例子问题
例子问题1:寻找凹凸区域
在点,为函数增加还是减少,凹还是凸?
增加,凸
减少,凹
增加,凹
函数在这一点上没有定义
减少,凸
减少,凸
首先,让我们看看这个图是在增加还是减少。为此,我们需要一阶导数。
为了求一阶导数,我们可以用幂法则。我们把所有变量的指数减1然后乘以原始变量。
我们将进行治疗作为因为任何数的0次方都是1。
请注意,因为任何数乘以0都是0。
代入给定的点.如果结果是正的,则函数是递增的。如果结果是负的,则函数是递减的。
我们的结果是负的,因此函数是递减的。
要找出凹度,看二阶导数。如果函数在给定点处为正,它就是凹的。如果函数是负的,它就是凸的。
为了求二阶导数,我们重复这个过程,但是用作为我们的表达式。
可以看到,二阶导数是常数。代入哪个点无关紧要;输出总是负的。因此我们的图总是凸的。
结合我们的两个信息可以看到,在给定的点上,图是递减和凸的。
例子问题2:应用程序的衍生品
让.f(x)向上凹的x的最大区间是多少?
这个问题要求我们检验函数的凹性.我们需要找到二阶导数来确定函数在哪里是上下凹的。只要二阶导数为正,函数就是向上凹的。
我们从求f(x)的一阶导数开始。我们需要使用乘法法则。根据乘积法则,如果,然后.在这个特殊的问题中,让而且.应用乘法法则,我们得到
为了求导数,我们需要调用链式法则。根据链式法则,函数的导数为是由.在求导时,我们会让而且.
现在我们可以求出原函数的导数了。
总结一下,函数的一阶导数是.
我们需要二阶导数来检验f(x)的凹性,所以我们再微分一次。再一次,我们要把乘法法则和链式法则结合起来用。
为了找到f(x)向上凹的地方,我们必须找到f " (x) > 0。
为了解决这个不等式,我们可以两边除以.请注意,总是正的(因为e的任意次方都是正的);这意味着当不等式两边同时除以,我们就不用翻牌子了。(如果不等式除以负数,符号翻转。)
不等式两边除以给了我们
当用多项式解不等式时,我们经常需要因式分解。
注意这个表达总是正的,因为当x等于0时它能取的最小值是3。因此,我们可以安全地将不等式两边除以而不用改变标志的方向。这就给我们带来了不平等
,这显然只适用于.
因此,f''(x)的二阶导数为正(f(x)向上凹)只有在.为了使用区间表示法(如答案选项所指定的)来表示它,我们将把它写成.
答案是.
例子问题1:寻找凹凸区域
在点,是增加还是减少,是凹的还是凸的?
减少,凸
增加,凸
减少,凹
该图在点处未定义
增加,凹
减少,凸
为了找出函数是增加还是减少,我们需要看一阶导数。
为了求一阶导数,我们可以用幂法则。我们把所有变量的指数减1然后乘以原始变量。
任何数的0次方都是1。
现在我们代入给定的值,看看结果是正还是负。如果是正的,函数是递增的。如果是负的,函数是递减的。
因此,函数是递减的。
要找出它是凹的还是凸的,看二阶导数。如果结果是正的,它就是凸的。如果它是负的,那么它是凹的。
为了求二阶导数,我们用作为我们的表达式。
我们将进行治疗作为.
请注意,因为任何数乘以0都是0。
如前所述,任何数的0次方都是1。
因为我们得到的是正的常数,所以在图的哪个位置并不重要,因为二阶导数总是正的。这意味着这个图在给定点处是凸的。
因此,函数在给定点处是递减和凸的。
示例问题4:寻找凹凸区域
当的曲线的凹度是多少?
减少,凹
增加,凸
减少,凸
增加,凹
没有足够的数据可以解决。
增加,凸
为了找到凹度,我们需要观察给定点的一阶导数和二阶导数。
要求这个方程的一阶导数,用幂法则。幂法则说的是,我们把每个变量的指数降低1,然后把这个数乘以原指数:
简化:
记住,任何数的0次方都等于1。
一阶导数告诉我们函数是递增还是递减。代入给定的点,,看结果是正(即增加)还是负(即减少)。
因此函数是递增的。
为了确定函数是否凸,我们需要看看在同一点处的二阶导数,,检查它是正的还是负的。
我们将进行治疗作为因为任何数的0次方都等于1。
请注意,因为任何数乘以0都是0。
代入给定值:
因为二阶导数是正的,函数是凸的。
因此,我们看到的是一个在给定点上既增加又凸的图。
示例问题5:寻找凹凸区域
在这一点上,是增加还是减少,上凹还是下凹?
减少,凹
增加,下凹的
增加,凹向上
这一点没有凹面。
减少,下凹的
增加,凹向上
为了找出方程是增加还是减少,我们需要看一阶导数。如果结果是正的,那么函数是递增的。如果它是负的,那么函数是递减的。
为了求这个问题的一阶导数,我们可以用幂法则。幂法则说的是我们把每个变量的指数减1然后乘以原来的指数。
记住,任何数的0次方都是1。
代入给定值。
这是积极的吗?是的。然后它在增加。
为了找到凹度,我们需要看二阶导数。如果它是正的,那么函数是上凹的。如果它是负的,那么函数是向下凹的。
重复一阶导数的过程,但是用作为我们的表达式。
对于这个问题,我们会这样说因为,如前所述,任何数的0次方都是1。
请注意,任何数乘以0都是0。
如您所见,这里没有变量的位置。无论我们看哪个点,答案都是正的。因此这个图总是向上凹的。
这意味着在我们给定的点上,图形是递增的,向上凹的。