曲线的凹凸性及拐点(基础篇)

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定义:设函数y=f(x)在(a,b)内可导

(1)如果曲线y=f(x)在(a,b)内任意点的切线总位于曲线的下方,则称曲线y=f(x)在(a,b)上是凹的

(2)如果曲线y=f(x)在(a,b)内任意点的切线总位于曲线的上方,则称曲线y=f(x)在(a,b)上是凸的

定义:连续曲线凹与凸的分界点称为曲线的拐点

如果函数y=f(x)在(a,b)内二阶可导,则可利用二阶导数的符号来判定曲线的凹凸性

定理:设函数y=f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内存在二阶导数

(1)如果在(a,b)内 f ' '(x)>0,则曲线y=f(x)在(a,b)上是凹的;

(2)如果在(a,b)内 f ' '(x)<0,则曲线y=f(x)在(a,b)上是凸的

(1)由 定理 可知,在拐点左右两侧 f ' ' (x)的符号必然异号且有:

点(xo,yo)是曲线f(x)的拐点 充分不必要 f ' '(x)=0或(x)不存在

(2)由于定理中的f(x)在[a,b]上连续,凹凸区间(a,b)也可写为[a,b]

(3)拐点的表示形式为(x,y),注意与极值点的表示区分开

求函数拐点的一般步骤:

①确定函数的定义域;

②求出 f ' ' (x)=0的点和 f ' ' (x)不存在的点;

③以上述点为分点将定义域分成若干个子区间,并讨论 f ' '(x)在各个区间内的符号,从而确定函数的凹凸区间和拐点

解答:

1、开口向上的曲线,称为上凹,或称为下凸,形状为 ∪;

2、开口向下的曲线,称为下凹,或称为上凸,形状为 ∩;

3、国内国外,分析开口性时,一般都是分析“凹”的特性,

不幸的是,有一些教师,就是喜欢标新立异,喜欢研究“凸”的特性。

这些教师,不考虑学生的心理,给学生增添了无数的学习障碍。

上凹 = 下凸,下凹 = 上凸,有什么好争的?极其无聊的教师!

4、值得庆幸的是,大部分教师还是有强烈的师德,他们教学生分析“开口性”:

向上开口 ∪ ? 上凹 ? Concave Up ? 有最小值 = Minima;

开口向下 ∩ ? 下凹 ? Concave Down ? 有最大值 = Maxima。

向上、向下的开口性的总称 = Concavity。

或最大值、或最小值的极值 = Extrema;

研究最大、最小、极大、极小的问题 = Optimization。

5、研究开口性的一般方法:

A、二次导数 = Second Derivative,或 Second Differentiation

B、二次函数的配方法 = Completing Square

C、三角函数的辅助角方法 = R - Formula

、、、、、

以上这些英文词语,都是英美数学教学中,常用的说法。

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    凌芙 2025年09月02日

    我是雅驰号的签约作者“凌芙”

  • 凌芙
    凌芙 2025年09月02日

    本文概览:网上有关“曲线的凹凸性及拐点(基础篇)”话题很是火热,小编也是针对曲线的凹凸性及拐点(基础篇)寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助...

  • 凌芙
    用户090210 2025年09月02日

    文章不错《曲线的凹凸性及拐点(基础篇)》内容很有帮助

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