制作函数图的一般步骤:
1. 找到函数的域; 2.检查函数的奇偶性和周期性; 3、求函数一些特殊的点,比如两个坐标轴的交点、不连续的点、不导电的点等; 4、确定函数的单调区间、极值点、凸区间和拐点; 5.检查渐近线; 6、画出函数的图形。
因为老黄最近一直在探索构图函数图的内容,所以他最近作品的开头都是一模一样的,都是复习构图函数图的通用步骤,因为这个通用步骤也是构图函数图的基础 文本。
这次要做的图像是小数函数f(x)=x^3/(2(1 x)^2)。
按照函数作图的一般步骤,作f(x)=x^3/(2(1 x)^2)的图像。
分析 : function 在x=-1处没有定义,所以函数的定义域是x≠-1,或者(-∞,-1)U(-1, ∞), both 两种表达形式都是允许的。 此外,该函数既没有奇偶性也没有周期性。 但是很容易发现函数是通过原点的。
求导可得f'(x)=x^2(3 x)/(2(1 x)^3)=0,函数有两个稳定点x=0和x=-3。 而f'(x)的符号性质由(3 x)与(1 x)的商决定,所以,在(-∞,-3)U(-1,∞)处,f'(x)> 0,函数单调递增; 在 (-3,-1) 处,f'(x)<0,函数单调递减。
由极值的第一个充分条件可知,x=-3为函数的最大值点,最大值f(-3)=-27/8。 但是x=-1不是函数的极值点,因为函数没有定义在x=-1处。
继续求二阶导数,可以得到f”(x)=6x/(2(1 x)^4),可见当x<0时,f"(x )0,f”(x)>0时,曲线呈凸(凹)状。而f在x=0处连续,故f有一个拐点(0,0)。
Don 不是以为不是极值点的驻点就是拐点吗,误以为不需要求二阶导数。只有这个命题,才能确定(0,0)是 拐点。首先,不是极值点的驻点不一定是拐点;其次,计算二阶导数不仅可以确定函数的凸性区间,还可以检查函数是否有其他拐点
最后讨论一下渐近线的问题,让最简单的分数函数的分母等于0的点,x=-1,就会形成曲线的垂直渐近线。注意这个 定理一般只对最简单的分数函数有效,如果分子中还有其他函数,比如三角函数 tions, 自然对数函数等等,x=-1可能使分子等于0,两个0不能减,所以要求在趋于-1的时候达到函数的极限。 只有当极限为无穷大时,x=-1才是函数Vertical asymptote的极限。
假设曲线也有斜渐近线y=ax b,则
a =lim(x->∞)(f(x)/ x)=lim(x->∞)(x^2/(2(1 x)^2))=1/2。
b=lim(x->∞)(f(x )-ax)=lim(x->∞)((-2x^2-x)/(2(1 x)^2)=-1.
所以曲线有一个渐近线 y= x/2-1。
归纳函数图像的行为如表所示:
图像的 功能如图:
画的图不是很精确,因为手画精确的图很麻烦,大家不妨也可以手画一张,这样会 对提高使用函数属性绘制函数图像的能力有很大帮助。