這是高數的,要判斷函式影象的凹凸性,要看二階導數是否大於0,那假如改成大於等於0又成不成立呢

2021-05-15 18:27:44 字數 5267 閱讀 3573

1樓:豆賢靜

成立。假設開區間內有二階導為0的點,在這些點的鄰域內,二階導的值不變號,所以不是拐點,所以全是凹的。

函式的凹凸性為什麼要用二階導數

2樓:晚夏落飛霜

一階導數反映的是函式斜率,而二階導數反映的是斜率變化的快慢,表現在函式的影象上就是函式的凹凸性。

f′′(x)>0,開口向上,函式為凹函式,f′′(x)<0,開口向下,函式為凸函式。

凸凹性的直觀理解:

設函式y=f(x)在區間i上連續,如果函式的曲線位於其上任意一點的切線的上方,則稱該曲線在區間i上是凹的;如果函式的曲線位於其上任意一點的切線的下方,則稱該曲線在區間i上是凸的。

確定曲線y=f(x)的凹凸區間和拐點的步驟:

1、確定函式y=f(x)的定義域;

2、求出在二階導數f"(x);

3、求出使二階導數為零的點和使二階導數不存在的點;4、判斷或列表判斷,確定出曲線凹凸區間和拐點。

3樓:angela韓雪倩

在函式f(x)的圖象上取任意兩點,如果函式圖象在這兩點之間的部分總在連線這兩點的線段的下方,那麼這個函式就是凹函式。

直觀上看,凸函式就是圖象向上突出來的。比如如果函式f(x)在區間i上二階可導,則f(x)在區間i上是凹函式的充要條件是f''(x)>=0;f(x)在區間i上是凸函式的充要條件是f''(x)<=0;

通俗的講,一個函式求了一階導數(如大於o),只能說明是遞增,但不知是遞增的越來越快還是越來越慢(可以類比加速度的思想),只有求了二階導數才知道遞增的速度,即凹凸性。

擴充套件資料:

設函式f(x)在區間i上定義,若對i中的任意兩點x1和x2,和任意λ∈(0,1),都有 f(λx1+(1-λ)x2)<=λf(x1)+(1-λ)f(x2),若不等號嚴格成立,即"<"號成立,則稱f(x)在i上是嚴格凹函式。

如果"<="換成">="就是凸函式。類似也有嚴格凸函式。

設f(x)在區間d上連續,如果對d上任意兩點a、b恆有f((a+b)/2)<(f(a)+f(b))/2

那麼稱f(x)在d上的圖形是(向上)凹的(或凹弧);如果恆有f((a+b)/2)>(f(a)+f(b))/2

那麼稱f(x)在d上的圖形是(向上)凸的(或凸弧)

這個定義從幾何上看就是:

在函式f(x)的圖象上取任意兩點,如果函式圖象在這兩點之間的部分總在連線這兩點的線段的下方,那麼這個函式就是凹函式。 同理可知,如果函式影象在這兩點之間的部分總在連線這兩點線段的上方,那麼這個函式就是凸函式。

如果函式f(x)在區間i上二階可導,則f(x)在區間i上是凸函式的充要條件是f''(x)<=0;f(x)在區間i上是凹函式的充要條件是f''(x)>=0;

琴生(jensen)不等式(也稱為詹森不等式):(注意前提、等號成立條件)設f(x)為凸函式,則f[(x1+x2+……+xn)/n]≤[f(x1)+f(x2)+……+f(xn)]/n(下凸);設f(x)為凹函式,f[(x1+x2+……+xn)/n]≥[f(x1)+f(x2)+……+f(xn)]/n(上凸),稱為琴生不等式。

加權形式為:f[(a1*x1+a2*x2+……+an*xn)]≤a1f(x1)+a2f(x2)+……+anf(xn)(下凸);f[(a1*x1+a2*x2+……+an*xn)]≥a1f(x1)+a2f(x2)+……+anf(xn)(上凸),其中ai≥0(i=1,2,……,n),且a1+a2+……+an=1.

