为什么二阶导数能判断函数凹凸性

如题所述

一阶导数反映的是函数斜率,而二阶导数反映的是斜率变化的快慢,表现在函数的图像上就是函数的凹凸性。f′′(x)>0,开口向上,函数为凹函数,f′′(x)<0,开口向下,函数为凸函数。

凸凹性的直观理解:设函数y=f(x)在区间I上连续,如果函数的曲线位于其上任意一点的切线的上方,则称该曲线在区间I上是凹的;如果函数的曲线位于其上任意一点的切线的下方,则称该曲线在区间I上是凸的。

扩展资料

确定曲线y=f(x)的凹凸区间和拐点的步骤:

1、确定函数y=f(x)的定义域;

2、求出在二阶导数f"(x);

3、求出使二阶导数为零的点和使二阶导数不存在的点;

4、判断或列表判断,确定出曲线凹凸区间和拐点。

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第1个回答  2021-08-09

一阶导数反映的是函数斜率,而二阶导数反映的是斜率变化的快慢,表现在函数的图像上就是函数的凹凸性。f′′(x)>0,开口向上,函数为凹函数,f′′(x)<0,开口向下,函数为凸函数

凸凹性的直观理解:设函数y=f(x)在区间I上连续,如果函数的曲线位于其上任意一点的切线的上方,则称该曲线在区间I上是凹的;如果函数的曲线位于其上任意一点的切线的下方,则称该曲线在区间I上是凸的。

基本的求导法则如下:

1、求导的线性:对函数的线性组合求导,等于先对其中每个部分求导后再取线性组合(即①式)。

2、两个函数的乘积的导函数:一导乘二+一乘二导(即②式)。

3、两个函数的商的导函数也是一个分式:(子导乘母-子乘母导)除以母平方(即③式)。

4、如果有复合函数,则用链式法则求导。

如果一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)(即二阶导数)>0恒成立,那么对于区间I上的任意x,y,总有:f(x)+f(y)≥2f[(x+y)/2],如果总有f''(x)<0成立,那么上式的不等号反向。

如果一个函数f(x)在某个区间I上有f''(x)(即二阶导数)>0恒成立,那么在区间I上f(x)的图象上的任意两点连出的一条线段,这两点之间的函数图象都在该线段的下方,反之在该线段的上方。

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第2个回答  2012-02-07
函数的凸凹性是根据函数切线变化率的变化趋势来判断的。函数切线的变化率就是一阶导数,一阶导数的导数即二阶导数,反映了函数切线变化率的变化趋势,即函数切线的斜率何时为正、负或零,确定拐点,从而判断函数曲线的凸凹性。二阶导数值的正负正好反映了这种情况,所以可以判断函数凸凹性。
第3个回答  推荐于2018-02-14
因为随着凹凸变化,曲线的切线斜率会出现相应的改变。
1在凹最低处或凸最高处,切线斜率为0,即一阶导数为0
2在凹图象最低处左右,一阶导数从最低处左方的>0趋于右方的<0,这一过程二阶导数>0
在凸图象最高处左右,一阶导数从最高处左方的<0趋于右方的>0,这一过程二阶导数<0
因此根据二阶导数可以判断函数的凹凸性质本回答被提问者和网友采纳
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