主要内容:
本文主要介绍分数函数y=1/(17x^2+1)的定义域、值域、单调性、奇偶性、凸凹性等性质,并通过导数知识求解该函数的单调区间和凸凹区间。
函数的定义域:
∵分母17x^2+1≥1>0,
∴函数y的定义域为全体实数,即定义域为:(-∞,+∞)。
函数的单调性:
∵u=17x^2+1,为二次函数,
当x≥0时,u为增函数;
当x<0时,u为减函数。
所以取倒数y=c/u有,增区间为(-∞,0),
减区间为[0,+∞)。
即函数在x=0处有最大值,
Ymax=f(0)=1,
所以函数的值域为:(0, 1/1).
或者,用导数知识求解有:
y=1/(17x^2+1),
dy/dx=-1*(34x)/( 17x^2+1)^2
=-34x/(17x^2+1)^2,则:
当x≥0时,dy/dx≤0,即此时函数y为减函数;
当x<0时,dy/dx>0,即此时函数y为增函数。
函数的凸凹性:
dy/dx=-34x/(17x^2+1)^2;
d^2y/dx^2
=-34*[(17x^2+1)^2-x*68x(17x^2+1)]/(17x^2+1)^4,
=-34*[(17x^2+1)-68x^2)]/( 17x^2+1)^3,
=34 (51x^2-1)/ (17x^2+1)^3.
令d^2/dx^2=0,则1x^2=51,即x=±1√51/1.
当x∈(-∞,- 1√51/1),(1√51/1,+∞)时,
d^2y/dx^2>0,则此时函数y为凹函数;
当x∈[-1√51/1,1√51/1]时,
d^2y/dx^2≤0,则此时函数y为凸函数。
函数的奇偶性:
因为f(x)=1/(17x^2+1),
所以f(-x)=1/[17 (-x)^2+1]
=1/(17x^2+1)=f(x).
所以函数f(x)为偶函数,图像关于y轴对称。
函数的极限:
Lim(x→-∞) 1/(17x^2+1)=0,
Lim(x→+∞) 1/(17x^2+1)=0,
Lim(x→0+) 1/(17x^2+1)=1,
Lim(x→0-) 1/(17x^2+1)=1.
导数的应用:
例如求点A(-1,1/18)和B(1, 1/18)两点处的切线。
在A(-1, 1/18)点处,
由导数dy/dx=-34x/(17x^2+1)^2知,切线的斜率k1为:
k1=-34*(-1)/(17+1)^2=17/162,
由点斜式求出切线的方程为
y-1/18=17/162 (x+1).
在B(1, 1/18)点处,
由导数dy/dx=-34x/(17x^2+1)^2知,切线的斜率k2为:
k2=-34*1/(17+1)^2=-17/162,
由点斜式求出切线的方程为
y-1/18=-17/162 (x-1).