y=(2x^3+4x^2)/(x-1)^2的单调和凸凹性

天山幽梦 2020-09-15 13:00:01
主要内容

通过导数知识,介绍函数y=(2x^3+4x^2)/(x-1)^2的单调性、凸凹性及其区间。

※.函数的定义域

∵x-1≠0,

∴x≠1,即函数的定义域为:

(-∞,1)∪(1,+∞)

※.函数的单调性

∵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,则x1=0或x^2-3x-4=0.

当x^2-3x-4=0时,有:

(x+1)(x-4)=0,即:

x2=-1.x3=4.

(1).当x∈(-∞,-1]∪[0,1)∪(1,4]时,

dy/dx<0,此时函数y为减函数;

(2).当x∈(-1,0)∪(4,+∞)时,

dy/dx>0,此时函数y为增函数。

※.函数的凸凹性

∵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,则:

则:7x+2=0,即x=-2/7.

(1).当x∈(-∞,-2/7)时,d^2y/dx^2<0,

此时函数y为凸函数;

(2).当x∈(-2/7,1)∪(1,+∞)时,

d^2y/dx^2>0,此时函数y为凹函数。

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