函数y=8ln[(6+x)/30x]-48/(6+x)的性质

天山幽梦 2024-10-06 23:09:03
函数y=8ln[(6+x)/30x]-48/(6+x)的性质

主要内容:

本文主要介绍函数y=8ln[(6+x)/30x]-48/(6+x)的定义域、单调性、凸凹性和极限等性质,并通过导数知识求解函数单调区间和凸凹区间的主要过程。

函数定义域:

根据函数特征,函数主要由对数和分数函数组成,则根据对数函数和分数函数定义要求,有:

(6+x)/30x>0,即不等式解集等同于30x(6+x)>0,则x>0或者x<-6, 所以函数的定义域为:(-∞,-6)∪(0,+∞)。

函数的单调性:

本例主要通过函数导数来解析函数的单调性,步骤如下:

∵y= 8ln[(6+x)/30x]-48/(6+x)=8[ln(6+x)-ln30x]-48/(6+x),

∴dy/dx=8[1/(6+x)-1/x]+48/(6+x)^2

=8[x-(6+x)]/[x(6+x)]+48/(6+x)^2

=48{1/(6+x)^2-1/[x(6+x)]}

=-288/[x(6+x)^2]。

可知函数的单调性与x的符号有关,即:

(1)当x∈(0,+∞)时,即x>0,此时dy/dx<0,则函数为减函数。

(2)当x∈(-∞,-6)时,即x<0,此时dy/dx>0,则函数为增函数。

进一步分析可知当x趋近无穷大处有极小值。

函数的凸凹性:

∵dy/dx=-288/[x(6+x)^2]

∴d^2y/dx^2=288*[(6+x)^2+2x(6+x)]/ [x^2(6+x)^4]

=288*[(6+x)+2x]/ [x^2(6+x)^3]

=288*(6+3x)/ [x^2(6+x)^3]

令d^2y/dx^2=0,则有6+3x=0,即x=-2,

此时根据函数的定义域,函数的凸凹性及凸凹区间如下:

(1)当x∈(0,+∞)时,有(6+3x)>0且(6+x)^3>0,则d^2y/dx^2>0,所以此时函数为凹函数。

(2)当x∈(-∞,-6)时,有(6+3x)<0且(6+x)^3<0,则d^2y/dx^2>0,所以此时函数为凹函数。

综合可知函数在定义区间上均为凹函数。

函数的极限:

根据函数的定义域,函数的主要特征极限如下:

Lim(x→+∞) 8ln[(6+x)/30x]-48/(6+x)=8ln(1/30);

Lim(x→-∞) 8ln[(6+x)/30x]-48/(6+x)=8ln(1/30);

Lim(x→-6-) 8ln[(6+x)/30x]-48/(6+x)= +∞;

Lim(x→0+) 8ln[(6+x)/30x]-48/(6+x)= +∞。

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