解析函数y=(0.2x^3-0.3)lnx的性质

本文主要解析函数y=(0.2x^3-0.3)lnx的定义域、单调性、凸凹性等性质,并通过微积分求解函数的单调区间,简要画出函数的示意图。

方法/步骤

1、※.函数的定义域

根据函数特征,对函数y1=lnx定义域要求自变量为正数,所以本题函数的定义域为:(0,+∞)。

2、※.函数的单调性

本处以导数知识来解析函数的单调性,具体步骤为:

因为y=(0.2x^3-0.3)lnx,对x求导,

所以dy/dx=3*0.2x^2*lnx+(0.2x^3-0.3)*1/x=(3*0.2x^3*lnx+0.2x^3-0.3)/x;

设g(x)=3*0.2x^3*lnx+0.2x^3-0.3有:

g(1)=0.2 -0.30,其中m≥2.

又因为g’ (x)=9*0.2x^2*lnx+3*0.2x^3*1/x+3*0.2x^2=9*0.2x^2*lnx+6*0.2x^2>0,

3、可知g(x)为增函数,则方程3*0.2x^3*lnx+0.2x^3-0.3=0在区间(1,2)上只有一个实数根,

通过切线法求出该近似值为x0=1.073。

则此时函数的单调性为:

(1)当x∈(0, 1.073)时,dy/dx<0,此时函数为减函数。

(2当x∈[1.073,+∞)时,dy/dx≥0,此时函数为增函数。

4、※.函数的凸凹性

∵dy/dx= (3*0.2x^3*lnx+0.2x^3-0.3)/x,继续求导有

∴d^2y/dx=[(9*0.2x^2lnx+3*0.2x^3*1/x+3*0.2x^2)*x- (3*0.2x^3*lnx+0.2x^3-0.3)]/x^2

=(9*0.2x^3lnx+3*0.2x^3+3*0.2x^3- 3*0.2x^3*lnx-0.2x^3+0.3)]/x^2

=(6*0.2x^3lnx+5*0.2x^3+0.3)]/x^2。

设k(x)=6*0.2x^3lnx+5*0.2x^3+0.3,则k'(x)=18*0.2x^2lnx+21*0.2x^2=3*0.2x^2(6*lnx+7)。

5、令k'(x)=0,则lnx=-7/6,即x=e^(-7/6),此时有:

(1)当x∈(0, e^(-7/6))时,k'(x)<0,则函数k(x)为减函数;

(2)当x∈[e^(-7/6),+∞)时,k'(x)>0,则函数k(x)为增函数。

故当x=e^(-7/6),则函数k(x)取最小值,即:

k(x)=6*0.2x^3lnx+5*0.2x^3+0.3≥0.2*e^(-7/2)*[6*lne^(-7/6)+5]+0.3=0.3-2*0.2/e^(7/2)>0,

所以d^2y/dx>0,此时函数y为凹函数。

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