凹面のfをテストしますか?

凹面のfをテストしますか?
Anonim

回答:

#f# 凸である #RR#

説明:

それを解決したと思います。

#f# で微分可能である #RR# そう #f# そして #f '# 連続している #RR#

我々は持っています #(f '(x))^ 3 + 3f'(x)= e ^ x + cosx + x ^ 3 + 2x + 7#

得られた両方の部分を区別する

#3 *(f '(x))^ 2f' '(x)+ 3f' '(x)= e ^ x-sinx + 3x ^ 2 + 2# #<=>#

#3f ''(x)((f '(x))^ 2 + 1)= e ^ x-sinx + 3x ^ 2 + 2#

  • #f '(x)^ 2> = 0# そう #f '(x)^ 2 + 1> 0#

#<=># #f ''(x)=(e ^ x-sinx + 3x ^ 2 + 2)/(3((f '(x))^ 2 + 1)> 0)#

分子の符号が必要なので新しい関数を考えます

#g(x)= e ^ x-sinx + 3x ^ 2 + 2# , #バツ##に##RR#

#g '(x)= e ^ x-cosx + 6x#

それに気づく #g '(0)= e ^ 0-cos0 + 6 * 0 = 1-1 + 0 = 0#

にとって #x =π# #=># #g '(π)= e ^π-cosπ+6π= e ^π+ 1 +6π> 0#

にとって #x =-π# #g '( - π)= e ^( - π)-cos(-π)-6π= 1 / e ^π+cosπ-6π= 1 / e ^π-1-6π<0#

の単調さを示すこの表がようやく得られます。 #g#

想定される #I_1 =( - oo、0# そして #I_2 = 0、+ oo)#

#g(I_1)= g(( - - oo、0)= g(0)、lim_(xrarr-oo)g(x))= 3、+ oo)#

#g(I_2)= g(0、+ oo))= g(0)、lim_(xrarr + oo)g(x))= 3、+ oo)#

なぜなら

  • #lim_(xrarr-oo)g(x)= lim_(xrarr-oo)(e ^ x-sinx + 3x ^ 2 + 2)#

#| sinx | <= 1# #<=># #-1 <= - sinx <= 1# #<=>#

#e ^ x + 3x ^ 2 + 2-1 <= e ^ x + 3x ^ 2 + 2-sinx <= e ^ x + 3x ^ 2 + 2 + 1# #<=>#

#e ^ x + 3x ^ 2 + 1 <= e ^ x-sinx + 3x ^ 2 + 2 <= e ^ x + 3x ^ 2 + 3 <=>#

#e ^ x + 3x ^ 2 + 1 <= g(x)<= e ^ x + 3x ^ 2 + 3#

  • スクイズ/サンドイッチ定理を使って

#lim_(xrarr-oo)(e ^ x + 3x ^ 2 + 1)= + oo = lim_(xrarr-oo)(e ^ x + 3x ^ 2 + 3x)#

したがって、 #lim_(xrarr-oo)g(x)= + oo#

  • #lim_(xrarr + oo)g(x)= lim_(xrarr + oo)(e ^ x-sinx + 3x ^ 2 + 2)#

同じプロセスで、

#e ^ x + 3x ^ 2 + 1 <= g(x)<= e ^ x + 3x ^ 2 + 3#

しかしながら、 #lim_(xrarr + oo)(e ^ x + 3x ^ 2 + 1)= + oo = e ^ x + 3x ^ 2 + 3#

したがって、 #lim_(xrarr + oo)g(x)= + oo#

の範囲 #g# になります:

#R_g = g(D_g)= g(I_1)uug(I_2)= 3、+ oo)#

  • #0!inR_g = 3、+ oo)# そう #g# ルーツはありません #RR#

    #g# 連続している #RR# そして解決策はありません。したがって、 #g# サインインを維持する #RR#

つまり

#{(g(x)> 0 "、"x RR)、(g(x)<0 "、"x RR):}#

したがって、 #g(π)= e ^π-sinπ+3π^ 2 + 2 = e ^π+3π^ 2 + 2> 0#

結果として #g(x)> 0#, #バツ##に##RR#

そして #f ''(x)> 0#, #バツ##に##RR#

#-># #f# 凸である #RR#

回答:

下記参照。

説明:

与えられた #y = f(x)# 曲線の曲率半径は

#rho =(1+(f ')^ 2)^(3/2)/(f' ')# そう与えられた

#(f ')^ 3 + 3f' = e ^ x + cosx + x ^ 3 + 2 x + 7# 我々は持っています

#3(f ')^ 2f' '+ 3f' '= e ^ x + 3x ^ 3-sinx + 2# または

#f ''(1+(f ')^ 2)= 1/3(e ^ x + 3x ^ 3-sinx + 2)# または

#1 /(f ''(1+(f ')^ 2))= 3 /(e ^ x + 3x ^ 3-sinx + 2)# または

#rho =(1+(f ')^ 2)^(3/2)/(f' ')=(3(1+(f')^ 2)^(5/2))/(e ^ x + 3x ^ 3-sinx + 2)#

今分析中 #g(x)= e ^ x + 3x ^ 3-sinx + 2# 我々は持っています

#min g(x)= 0# にとって RR#の#x そう #g(x)ge 0# それから曲率

#ρ=(3(1+(f ')^ 2)^(5/2))/(e ^ x + 3x ^ 3-sinx + 2)# 符号が変わらないので、結論を出す #f(x)# エピグラフはで凸 #RR#