分数复合函数y=1/[x(21x^3+2)]主要性质归纳

吉禄学阁课程 2024-03-23 06:36:47

分数函数y=1/x(21x^3+2)主要性质归纳

主要内容:

介绍分数函数y=1/x(21x^3+2)的定义域、值域、单调性、凸凹性、极限等主要函数性质,并通过导数知识求解计算函数的单调区间和凸凹区间。

函数定义域及值域:

因为y=1/x(21x^3+2),所以分母不为0,观察分母函数特征,可知自变量x不为0,

且21x^3+2≠0,则x≠-3√(2/21)≈-0.45.

函数的定义域为(-∞,-0.45),(-0.45,0),(0,+∞)。

由于函数的分子为1,所以该函数y≠0,故函数的值域为(-∞,0),(0,+∞)。

函数的单调性:

由y=1/x(21x^3+2),对x求导得:

dy/dx=-[(21x^3+2)+x*63x^2]/[x(21x^2+2)]^2,

dy/dx=-(84x^3+2)/[x(21x^2+2)]^2,

令dy/dx=0,则84x^3+2=0,即x=-3√1/42≈-0.28.

判断函数的单调性如下:

(1)当x∈[-0.28,+∞)时,dy/dx>0,此时函数y为增函数。

(2)当x∈(-∞, -0.45), (-0.45, -0.28)时,dy/dx<0,此时函数y为减函数。

函数的凸凹性:

由dy/dx=-(84x^3+2)/[x(21x^3+2)]^2,再次对x求导得,

d^2/dx^2

=-{252x^2[x(21x^3+2)]^2-2(84x^3+2)[x(21x^3+2)](21x^3+2+63x^3)}/[x(21x^3+2)]^4,

=-[252x^3(21x^3+2)-2(84x^3+2)(84x^3+2)]/[x(21x^3+2)]^3,

=-2[126x^3(21x^3+2)-(84x^3+2)^2]/[x(21x^3+2)] ^3,

=4(2205x^6+42x^3+2)/[x(21x^3+2)]^3,

对g(x)=2205x^6+42x^3+2,看做为x^3的二次方程,其判别式为:

△=42^2-4*2205*2<0,即g(x)图像与x轴无交点,且g(x)>0,可知,

二次导数的符号取决于分母的符号。

(1)当x∈(-∞,-0.45),(0,+∞)时,d^2/dx^2>0,此时函数y为凹函数;

(2)当x∈(-0.45,0)时,d^2/dx^2<0,此时函数y为凸函数。

函数的极限:

lim(x→-∞) 1/x(21x^3+2)=0,

lim(x→0-) 1/x(21x^3+2)=-∞,

lim(x→0+) 1/x(21x^3+2)=+∞,

lim(x→+∞) 1/x(21x^3+2)=0,

lim(x→-0.45-) 1/x(21x^3+2)=+∞,

lim(x→-0.45+) 1/x(21x^3+2)=-∞。

函数的奇偶性

因为f(x)=1/x(21x^3+2),

所以f(-x)=1/{(-x)*[21(-x)^3+2]}=-1/x(-21x^3+2),即:

f(-x)≠f(x)且f(-x)≠-f(x);

所以函数既不是奇函数,也不是偶函数。

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