函数y=2x-cos(x+1)的性质及其图像

天山幽梦 2022-12-05 16:18:28
函数y=2x-cos(x+1)的性质及其图像主要内容:

本文介绍三角函数y=2x-cos(x+1)的定义域、单调性、凸凹性等函数性质,并通过导数知识求解函数的凸凹区间,简要画出函数在[-(2π+1),(2π-1)]区间上的图像示意图。

主要过程:※.函数的定义域

根据函数的特征,函数是一次函数y1=2x和余弦函数y2=cos(x+1)的和函数,且二者的定义域为全体实数,所以其和函数的定义域也为全体实数,即为(-∞,+∞)。

※.函数单调性

本题用导数知识来判断函数的单调性并求解函数的单调区间。

因为y=2x-cos(x+1),两边同时求导有:

所以dy/dx=2+sin(x+1),

因为|sin(x+1)|≤1,则dy/dx≥2-1=1>0.

则函数y为增函数。

※.函数的凸凹性

本题用导数知识来判断函数的凸凹性并求解函数的凸凹区间。

因为dy/dx=2+sin(x+1),再次对x求导有:

所以d^2y/dx^2=cos(x+1),

令d^2y/dx^2=0,则cos(x+1)=0,即:

x+1=kπ+π/2,k∈Z.

结合本题限制区间[-(2π+1),(2π-1)],

即x+1∈[-2π,2π],所以此时有k=-2,-1,0,1,

分别对应1x+1=-3π/2,-π/2,π/2,3π/2,

进一步求出x对应为:-(3π+2)/2,-(π+2)/2,(π-2)/2,(3π-2)/2;

所以函数的凸凹区间为:

(1)当x在[-(3π+2)/2,-(π+2)/2]∪[(π-2)/2,(3π-2)/2]时,d^2y/dx^2<0,此时函数y为凸函数;

(2)当x在[-(2π+1), -(3π+2)/2]∪[-(π+2)/2,(π-2)/2]∪[(3π-2)/2, (2π-1)]时,d^2y/dx^2>0,此时函数y为凹函数。

※.函数的部分点图

※.函数的图像示意图

※.函数的部分点图

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