导数工具解析y=2x⁴-x²+5的函数单调凸凹性质

介绍函数y=2x⁴-x²+5的定义域、值域、单调性、奇偶性、极限和凸凹性,并通过函数的导数知识计算函数的单调区间和凸凹区间。

方法/步骤

1、函数的定义域:

根据函数的特征,函数自变量x可以取全体实数,即函数的定义域为:(-∞,+∞)。

 

2、函数的值域:

因为y=2x⁴-x²+5,则:

2x⁴-x²+5-y=0,对x²的二次方程有解,则:

判别式△=4-8(5-y)≥0,即:

8y≥40-4,解得y≥9/2.

故函数的值域为:[9/2,+∞]。

3、函数的单调性:

∵y=2x⁴-x²+5,

∴dy/dx=8x³-4x,令dy/dx=0,则:

8x³-4x=0,

x(4x²-2)=0,即x1=0,或者x²=1/2.

进一步求出:

x1=-√2/2,x2=0,x3=√2/2,

三个点将实数区间分成四个小区间,则:

4、(1)当x∈(-∞,-√2/2],(0,√2/2)时,

dy/dx<0,则此时函数为减函数,该区间为减区间。

(2)当x∈[-√2/2],[√2/2,+∞)时,

dy/dx>0,则此时函数为增函数,该区间为增区间。

通过单调性性可知:

当x0=±√2/2时,函数y有最小值:

ymin=f(±√2/2)

=2*(±√2/2)⁴-2*(±√2/2)²+5

=9/2.

5、函数的奇偶性:

∵f(x)=y=2x⁴-x²+5,

∴f(-x)=2*(-x)²-(-x)²+5

=2x⁴-x²+5=f(x).

即函数f(x)为偶函数,图像关于y轴对称。

 

6、函数的极限:

lim(x→0)2x⁴-x²+5=5;

lim(x→-∞)2x⁴-x²+5=+∞;

lim(x→+∞)2x⁴-x²+5=+∞.

7、函数的凸凹性

∵dy/dx=8x³-4x,

∴d²y/dx²=24x²-4,令d²y/dx²=0,则:

x²=1/6,求出x1=-√6/6,

x2=√6/6;则:

8、(1)当x∈(-∞,-√6/6),(√6/6,+∞)时,

d²y/dx²>0,则此时函数为凹函数,该区间为凹区间。

(2)当x∈[-√6/6,√6/6]时,

d²y/dx²<0,则此时函数为凸函数,该区间为凸区间。

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