3.41求函数 f(x)=-2xlnx 的渐近线.
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首先,观察函数 $f(x)=-2x\ln{x}$,当 $x\rightarrow 0^+$ 时,函数的值趋近于 $0$,因此可以考虑 $x=0$ 为函数的垂直渐近线。
接下来,我们可以求出 $f(x)$ 的导数:
$$f'(x)=-2\ln{x}-2$$
当 $x\rightarrow 0^+$ 时,$\ln{x}\rightarrow-\infty$,因此 $f'(x)\rightarrow-\infty$,说明 $x=0$ 处的垂直渐近线是函数 $f(x)$ 的一个渐近线。
接着,我们来求水平渐近线。当 $x\rightarrow +\infty$ 时,$\ln{x}\rightarrow+\infty$,因此 $f'(x)\rightarrow-\infty$,说明函数 $f(x)$ 有一条水平渐近线 $y=k$,其中 $k$ 是一个常数。
对于 $x\rightarrow +\infty$,我们有:
$$\lim_{x\rightarrow+\infty}\frac{f(x)}{x}=\lim_{x\rightarrow+\infty}\frac{-2x\ln{x}}{x}=-\infty$$
因此,函数 $f(x)$ 的水平渐近线 $y=k$ 满足:
$$\lim_{x\rightarrow+\infty}f(x)-k=0$$
也就是说,
$$\lim_{x\rightarrow+\infty}-2x\ln{x}-k=0$$
根据洛必达法则,有:
$$\lim_{x\rightarrow+\infty}\frac{-2x\ln{x}-k}{x}=\lim_{x\rightarrow+\infty}-2\ln{x}= -\infty$$
因此,$k=0$,所以函数 $f(x)$ 的水平渐近线为 $y=0$。
综上所述,函数 $f(x)=-2x\ln{x}$ 的渐近线为 $x=0$ 和 $y=0$。
接下来,我们可以求出 $f(x)$ 的导数:
$$f'(x)=-2\ln{x}-2$$
当 $x\rightarrow 0^+$ 时,$\ln{x}\rightarrow-\infty$,因此 $f'(x)\rightarrow-\infty$,说明 $x=0$ 处的垂直渐近线是函数 $f(x)$ 的一个渐近线。
接着,我们来求水平渐近线。当 $x\rightarrow +\infty$ 时,$\ln{x}\rightarrow+\infty$,因此 $f'(x)\rightarrow-\infty$,说明函数 $f(x)$ 有一条水平渐近线 $y=k$,其中 $k$ 是一个常数。
对于 $x\rightarrow +\infty$,我们有:
$$\lim_{x\rightarrow+\infty}\frac{f(x)}{x}=\lim_{x\rightarrow+\infty}\frac{-2x\ln{x}}{x}=-\infty$$
因此,函数 $f(x)$ 的水平渐近线 $y=k$ 满足:
$$\lim_{x\rightarrow+\infty}f(x)-k=0$$
也就是说,
$$\lim_{x\rightarrow+\infty}-2x\ln{x}-k=0$$
根据洛必达法则,有:
$$\lim_{x\rightarrow+\infty}\frac{-2x\ln{x}-k}{x}=\lim_{x\rightarrow+\infty}-2\ln{x}= -\infty$$
因此,$k=0$,所以函数 $f(x)$ 的水平渐近线为 $y=0$。
综上所述,函数 $f(x)=-2x\ln{x}$ 的渐近线为 $x=0$ 和 $y=0$。
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