按下列步驟來判斷區(qū)間I上的連續(xù)曲線y=f(x)的拐點(diǎn):
(1)求f''(x);
(2)令f''(x)=0,解出此方程在區(qū)間I內(nèi)的實(shí)根,并求出在區(qū)間I內(nèi)f''(x)不存在的點(diǎn);
(3)對(duì)于(2)中求出的每一個(gè)實(shí)根或二階導(dǎo)數(shù)不存在的點(diǎn)x0,檢查f''(x)在x0左右兩側(cè)鄰近的符號(hào),那么當(dāng)兩側(cè)的符號(hào)相反時(shí),點(diǎn)(x0,f(x0))是拐點(diǎn),當(dāng)兩側(cè)的符號(hào)相同時(shí),點(diǎn)(x0,f(x0))不是拐點(diǎn)。
為正確理解拐點(diǎn)的定義,可以參考以下例題。
拐點(diǎn)
拐點(diǎn),又稱反曲點(diǎn),在數(shù)學(xué)上指改變曲線向上或向下方向的點(diǎn),直觀地說拐點(diǎn)是使切線穿越曲線的點(diǎn)(即連續(xù)曲線的凹弧與凸弧的分界點(diǎn))。
已知函數(shù)的拐點(diǎn)為斜率最大的點(diǎn),而斜率的表示為一階導(dǎo)數(shù),最大值為二階導(dǎo)數(shù)等于0的點(diǎn)。
y=-x^3+3x-2
y'=-3x^2+3
由一階導(dǎo)數(shù)可以推出,當(dāng)x=0時(shí),斜率最大為3,即x=0為拐點(diǎn),代入方程得:
y=-(0)^3+3×0-2=-2,即拐點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-2)
已可以求二階導(dǎo)數(shù):
y"=-6x
令y"=0→-6x=0→x=0,
代入原方程解得:y=-2。
即拐點(diǎn)為(0,-2)
判斷方法:(1)求這個(gè)函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù);(2)若二階導(dǎo)數(shù)在這個(gè)點(diǎn)的左邊和右邊的正負(fù)性不同,則這個(gè)點(diǎn)就是拐點(diǎn);若在這個(gè)點(diǎn)的左邊和右邊的正負(fù)性相同,則這個(gè)點(diǎn)就不是拐點(diǎn)。
?拐點(diǎn)的必要條件
設(shè)f(x)在(a,b)內(nèi)二階可導(dǎo),x0∈(a,b),若(x0,f(x0))是曲線y=f(x)的一個(gè)拐點(diǎn),則f‘’(x0)=0。
拐點(diǎn)的充分條件
設(shè)f(x)在(a,b)內(nèi)二階可導(dǎo),x0∈(a,b),則f‘’(x0)=0,若在x0兩側(cè)附近f‘’(x0)異號(hào),則點(diǎn)(x0,f(x0))為曲線的拐點(diǎn)。否則(即f‘’(x0)保持同號(hào),(x0,f(x0))不是拐點(diǎn)。
當(dāng)函數(shù)圖像上的某點(diǎn)使函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)為零,且三階導(dǎo)數(shù)不為零時(shí),這點(diǎn)即為函數(shù)的拐點(diǎn)。
若函數(shù)y=f(x)在c點(diǎn)可導(dǎo),且在點(diǎn)c一側(cè)是凸,另一側(cè)是凹,則稱c是函數(shù)y=f(x)的拐點(diǎn)。另外,如果c是拐點(diǎn),必然有f''(c)=0或者f''(c)不存在;反之則不成立;比如,f(x)=x^4,有f''(0)=0,但是0兩側(cè)全是凸,所以0不是函數(shù)f(x)=x^4的拐點(diǎn)。
函數(shù)的拐點(diǎn)是事物發(fā)展過程中運(yùn)行趨勢(shì)或運(yùn)行速率的變化,也就是指凸曲線與凹曲線的連接點(diǎn),當(dāng)函數(shù)圖像上的某點(diǎn)使函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)為零,且三階導(dǎo)數(shù)不為零時(shí),這點(diǎn)即為函數(shù)的拐點(diǎn)。
函數(shù)在數(shù)學(xué)上的定義:給定一個(gè)非空的數(shù)集A,對(duì)A施加對(duì)應(yīng)法則f,記作f(A),得到另一數(shù)集B,也就是B=f(A),那么這個(gè)關(guān)系式就叫函數(shù)關(guān)系式,簡(jiǎn)稱函數(shù)。
若函數(shù)y=f(x)在c點(diǎn)可導(dǎo),且在點(diǎn)c一側(cè)是凸,另一側(cè)是凹,則稱c是函數(shù)y=f(x)的拐點(diǎn)。我們可以按下列步驟來判斷區(qū)間I上的連續(xù)曲線y=f(x)的拐點(diǎn): (1)求f''(x); (2)令f''(x)=0,解出此方程在區(qū)間I內(nèi)的實(shí)根,并求出在區(qū)間I內(nèi)f''(x)不存在的點(diǎn); (3)對(duì)于(2)中求出的每一個(gè)實(shí)根或二階導(dǎo)數(shù)不存在的點(diǎn)x0,檢查f''(x)在x0左右兩側(cè)鄰近的符號(hào),那么當(dāng)兩側(cè)的符號(hào)相反時(shí),點(diǎn)(x0,f(x0))是拐點(diǎn),當(dāng)兩側(cè)的符號(hào)相同時(shí),點(diǎn)(x0,f(x0))不是拐點(diǎn)。