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怎么求凹凸区间

原创2025-06-26 14:56:52

求一个函数的凹凸区间通常遵循以下步骤:

求函数的二阶导数 。

讨论二阶导数的正负

如果在某区间内二阶导数大于零,则该区间为函数的凹区间。

如果在某区间内二阶导数小于零,则该区间为函数的凸区间。

确定拐点

凹凸性改变的点称为拐点,即二阶导数在该点异号(由正变负或由负变正)或不存在。

示例

假设我们有一个函数 `y = x^3 - x^4`,我们想找出它的凹凸区间和拐点。

求一阶导数

`y' = 3x^2 - 4x^3`

求二阶导数

`y'' = 6x - 12x^2`

讨论二阶导数的正负

当 `y'' > 0`,即 `6x - 12x^2 > 0`,解得 `0 < x < 1/2`,函数为凹区间。

当 `y'' < 0`,即 `6x - 12x^2 < 0`,解得 `x < 0` 或 `x > 1/2`,函数为凸区间。

确定拐点

当 `y'' = 0`,即 `6x - 12x^2 = 0`,解得 `x = 0` 或 `x = 1/2`。

拐点为 `x = 0` 和 `x = 1/2`。

因此,函数 `y = x^3 - x^4` 的凹区间为 `(0, 1/2)`,凸区间为 `(-∞, 0)` 和 `(1/2, +∞)`,拐点是 `x = 0` 和 `x = 1/2`

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