如果一個函式f(x)在某個區間i上有f''(x)(即二階導數)>0恆成立,那麼在區間i上f(x)的圖象上的任意兩點連出的一條線段,這兩點之間的函式圖象都在該線段的下方,反之在該線段的上方。

結合一階、二階導數可以求函式的極值。當一階導數等於0,而二階導數大於0時,為極小值點。當一階導數等於0,而二階導數小於0時,為極大值點;當一階導數和二階導數都等於0時,為駐點。

4樓:

我是一線高中數學教師,希望能幫到你。

在函式f(x)的圖象上取任意兩點,如果函式圖象在這兩點之間的部分總在連線這兩點的線段的下方,那麼這個函式就是凹函式。

直觀上看,凸函式就是圖象向上突出來的。比如如果函式f(x)在區間i上二階可導,則f(x)在區間i上是凹函式的充要條件是f''(x)>=0;f(x)在區間i上是凸函式的充要條件是f''(x)<=0;

通俗的講,一個函式求了一階導數(如大於o),只能說明是遞增,但不知是遞增的越來越快還是越來越慢(可以類比加速度的思想),只有求了二階導數才知道遞增的速度,即凹凸性。

一階導數,二階導數,三階導數各自的作用是幹什麼的?系統詳細一點,或者給個連結也行

5樓:夢色十年

一階導數可以用來描述原函式的增減性。

二階導數可以用來判斷函式在一段區間上的凹凸性,f''(x)>0,則是凹的,f''(x)<0則是凸的。

三階導數一般不用,可以用來找函式的拐點,拐點的意思是如果曲線f(x)在經過點(x0,f(x0))時,曲線的凹凸性改變了,那麼就稱這個點為曲線的拐點。

若f(x)在x0的某鄰域內具有三階連續導數,f''(x0)=0,f'''(x0)≠0,那麼(x0,f(x0))是f(x)的一個拐點。

擴充套件資料

二階導師的性質:

(1)如果一個函式f(x)在某個區間i上有f''(x)(即二階導數)>0恆成立,那麼對於區間i上的任意x,y,總有:

f(x)+f(y)≥2f[(x+y)/2],如果總有f''(x)<0成立,那麼上式的不等號反向。

幾何的直觀解釋:如果一個函式f(x)在某個區間i上有f''(x)(即二階導數)>0恆成立,那麼在區間i上f(x)的圖象上的任意兩點連出的一條線段,這兩點之間的函式圖象都在該線段的下方,反之在該線段的上方。

(2)判斷函式極大值以及極小值。

結合一階、二階導數可以求函式的極值。當一階導數等於0,而二階導數大於0時,為極小值點。當一階導數等於0,而二階導數小於0時,為極大值點;當一階導數和二階導數都等於0時,為駐點。

二階導數判斷凹凸性 二階導數怎麼判斷凹凸

6樓:喵喵喵

設f(x)在[a,b]上連續,在(

a,b)內具有一階和二階導數,那麼,

(1)若在(a,b)內f''(x)>0,則f(x)在[a,b]上的圖形是凹的;

(2)若在(a,b)內f』『(x)<0,則f(x)在[a,b]上的圖形是凸的。

判斷函式極大值以及極小值:

結合一階、二階導數可以求函式的極值。當一階導數等於0,而二階導數大於0時,為極小值點。當一階導數等於0,而二階導數小於0時,為極大值點;當一階導數和二階導數都等於0時,為駐點。

擴充套件資料

1、f(λx1+(1-λ)x2)<=λf(x1)+(1-λ)f(x2) , 即v型,為「凸向原點」,或「下凸」(也可說上凹),(有的簡稱凸有的簡稱凹)

