如何用导数证明对称轴为三次函数的对称轴?

如题所述

对称轴是指在坐标系中,一个图形对于该轴的对称。如果一个三次函数的图像关于某一条直线对称,则该直线就是该函数的对称轴。 

下面是用导数证明对称轴的过程:

    首先,需要明确的是,三次函数的导数是二次函数。因此,如果我们能够证明该二次函数的对称轴是三次函数的对称轴,那么就可以得出结论。

    假设我们现在有一个三次函数y=f(x),其对称轴为x=a。那么,对于任意一组(x,y),都有(2a-x,y)是一组点。

    假设我们现在有一个点(x1,y1),那么我们可以得到(2a-x1,y1)是另一组点。

    对于这两组点,分别求出它们的斜率k1和k2:

    k1=f'(x1)
    k2=f'(2a-x1)

    因为(x1,y1)和(2a-x1,y1)是对称的,所以k1=-k2。

    带入k1和k2的表达式,得到:

    f'(x1)=-f'(2a-x1)

    因为f'(x)是一个二次函数,所以它的对称轴是x=a。

    综上所述,我们证明了:如果三次函数y=f(x)的对称轴为x=a。

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第1个回答  2023-01-08

求导最为简单,

三次函数的对称中心在函数上,横坐标为-b/3a,

证明:

f(x)=x³+ax²+bx+c

设两个点(-b/3a+t,f(-b/3a+t) ) ,(-b/3a-t,f(-b/3a-t) )

f(-b/3a+t)-f(-b/3a)=at^3+[3a*b^2/9a^2+2b*(-b/3a)+c]t
同理,

f(-b/3a-t)-f(-b/3a)=-at^3-[3a*b^2/9a^2+2b*(-b/3a)+c]t

故f(-b/3a+t)-f(-b/3a)=f(-b/3a-t)-f(-b/3a)

故以(-b/3a,f(-b/3a) )为对称中心。

扩展资料:

三次函数极值计算

 

其导数为

 

易证当

 

有两个不相等的实数根时,f(x)具有极大值和极小值。而当

 

有两个相等的实数根或没有实数根时,f(x)不具有极值。

若f(x)有极值,设在

 

 

处取得,则满足关系式

 

,因此以下用

 

来介绍两种求三次函数极值的方法。

代入原方程法

该方法为高中学生必须掌握的方法,即通过解方程,将所得解x1与x2代入f(x)中得到极值。

 

 

因此极大值:

极小值:

该方法简洁明了,但存在一个问题,即如果解出来的x1与x2十分复杂(如含有根式,或数字较大等),代入f(x)中计算乘方将是一件不容易的事。

参考资料来源:百度百科—三次函数