求导数的意义何在
导数可以判断函数的单调性,进而求函数的单调区间及极值,二阶导数可以判断函数的凸凹性,并求函数的凸凹区间,举例子如下。
函数y=√(x+1)/(x-1)的单调和凸凹性质
※.函数的定义域
根据根式和分式定义要求有:
(x+1)/(x-1)≥0且x-1≠0;
即:-∞<x≤-1,1<x≤+∞,
则函数的定义域为:(-∞,-1],(1,+∞)。
※.函数的单调性
∵y=√(x+1)/(x-1),
∴y'=(1/2)*[(x+1)/(x-1)]^(-1/2)*[(x-1)-(x+1)]/(x-1)^2,即:
y'=(-1/2)*[(x+1)/(x-1)]^(-1/2)*2/(x-1)^2,
y'=-[(x+1)/(x-1)^3]^(-1/2)<0,即函数y在定义域上为减函数。
※.函数的凸凹性
∵y'=-[(x+1)/(x-1)^3]^(-1/2),
∴y''=-1/2*[(x+1)/(x-1)^3]^(-3/2)*[(x-1)^3-3(x+1)(x-1)^2]/(x-1)^6,
即y''
=-1/2*[(x+1)/(x-1)^3]^(-3/2)*[(x-1)-3(x+1)]/(x-1)^4,
=1/2*[(x+1)/(x-1)^3]^(-3/2)*(2x+4)/(x-1)^4,
令y''=0,则2x+4=0,即x=-2.
则函数的凸凹性及凸凹区间如下:
(1).当x∈(-∞,-2]时,y''≤0,
此时函数y为凸函数;
(2).当x∈(-2,-1],(1,+∞)时,
y''≥0,此时函数y为凹函数。