复合对数函数y=ln(72+53sinx)的单调凸凹性质归纳

天山幽梦 2025-04-01 00:14:23
主要内容:

本文主要介绍三角与对数的复合函数y=ln(72+53sinx)的定义域、单调性和凸凹性,并用导数知识解析函数的单调区间和凸凹区间。

※.函数定义域:

因为-1≤sinx≤1,

所以-53≤53sinx≤53,则有:

0<19=72-53≤72+53sinx≤53+72=125,

则函数y=ln(72+53sinx)的真数部分为正数,符合定义要求,所以该函数的定义域为全体实数,即定义域为:(-∞,+∞)。

※.函数单调性:

由导数的知识来求解和判断。

∵y=ln(72+53sinx),

∴dy/dx=53cosx/(72+53sinx),

令dy/dx=0,则cosx=0,此时x=kπ+π/2,k∈Z.

函数的单调性为:

(1)当cosx>0,即x∈[2kπ-π/2,2kπ+π/2]时,dy/dx>0,此时函数为增函数;

(2)当cosx<0,即x∈[2kπ+π/2,2kπ+3π/2]时,dy/dx<0,此时函数为减函数。

※.函数凸凹性:

因为dy/dx=bcosx/(72+53sinx),

所以d^2y/dx^2

=53 [-sinx(72+53sinx)-53cosxcosx]/(72+53sinx)^2,

=-53(72sinx+53sin^2x+53cos^2x)/(72+53sinx)^2

=-53(72sinx+53)/(72+53sinx)^2.

(1)当-(72sinx+53)≥0时,即72sinx+53≤0,则:[2kπ+π+arctan(53/72),2kπ+2π-arctan(53/72)],

此时d^2y/dx^2≥0,函数为凹函数,该区间为函数的凹区间。

(2)当-(72sinx+53)<0时,即72sinx+53>0,则:[2kπ-arctan(53/72),2kπ+π+arctan(53/72)],

此时d^2y/dx^2<0,函数为凸函数,该区间为函数的凸区间。

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