拐点是函数图像上凹凸性发生改变的点,即曲线从凹变凸或从凸变凹的点。在数学分析中,通常是求函数的二阶导数等于零的点,并且检查这些点附近二阶导数的符号变化来确定是否为拐点。
以下是求解拐点的一般步骤:
求一阶导数:首先对函数
求一阶导数 。 求二阶导数:接着对一阶导数
再求导,得到二阶导数 。 解二阶导数等于零的方程:解方程
以找到可能的拐点横坐标。 检查凹凸性:对于每一个解
,检查 在 左右两侧的符号。 - 如果
在 的左侧为正,在右侧为负,那么 是一个拐点。 - 如果
在 的左侧为负,在右侧为正,那么 也是一个拐点。 - 如果
在 的左右两侧符号不变,那么 不是拐点。
- 如果
确定拐点坐标:一旦确定了拐点的横坐标,就可以将其代入原函数
中求得拐点的纵坐标。
下面是一个具体的例子:
假设我们有函数
- 求一阶导数:
。 - 求二阶导数:
。 - 解方程
:得 。 - 检查凹凸性:在
的左侧,比如取 , ,是负的;在 的右侧,比如取 , ,是正的。因此,函数在 处由凹变凸。 - 确定拐点坐标:
。所以拐点坐标是 。
通过以上步骤,我们就可以找到并验证函数的拐点。