2、f(λx1+(1-λ)x2)>=λf(x1)+(1-λ)f(x2) , 即a型,為「凹向原點」,或「上凸」(下凹),(同樣有的簡稱凹有的簡稱凸)

在二維環境下,就是通常所說的平面直角座標系中,可以通過畫圖直觀地看出一條二維曲線是凸還是凹,當然它也對應一個解析表示形式,就是那個不等式。但是,在多維情況下,圖形是畫不出來的,這就沒法從直觀上理解「凹」和「凸「的含義了,只能通過表示式。

當然n維的表示式比二維的肯定要複雜,但是,不管是從圖形上直觀理解還是從表示式上理解,都是描述的同一個客觀事實。而且,按照函式圖形來定義的凹凸和按照函式來定義的凹凸正好相反。

7樓:匿名使用者

高數的定義的話 ,二階導數大於0,為凹函式,反之為凸。

數學分析定義的話,條件相同情況下,結論為反

為什麼二階導數能判斷函式凹凸性

8樓:華燈初上

二階導數的bai作用是根據其正負,判du斷一階導數zhi的單調性(二dao階導數大於零,那麼一階導版數單調遞增權

;二階導數小於零,那麼一階導數單調遞減),然後根據一階導數的單調性以及一階導數的某些值,判斷其是否有零點(比如說一階導數在x=0處的值是正的,而x>0時,一階導數都是單調遞增的,那麼x>0時,一階導數肯定沒有零點),藉此判斷原函式的極值。二階導數取值如果有大於零,又有小於零的部分,那麼在這之間必然存在某個點,二階導數等於零,例如當x<0時,二階導數大於零,x>0時,二階導數小於零,那麼當x=0時,二階導數必然等於零。也就是說這一點的一階導數取到極值,由舉例的二階導數的正負還能判斷出這個極值是極大值。

之後就是藉以判斷一階導數的影象特點(也就是單調性,極值,零點之類的),然後再判斷原函式的影象特點,得出函式凹凸性。

二階導數與函式的凹凸性問題

9樓:匿名使用者

記得高數書上有的。

這裡僅我個人理解的,要是不對就一笑而過吧。

因為,已經說了,f(x)有凹凸性,所以,f(x)或者為先減後增,或者為先增後減。

當二階導數大於0,說明一階導數單調遞增。根據f(x)不是先減後增就是先增後減,所以,在此情況下,f(x)只能為先減後增了。所以,在二階導數大於0時,函式為凹函式。

同理可證二階導數小於0時,函式為凸函式。

僅為個人理解哦!不負責任的哦!

10樓:潛春遊鬆

二階大於零,說明一階導數單調增,一階函式單調,說明函式斜率遞增,而凹函式就是這樣,同理樂得凸函式,有疑問樂意**。

11樓:考今

函式凹凸性與二次導數有關

如果函式某點的一階導數等於零

該點的二階導數若大於0,則函式在該點是極小值,函式在該點附近是下凹的若該點的二階導數若小於0,則函式在該點是極大值,函式在該點附近是上凸的

若等於0,則該點為拐點

若函式的二階導數恆大於0,函式是下凹的

若函式的二階導數恆小於0,則函式上凸的

從函式的幾何意義來分析:

因為隨著凹凸變化,曲線的切線斜率會出現相應的改變。

1在凹最低處或凸最高處,切線斜率為0,即一階導數為02在凹圖象最低處左右,一階導數從最低處左方的》0趨於右方的<0,這一過程二階導數》0

在凸圖象最高處左右,一階導數從最高處左方的<0趨於右方的》0,這一過程二階導數<0

因此根據二階導數可以判斷函式的凹凸性質

12樓:廖北伯

f'(a)>0時, f(x)在a附近漸增.

同理, f"(a)>0時, f'(x)在a附近漸增.

f'(u)就是f(x)在x=u的切線斜率.

f'(x)漸增就是f(x)的切線逆時針轉, 也就是凹函式.

f"(a)<0依此類推.

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