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求导小技巧:教你如何快速算出根号下X加1的导数

绘制函数图像的常规流程可以概括为以下几个环节:

1、确定函数的可定义范围;

2、研究函数是否具备奇偶特征以及是否存在周期规律;

3、找出函数的关键特征点,包括与坐标轴的交点、不连续位置以及不可导位置等;

4、分析函数的增长趋势区间、极值位置、曲线的凹凸形态以及拐点位置;

5、检测函数的渐近线情况;

6、完成函数图像的绘制。

接下来,我们以函数f(x)=∛(x³-x²-x+1)作为实例,探讨其特性与形态,并完成图像的绘制。

分析:首先按照标准流程,第一步是确定函数的定义域。显然,该函数在整个实数集R上均有定义。

其次,考察f(x)的奇偶属性和周期特性,可以发现该函数既不具备奇偶性,也不呈现周期性。实际上,这类函数的图像绘制会相对复杂。

然后,我们需要找出函数的特定特征点。为此,对根号内的表达式进行因式分解,得到:(x+1)(x-1)²。由此可以得出:

f与x轴有两个交点,分别为(-1,0)和(1,0)。而x=0时,f(x)=1,因此f与y轴有一个交点(0,1)。这些交点可以先在坐标系中标出。

此外,由于f在R上连续,且可以提前识别出f在x=-1和x=1处不可导。如果未能提前发现,在求导后也能确定。

第四步是核心环节,之所以将单调性、极值点、凹凸区间以及拐点放在一起分析,是因为它们都与导数相关,甚至与二阶导数相关。

对函数进行求导,这个过程相对复杂,最终得到f'(x)=(3x+1)/[3∛((x+1)²(x+1))。

根据这个导数表达式,可以推断出当x1时,f’(x)>0,因此f单调递增;当-1/3

同时,由f'(x)的表达式可以看出,f在x=±1处存在竖直切线。

继续求二阶导数f”(x)=-8/[9∛((x+1)⁵(x-1)⁴)],这个过程确实比较复杂。可以发现,在(-∞,-1)上,f”(x)>0,因此f是下凸的;在(-1,+∞)上,f”(x)

最后一步是求函数的渐近线。很明显,该函数没有竖直渐近线。假设它有斜渐近线y=ax+b,那么a=lim(x→∞)(f(x)/x)=1。b=lim(x→∞)(f(x)-ax)=-1/3。因此f有一条渐近线y=x-1/3。关于求渐近线和极限的知识,你还有记忆吗?

在坐标平面上先画出这条渐近线,因为它为绘制原函数图像提供了基础。

上述分析内容较多,如果感觉有些混乱,可以制作成如下表格形式,有助于理解,并辅助绘制函数图像:

根据上表,结合函数的渐近线,就可以绘制出原函数的图像如下:

这个图像是否让你感到意外?它看起来像章鱼的头,给人一种不太美观的感觉呢?