本经验通过函数的定义域、单调性、凸凹性、极限等性质,介绍函数用导数工具画函数y=3x^3-6x^2的图像的主要步骤。
主要方法和步骤
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1
函数的定义域,根据函数特征,函数自变量可以取全体实数,即定义域为:(-∞,+∞)。
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2
定义域的定义为:设A,B是两个非空的数集,如果按某个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A--B为集合A到集合B的一个函数,记作y=f(x),x属于集合A。其中,x叫作自变量,x的取值范围A叫作函数的定义域。
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3
函数的单调性:通过函数的一阶导数,求出函数驻点,由一阶导数的正负,判断函数的单调性,并进一步求解得到函数的单调区间。
y=3x^3-6x^2
dy/dx=9x^2-12x=x(9x-12).
令dy/dx=0,则x1=0,x2=4/3;此时有:
(1)当x∈(-∞,0),(4/3,+∞)时,dy/dx>0,
此时函数为增函数,两个区间为函数的增区间。
(2)当x∈[0,4/3]时,dy/dx≤0,
此时函数为减函数,两个区间为函数的减区间。
可知函数在x=x1=0处取得极大值,在x=x2=4/3处取得极小值。
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4
函数的单调性也叫函数的增减性。当函数 f(x) 的自变量在其定义区间内增大(或减小)时,函数值f(x)也随着增大(或减小),则称该函数为在该区间上具有单调性。
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5
通过函数的二阶导数,得函数的拐点,解析函数的凸凹区间。
dy/dx=9x^2-12x,
d^2y/dx^2=18x-12.
令d^2y/dx^2=0,则x3=2/3,且有:
(1)当x∈(-∞,2/3)时,d^2y/dx^2<0,此时函数为凸函数,该区间为凸区间;
(2)当x∈[2/3,+∞)时,d^2y/dx^2≥0,此时函数为凹函数,该区间为凹区间。
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6
如果函数f(x)在区间I上二阶可导,则f(x)在区间I上是凹函数的充要条件是f''(x)>=0;f(x)在区间I上是凸函数的充要条件是f''(x)<=0。
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7
判断函数在无穷大处的极限。
Lim(x→-∞) 3x^3-6x^2=-∞;
Lim(x→0) 3x^3-6x^2=0;
Lim(x→+∞) 3x^3-6x^2=+∞;
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8
※.函数的奇偶性
∵f(x)=3x^3-6x^2,
∴f(-x)=3(-x)^3-6 (-x)^2=-3x^3-6x^2;
-f(x)=-3x^3+6x^2.
由于f(x)≠f(-x),且f(x)≠-f(x),
所以函数既不是奇函数又不是偶函数。
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9
函数上部分点解析如下表所示,横坐标和纵坐标。
例如,当x=0时,y=0,
当x=1时,y=3-6=-3;
当x=2时,y=3*2^3-6*2^2=24-24=0.
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10
综合以上函数的定义域、值域、单调性、凸凹性和极限等性质,函数的示意图如下:
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通过观察,其图像形状类似对钩“√”。更多函数性质,欢迎大家学习讨论。
END
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