老黄学高数学系列视频第210讲讲的是画函数图的一般步骤。 为了巩固这方面的知识,老黄举了一些各种函数的例子,加强画函数图像的能力。 这次 Huang 选择了一个带部首的函数。 它的图像还是可以通过画图像的一般步骤来解决。
制作函数图像的一般步骤: 1.确定函数的定义域; 2.检查函数的奇偶性和周期性; 3、找到函数的一些特殊点,比如合并两个坐标轴的交点、不连续点、不可微分点等; 4、确定函数的单调区间、极值点、凸区间和拐点; 5.调查渐近线; 6. 绘制函数图像。
练习:按照函数作图的一般步骤,画出f(x)=(x-1)x^(2/3)的图像。
请自己按照上述一般步骤绘制此函数的图形。
分析:首先观察函数的域。 显然,这个函数是在R中定义的,没有不连续点。 如果你有足够的经验,你可以判断函数有一个不可微分点x=0,因为求导后发现在x=0处没有定义导数。
当f(x)=0时,可以直接得到函数x=1和x=0的两个零点。 表明曲线通过原点,与x轴(1,0)又有一个交点。 这些都是非常重要的特殊点,是绘制函数图像的基本依据,可以先在坐标系中标注这些点。
当x不等于0时,函数的导数为f'(x)=x^(2/3) 2(x-1)x^(-1/3)/3=(5x- 2)x ^(-1/3)/3,当f'(x)=0时,函数x=2/5有唯一稳定点。
由式可知 f'(x) 的符号性质,当 x2/5 时,函数单调递增; 当0<x<2/5时,函数单调递减。 由极值第一充分条件也可知,函数有最大值点(0, 0),和最小值点(2/5, -3乘以平方根号20 /25)。
求函数f”(x)=2x^(-1/3 )/3 2x^(-1/3/3)-2(x-1)x^(-4 /3)/9=(5x 1)x^(-4/3)/9,由二阶函数可知,当x-1/5时,曲线是凸的,即凹的。
函数在x=- 1/5是连续的,所以(-1/5,-6次根号 5/25)是函数唯一的拐点。
最后,函数没有渐近线。
根据上面推导的信息,函数图像的行为 罗列如下:
可以看出函数在R上有3个关键点,1个拐点x=-1/5,1个最大值点x=0和1个最小值点x =2/5。 这三个关键点将函数的图像划分为四个区间。 在最左边的区间,函数是单调递增且凸的; 在第二个区间,函数单调递增,向下凸; 第三区间,函数单调递减,向下凸; 最右边区间,函数单调递增,向下凸。
综上,画出的函数形象如图:
是否符合 你画的图?