怎么判断函数的凹凸性?

如题所述

若在(a,b)内f''(x)>0,则f(x)在[a,b]上的图形是凹的;若在(a,b)内f’‘(x)<0,则f(x)在[a,b]上的图形是凸的。

结合一阶、二阶导数可以求函数的极值。当一阶导数等于0,而二阶导数大于0时,为极小值点。当一阶导数等于0,而二阶导数小于0时,为极大值点;当一阶导数和二阶导数都等于0时,为驻点。

在二维环境下,就是通常所说的平面直角坐标系中,可以通过画图直观地看出一条二维曲线是凸还是凹,当然它也对应一个解析表示形式,就是那个不等式。但是,在多维情况下,图形是画不出来的,这就没法从直观上理解“凹”和“凸“的含义了,只能通过表达式。当然n维的表达式比二维的肯定要复杂,但是,不管是从图形上直观理解还是从表达式上理解,都是描述的同一个客观事实。而且,按照函数图形来定义的凹凸和按照函数来定义的凹凸正好相反。

反过来,根据开口朝向,可以直接判断二阶导是否大于0。比如在下图中,把曲线拐弯的地方,想象成二次函数的抛物线9 ,开刑向上,就是a> 0 ,即此处二阶导大于0。开刑向下,就是a< 0,此处二阶导小于0。实,不仅能看出二阶导的正负,还能看出二阶导绝对值大小。二次函数中, a的绝对值越大, 开口越小。类比-下,下图中x=0附近曲线开口,明显比x= -5附近的开口大,所以可以肯定x=0附近的二阶导比较小。

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第1个回答  2024-01-04
函数凹凸性的判断方法如下:

看导数,代数上,函数一阶导数为负,二阶导数为正(或者一阶正,二阶负),便是凸的,一阶与二阶同号为凹。函数在凹凸性发生改变的点称为拐点,拐点的二阶导数为0或不存在二阶导数。

函数定义:

1、凹函数定义
设函数y =f (x ) 在区间I 上连续,对x 1, x 2∈I ,若恒有f (则称y =f (x ) 的图象是凹的,函数y =f (x ) 为凹函数。
2、凸函数定义
设函数y =f (x ) 在区间I 上连续,对x 1, x 2∈I ,若恒有f (则称y =f (x ) 的图象是凸的,函数y =f (x ) 为凸函数。

单调函数判定:

设函数f(x)在区间X上有定义,如果存在M>0,对于一切属于区间X上的x,恒有|f(x)|≤M,则称f(x)在区间X上有界,否则称f(x)在区间上无界。
设函数f(x)的定义域为D,区间I包含于D。如果对于区间上任意两点x1及x2,当x1<x2时,恒有f(x1)<f(x2),则称函数f(x)在区间I上是单调递增的。
如果对于区间I上任意两点x1及x2,当x1f(x2),则称函数f(x)在区间I上是单调递减的。单调递增和单调递减的函数统称为单调函数。

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