函数y=ln(1+x^2)的性质及其图像

天山幽梦 2022-12-16 00:00:10
函数y=ln(1+x^2)的性质及其图像主要内容:

本文介绍函数y=ln(1+x^2)的定义域、值域、单调性、凸凹性和奇偶性质,并通过函数的导数求解函数的单调区间和凸凹区间,同时简要画出函数的示意图。

函数定义域:

∵1+x^2≥1>0,

∴函数y=ln(1+x^2)的定义域为全体实数,

即定义域为:(-∞,+∞)。

函数的单调性:

∵y=ln(1+x^2),

∴y'=2x/(1+x^2),则:

(1)当x>0时,y'>0,此时函数为单调增函数,该函数的单调增区间为:(0,+∞);

(2)当x≤0时,y'≤0,此时函数为单调减函数,该函数的单调减区间为:(-∞,0]。

函数的凸凹性:

∵y'=2x/(1+x^2),

∴y''=[2(1+x^2)-2x*2x]/(1+x^2)^2,

=2(1-x^2)/(1+x^2)^2,

=-2(x^2-1)/(1+x^2)^2,

令y''=0,则:x^2-1=0,则x^2=1,

即:x=±1.00.此时有:

(1)当x∈[-1.00,1.00]时,y''>0,

此时函数为凹函数,该区间为函数的凹区间;

(2)当x∈(-∞,-1.00),(1.00,+∞)时,y''<0,

此时函数为凸函数,该区间为函数的凸区间.

函数的奇偶性:

∵f(x)=ln(1+x^2),

∴f(-x)=ln[1+(-x)^2],

=ln(1+x^2)=f(x);

所以函数f(x)为偶函数。

函数的图像示意图:

0 阅读:30