y=(2x^3+4x^2)/(x-1)^2的單調和凸凹性

2021-01-11 騰訊網

主要內容

通過導數知識,介紹函數y=(2x^3+4x^2)/(x-1)^2的單調性、凸凹性及其區間。

※.函數的定義域

∵x-1≠0,

∴x≠1,即函數的定義域為:

(-∞,1)∪(1,+∞)

※.函數的單調性

∵y=(2x^3+4x^2)/(x-1)^2

∴dy/dx

=[(6x^2+8x)(x-1)^2-2(x-1)(2x^3+4x^2)]/(x-1)^4

=[(6x^2+8x)(x-1)-2(2x^3+4x^2)]/(x-1)^3

=[(6x^2+8x)(x-1)-2(2x^3+4x^2)]/(x-1)^3

=x(2x^2-6x-8)/(x-1)^3

=2(x^2-3x-4)/(x-1)^3

令dy/dx=0,則x1=0或x^2-3x-4=0.

當x^2-3x-4=0時,有:

(x+1)(x-4)=0,即:

x2=-1.x3=4.

(1).當x∈(-∞,-1]∪[0,1)∪(1,4]時,

dy/dx<0,此時函數y為減函數;

(2).當x∈(-1,0)∪(4,+∞)時,

dy/dx>0,此時函數y為增函數。

※.函數的凸凹性

∵dy/dx=(2x^3-6x^2-8x)/(x-1)^3

∴d^2y/dx^2

=[(6x^2-12x-8)(x-1)^3-3(2x^3-6x^2-8x)(x-1)^2]/(x-1)^6

=[(6x^2-12x-8)(x-1)-3(2x^3-6x^2-8x)]/(x-1)^4

=(28x+8)/(x-1)^4,

=4(7x+2)/(x-1)^4 ,

令d^2y/dx^2=0,則:

則:7x+2=0,即x=-2/7.

(1).當x∈(-∞,-2/7)時,d^2y/dx^2<0,

此時函數y為凸函數;

(2).當x∈(-2/7,1)∪(1,+∞)時,

d^2y/dx^2>0,此時函數y為凹函數。

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