對于函數(shù)的凹凸性,教材中沒有給出明確的定義,只是以練習題的形式點到為止.然而在平時的訓練和高考試題中,函數(shù)的凹凸性卻有著廣泛的應用.對此,筆者就函數(shù)凹凸性的應用技巧進行了深入的探討.下面主要談一談如何運用函數(shù)的凹凸性求函數(shù)的極值和求解函數(shù)的圖象問題.
一、求函數(shù)的極值
對于求函數(shù) f ( ) x 的極值問題,我們習慣性地對函數(shù)求導,再求出 f′ ( ) x ≥0和 f′ ( ) x ≤0時的x的取值范圍,最后根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性確定函數(shù)的極大值和極小值.而運用函數(shù)的凹凸性能快速地解答此類問題.由 f′ ( ) x =0,可以求出函數(shù)的疑似極值點 x 0 ,若 f ″( x 0 )gt; 0 ,由函數(shù)的連續(xù)性可知,在 ( ) x 0 -?,x 0 +? (?gt;0 ) 內(nèi)均有 f ″ ( ) x gt; 0 ,此時函數(shù)是凸函數(shù), f′ ( ) x 單調(diào)遞增,所以當 x∈ ( ) x 0 -?,x 0 時,f′ ( ) x lt; 0 ,當 x∈ () x 0 , x 0 +? 時, f′ ( ) x gt;0,故在x= x 0 處函數(shù)取極小值,當 f ″( x 0 )lt;0 時,x= x 0 處函數(shù)取極大值.同理,若f ″( x 0 )lt;0 ,由函數(shù)的連續(xù)性可知,在 () x 0 -?, x 0 +? (?gt;0 )內(nèi)均有 f ″ ( ) x lt; 0 ,此時函數(shù)是凹函數(shù).值得注意的是,當f ″( x 0 ) = 0 時,函數(shù)在x= x 0 處不一定能取到極值.