主要内容:
介绍分数函数y=1/x(21x^3+1)的定义域、值域、单调性、凸凹性、极限等主要函数性质,并通过导数知识求解计算函数的单调区间和凸凹区间。
函数定义域及值域:
因为y=1/x(21x^3+1),所以分母不为0,观察分母函数特征,可知自变量x不为0,
且21x^3+1≠0,则x≠-3√1/21≈-0.36.
函数的定义域为(-∞,-0.36),(-0.36,0),(0,+∞)。
由于函数的分子为1,所以该函数y≠0,故函数的值域为(-∞,0),(0,+∞)。
函数的单调性:
由y=1/x(21x^3+1),对x求导得:
dy/dx=-[(21x^3+1)+x*63x^2]/[x(21x^2+1)]^2,
dy/dx=-(84x^3+1)/[x(21x^2+1)]^2,
令dy/dx=0,则84x^3+1=0,即x=-3√(1/84)≈-0.22.
判断函数的单调性如下:
(1)当x∈[-0.22,+∞)时,dy/dx>0,此时函数y为增函数。
(2)当x∈(-∞, -0.36), (-0.36, -0.22)时,dy/dx<0,此时函数y为减函数。
函数的凸凹性:
由dy/dx=-(84x^3+1)/[x(21x^3+1)]^2,再次对x求导得,
d^2/dx^2
=-{252x^2[x(21x^3+1)]^2-2(84x^3+1)[x(21x^3+1)](21x^3+1+63x^3)}/[x(21x^3+1)]^4,
=-[252x^3(21x^3+1)-2(84x^3+1)(84x^3+1)]/[x(21x^3+1)]^3,
=-2[126x^3(21x^3+1)-(84x^3+1)^2]/[x(21x^3+1)] ^3,
=2(4410x^6+42x^3+1)/[x(21x^3+1)]^3,
对g(x)= 4410x^6+42x^3+1,看做为x^3的二次方程,其判别式为:
△=42^2-4*4410*1<0,即g(x)图像与x轴无交点,且g(x)>0,可知,
二次导数的符号取决于分母的符号。
(1)当x∈(-∞,-0.36),(0,+∞)时,d^2/dx^2>0,此时函数y为凹函数;
(2)当x∈(-0.36,0)时,d^2/dx^2<0,此时函数y为凸函数。
函数的极限:
lim(x→-∞) 1/x(21x^3+1)=0,
lim(x→0-) 1/x(21x^3+1)=-∞,
lim(x→0+) 1/x(21x^3+1)=+∞,
lim(x→+∞) 1/x(21x^3+1)=0,
lim(x→-0.36-) 1/x(21x^3+1)=+∞,
lim(x→-0.36+) 1/x(21x^3+1)=-∞,
函数的奇偶性
因为f(x)=1/x(21x^3+1),
所以f(-x)=1/{(-x)*[21(-x)^3+1]}=-1/x(-21x^3+1),即:
f(-x)≠f(x)且f(-x)≠-f(x);
所以函数既不是奇函数,也不是偶函数。