I. Tư tưởng cung lồi, cung lõm cùng điểm uốn
Cho thứ thị acb của hàm số y = f(x) như hình dưới, giả sử đồ gia dụng thị tất cả tiếp đường tại phần đa điểm.
Bạn đang xem: Tính lồi lõm của đồ thị hàm số
O A C B M N a c b > ^ x y f''(x) f''(x) > 0 với đa số x ở trong (c,b): hàm số lõm bên trên (c,b) f''(x) đổi lốt khi x đi qua c: hàm số gồm điểm uốn tại x = c
Cung lồi: Tại hầu như điểm của cung AC, tiếp tuyến luôn nằm bên trên cung, lúc ấy ta nói cung AC là 1 trong những cung lồi. Khoảng ứng vưới cung lồi AC hotline là khoảng lồi của đồ thị (với a là hoành độ điểm A, c là hoành độ điểm C)
Cung lõm: trên cung CB, mọi tiếp tuyến đều nằm dưới đồ vật thị, khi ấy CB được hotline là cung lõm và đoạn
Điểm uốn: điểm chuyển tiếp giữa cung lồi với cung lõm (từlồi gửi sang lõm hoặc từ lõm gửi sang lồi) gọi là điểm uốn của vật dụng thị. Điểm C là vấn đề uốn.
II. Tín hiệu và phương pháp tìm khoảng lồi, khoảng chừng lõm và điểm uốn
Định lý: mang lại hàm số y = f(x) có đạo hàm cấp ba trên khoảng (a; b).
- trường hợp f''(x) (xinleft(a;b ight))thì vật thị của hàm số lồi trên khoảng chừng đó
-Nếu f''(x) >0 cùng với mọi(xinleft(a;b ight))thì thiết bị thị của hàm số lõmtrên khoảng tầm đó
- giả dụ f''(x) đổi dấu khi x đi qua(x_0)thì điểm(M_0left(x_0;fleft(x_0 ight) ight))là điểm uốn nắn của thứ thị hàm số
III.
Xem thêm: Khái Niệm Phương Pháp Dạy Học Là Gì? Phân Biệt Với Thủ Pháp Dạy Học
Ví dụ
Ví dụ 1: Tìm những khoảng lồi, lõm với điểm uốn của những đồ thị hàm số
a)(y=x^5)
b)(y=-sin x)trên đoạn(left<0;2pi ight>)
Giải:
a) Tập xác định(mathbbR), ta có:(y"=5x^4);(y""=20x^3), bảng xét dấu(y"")
x y'' Đồ thị 0 + 0 + lồi lõm Điểm uốn
Vậy vật thị hàm số lồi trên(left(-infty;0 ight)), lõm bên trên khoảng(left(0;+infty ight))và điểm (0; 0) là vấn đề uốn của đồ vật thị (xem mẫu vẽ dưới)

b) Ta có(y"=-cos x);(y""=sin x), bảng xét dấu(y"")trên(left(0;2pi ight))
x y'' Đồ thị 0 0 + Lõm Điểm uốn nắn 2 Lồi
Vậy hàm số(y=-sin x)lõm trên(left(0;fracpi2 ight)), lồi trên(left(fracpi2;2pi ight)). Điểm(left(fracpi2;0 ight))là điểm uốn nắn của vật dụng thị (xem đồ thị phía dưới)

Ví dụ 2: Tìm các khoảng lồi, lõm của đồ dùng thị(y=fracx+1x-1)
Giải: Tập xác định:(mathbbRackslashleft1 ight\)
Ta có:(y"=-frac2left(x-1 ight)^2);(y"=frac4left(x-1 ight)^3)
Bảng xét vết của y'':
x y'' Đồ thị 1 + + lồi lõm
Đồ thị hàm số lồi trên(left(-infty;1 ight))và lõm trên(left(1;+infty ight))(xem đồ gia dụng thị phía dưới)