Lição 63 — Esboço de gráficos
Pipeline completo de análise gráfica via cálculo: domínio, interceptos, simetrias, assíntotas, monotonicidade (f'), concavidade (f''), pontos de inflexão e esboço final.
Used in: 2.º ano EM · Equiv. Math II/III japonês (Kurvendiskussion) · Equiv. Analysis Klasse 12 alemã
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
图像分析流程
八个正式步骤
"If f'(x) > 0 on an interval, then f is increasing on that interval. If f''(x) > 0, then f is concave up. These two pieces of information, combined with critical and inflection points, give a complete picture of the graph." — OpenStax Calculus Vol. 1, §4.5
合并行为表
| 行为 | ||
|---|---|---|
| 增加,向上凹 | ||
| 增加,向下凹 | ||
| 减少,向上凹 | ||
| 减少,向下凹 |
凹凸性和拐点的定义
典型曲线:局部最大值、两个拐点(凹凸性改变)、局部最小值。拐点发生在曲率方向改变的地方。
已解决的例子
Exercise list
30 exercises · 7 with worked solution (25%)
- Ex. 63.1Application
确定的增减区间和凹凸性。
- Ex. 63.2Application
对于,确定:增减区间、局部极值、凹凸性和拐点。
- Ex. 63.3Application
完整分析:定义域、渐近线、极值、凹凸性。
- Ex. 63.4Application
绘制的草图(高斯曲线):定义域、极值、拐点、渐近线。
- Ex. 63.5ApplicationAnswer key
分析():定义域、极值、凹凸性。
- Ex. 63.6Application
绘制的草图:定义域、竖直和水平渐近线、极值。
- Ex. 63.7ApplicationAnswer key
确定的拐点和凹凸性区间。
- Ex. 63.8ApplicationAnswer key
完整分析:极值、拐点、渐近线。
- Ex. 63.9Application
分析:定义域、最小值、凹凸性。
- Ex. 63.10Application
确定斜渐近线并绘制的草图。
- Ex. 63.11Application
确定在上的增减区间、局部极值和凹凸性。
- Ex. 63.12Understanding
拐点的正确定义是:
- Ex. 63.13Understanding
"在一个区间上向上凹"意味着:
- Ex. 63.14Application
完整分析。
- Ex. 63.15Application
分析:极值、凹凸性、无穷处的行为。
- Ex. 63.16Application
对于在上,确定局部极值、拐点并绘制草图。
- Ex. 63.17Application
绘制的草图:定义域、渐近线、增减性、凹凸性。
- Ex. 63.18Application
完整分析:极值、拐点、凹凸性。
- Ex. 63.19ApplicationAnswer key
确定的定义域、渐近线和极值...(更正:——偶函数,在处有渐近线)。
- Ex. 63.20Application
绘制的完整草图。
- Ex. 63.21ApplicationAnswer key
分析():极值、凹凸性、截距。
- Ex. 63.22Application
确定斜渐近线和的极值。
- Ex. 63.23Proof
证明如果在,则的图形位于中任何切线之上(向上凹函数位于其切线之上)。
- Ex. 63.24ChallengeAnswer key
证明每个三次函数其中恰有一个拐点,且图形关于该点对称。
- Ex. 63.25Application
完整绘制()的草图,包括当时的极限。
- Ex. 63.26Application
完整分析:极值、拐点、凹凸性、对称性。
- Ex. 63.27Application
分析:定义域、最大值、拐点、渐近线。
- Ex. 63.28Application
分析的极值和对称性。
- Ex. 63.29ApplicationAnswer key
绘制的草图:渐近线、极值、奇偶性。
- Ex. 63.30Challenge
分析曲线族其中:根据参数确定极值和拐点。和如何控制曲线的形状?
来源
- Boelkins, Matt. Active Calculus 2.0. Grand Valley State University, 2022. CC-BY-NC-SA. activecalculus.org/single/sec-3-2-families.html
- OpenStax. Calculus Volume 1. Strang, Herman et al., 2023. CC-BY-NC-SA. openstax.org/books/calculus-volume-1/pages/4-5-derivatives-and-the-shape-of-a-graph
- Hartman, G. et al. APEX Calculus. Virginia Military Institute, 2023. CC-BY-NC. apexcalculus.com