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含根式的函数图像怎么画?画图像的一般步骤就能解决

 老黄的图书馆 2022-08-08 发布于广东

老黄学高数系列视频第210讲是关于画函数图像的一般步骤的内容。为了巩固这个知识,老黄对各类函数都举出一些例子,以强化画函数图像的能力。这次老黄选择的是一个带有根式的函数。它的图像仍可以用画图像的一般步骤来解决。

作函数图像的一般步骤:1、确定函数的定义域;2、考察函数的奇偶性、周期性;3、求函数的某些特殊点,如与两个坐标轴的交点,不连续点,不可导点等;4、确定函数的单调区间,极值点,凸性区间以及拐点;5、考察渐近线;6、画出函数图象。

练习:按函数作图的一般步骤,作f(x)=(x-1)x^(2/3)的图像.

请自己动手,按上面的一般步骤画出这个函数的图像。

分析:先观察函数的定义域,显然,这个函数在R上都有定义,不存在间断点。如果有足够的经验的话,在这里就可以判断函数有不可导点x=0了,因为求导之后,发现导数在x=0没有定义。

当f(x)=0时,直接可以得到函数的两个零点x=1和x=0. 说明曲线过原点,且与x轴还有另一个交点(1,0). 这些都是很重要的特殊点,是画函数图像的基本依据,可以先在坐标系中标出这些点。

当x不等于0时,函数的导数为f’(x)=x^(2/3)+2(x-1)x^(-1/3)/3=(5x-2)x^(-1/3)/3,当f'(x)=0时,有函数唯一的稳定点x=2/5.

由f'(x)的符号性质可以知道,当x<0或x>2/5时, 函数单调增;当0<x<2/5时, 函数单调减. 又由极值第一充分条件可知,函数有极大值点(0,0),和极小值点(2/5,-3倍三次根号20 /25).

求函数的二阶导数f”(x)=2x^(-1/3)/3+2x^(-1/3/3)-2(x-1)x^(-4/3)/9=(5x+1)x^(-4/3)/9, 由二阶函数的符号性质可以知道,当x<-1/5时, 曲线上凸;当x>-1/5时, 曲线下凸,即是凹的.

又函数在x=-1/5连续,所以(-1/5,-6倍三次根号5/25)是函数唯一的拐点。

最后,函数并不存在渐近线。

根据上面推导所得的信息,将函数图像的性态列表如下:

可以看到,函数在R上有三个关键点,一个拐点x=-1/5,一个极大值点x=0和一个极小值点x=2/5. 这三个关键点将函数的图像划分成四个区间。在最左边的区间,函数是单调增且上凸的;在第二个区间,函数是单调增且下凸的;在第三个区间,函数是单调减且下凸的;在最右的区间上,函数是单调增且下凸的。

综上,画出函数的图像如图:

和你画出来的图像是否一致呢?

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