2025-11-09 23:31:17
先说简单道理:判断函数图像向上还是向下弯,要看二阶导数正负。拐点就是弯折方向突然变的地方,这时候二阶导数要么变号要么不存在。比如y=x³,二阶导数是6x,当x从负变正时,二阶导数由负变正,说明在x=0处弯折方向变,所以(0,0)是拐点。再比如y=1/x,二阶导数是-2/x³,当x从负变正时,二阶导数由正变负,说明在x=0处没有定义但弯折方向变,所以x=0是拐点。判断时先求二阶导数,再找二阶导数等于零或不存在的点,看这些点两侧二阶导数是否变号。
为啥是这个答案?先看y=x³的例子,二阶导数f''(x)=6x,当x<0时f''(x)=-6(负数),图像向下凹;当x>0时f''(x)=6(正数),图像向上凹。这说明在x=0处凹凸性变,所以(0,0)是拐点。再比如y=1/x,二阶导数f''(x)=-2/x³,当x=-1时f''(x)=2(正数),图像向上凹;当x=1时f''(x)=-2(负数),图像向下凹。虽然x=0处函数没定义,但左右两侧凹凸性相反,所以x=0是拐点。数据证明只要二阶导数变号就一定是拐点,但变号点必须两侧二阶导数存在且不等号,比如y=x⁴在x=0处二阶导数0但不变号,所以不是拐点。所以判断拐点要分三步:求二阶导数→找变号点→验证变号情况。
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