求函数y=ln(x^2-1)的凹凸区间和拐点

这个题目和y=ln(1+x^2)相差很大,希望别复制这个题目给我
2024-11-22 23:59:23
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回答1:

y=ln(x^2-1)
y'=2x/(x^2-1)
y''=[2(x^2-1)-2x*2x]/(x^2-1)^2=(-2x^2-2)/(x^2-1)^2=-2(x^2+1)/(x^2-1)^2<0
故无拐点。
定义域是x>1或x<-1
故在区间(-无穷,-1)和(1,+无穷)上都是凸区间。
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类似问题,参考一下:
求函数y=ln(1+x^2)的凹凸区间及拐点

对该函数求导:
y'=2x/(1+x^)
继续求二次导:
y''=[(2x)'*(1+x^) - 2x*(1+x^)'] /(1+x^)^
=[2(1+x^)-2x*2x]/(1+x^)^
=(2-2x^)/(1+x^)^
=2(1+x)(1-x)/(1+x^)^
很明显,上式中,分母(1+x^)^始终为正,只需对分子中2(1+x)(1-x)的正负进行分辨:
可得出当x=±1时,y''=0,此时f(-1)=f(1)=ln2
故(-1,ln2)与(1,ln2)为函数y的两个拐点

当x∈(-∞,-1)时,分子为负,y''<0,函数y为凸函数
当x∈(-1,1)时,分子为正,y''>0, 函数y为凹函数
当x∈(1,+∞)时,分子为负,y''<0, 函数y为凸函数

故(-∞,-1)和(1,+∞)为y的凸区间,(-1,1)为y的凹区间

回答2:

利用二阶导数