渐近线.
若 lim f (x) , lim f ( x) 或 lim f ( x) ，
0
0
f (x)
凹的∪
拐点 (0,1)
凸的∩
拐点 (2 3 ,1127)
凹的∪
凹区间为(,0《],经[2济3数,学基), 础凸》区配套间课为件[0, 2 3]
凹凸区间为(,0], [0, 2 3], [2 3 ,). 《经济数学基础》配套课件
例 求曲线
的拐点.
2
5
解:
y
1 3
x
3
,
y
2 9
x
3
x ( ,0) 0
2. 求
并求出 及
为 0 和不存在
的点 ;
3. 列表判别增减及凹凸区间 , 求出极值和拐点 ;
4. 求渐近线 ;
5. 确定某些特殊点 , 描绘函数图形 .
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例5. 描绘函数
的图形.
解: 1) 定义域为
图形对称于 y 轴.
2)
求关键点 y 1
2
x
e
x2 2
,
y
1
e
x2
2 (1
(0, )
y
不存在
y凹
0
凸
因此点 ( 0 , 0 ) 为曲线
的拐点 .
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练习. 求曲线
的凹凸区间及拐点.