题目
10.求下列函数图形的拐点及凹或凸的区间:-|||-(1) =(x)^3-5(x)^2+3x+5 ;

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查利用二阶导数判断函数图形的凹凸区间及拐点的方法。
解题思路:
- 求二阶导数:先求一阶导数,再求二阶导数。
- 求二阶导数为零的点:解方程 $y''=0$,找到可能的拐点横坐标。
- 分析二阶导数的符号变化:通过测试点判断二阶导数在临界点两侧的符号,确定凹凸区间。
- 确定拐点:若二阶导数在临界点两侧符号改变,则该点为拐点,需计算对应的纵坐标。
关键点:
- 凹凸性与二阶导数的关系:$y''>0$ 对应凹区间,$y''<0$ 对应凸区间。
- 拐点的判定:凹凸性改变的点才是拐点。
第(1)题
求一阶导数
$y' = \frac{d}{dx}(x^3 -5x^2 +3x +5) = 3x^2 -10x +3$
求二阶导数
$y'' = \frac{d}{dx}(3x^2 -10x +3) = 6x -10$
求二阶导数为零的点
令 $y''=0$,解得:
$6x -10 = 0 \implies x = \frac{5}{3}$
分析二阶导数的符号
-
当 $x < \frac{5}{3}$ 时,取测试点 $x=0$,代入 $y''$:
$y''(0) = 6 \cdot 0 -10 = -10 < 0$
因此,曲线在区间 $(-\infty, \frac{5}{3}]$ 上是凸的。 -
当 $x > \frac{5}{3}$ 时,取测试点 $x=2$,代入 $y''$:
$y''(2) = 6 \cdot 2 -10 = 2 > 0$
因此,曲线在区间 $[\frac{5}{3}, +\infty)$ 上是凹的。
确定拐点
由于二阶导数在 $x=\frac{5}{3}$ 处由负变正,凹凸性改变,故该点为拐点。计算对应的纵坐标:
$y\left(\frac{5}{3}\right) = \left(\frac{5}{3}\right)^3 -5\left(\frac{5}{3}\right)^2 +3\left(\frac{5}{3}\right) +5 = \frac{20}{27}$
因此,拐点为 $\left(\frac{5}{3}, \frac{20}{27}\right)$。