在中学数学中,我们学过用“五点法”来画函数的图形。 但“五点法”有着固有的局限性,不能准确地画出函数的图形 在高等数学中,我们学会了利用函数的导数来确定函 数的单调区间和极值,点;学会了利用函数的二阶导数来 确定函数的凹凸区间及拐点. 知道了这些知识后,我们就能较准确地描绘出函数 的图形。 为了更准确地描绘函数的图形,我们再来学习一个 概念—渐近线,然后,再来研究函数图形描绘的基 本步骤和技巧! 2009年7月3日星期五 目录 上页 返回
2009年7月3日星期五 1 目录 上页 下页 返回 在中学数学中,我们学过用“五点法”来画函数的图形。 但“五点法”有着固有的局限性,不能准确地画出函数的图形 在高等数学中,我们学会了利用函数的导数来确定函 数的单调区间和极值点;学会了利用函数的二阶导数来 确定函数的凹凸区间及拐点. 知道了这些知识后,我们就能较准确地描绘出函数 的图形。 为了更准确地描绘函数的图形,我们再来学习一个 概念 —— 渐近线, 然后,再来研究函数图形描绘的基 本步骤和技巧!
第三章 第六节 盖数图形的描拾 Plot of Functional Graph) 水平渐近线 一、曲线的渐进线〈 铅直渐近线 斜渐近线 二、函数图形的描绘 三、小结与思考练习 2009年7月3日星期五 2 目录 上页 、返回
2009年7月3日星期五 2 目录 上页 下页 返回 第六节 函数图形的描绘 第三章 (Plot of Functional Graph) 一、曲线的渐进线 水平渐近线 铅直渐近线 斜渐近线 二、函数图形的描绘 三、小结与思考练习
一、曲线的渐进线(Asymptote of Curve) 定义如果曲线上的一点沿着曲线趋于无穷远时,该 ,点与某条直线的距离趋于零,则称此直线为曲线的渐近 线 1.水平渐近线(平行于x轴的渐近线) 如果曲线y=f(x)的定义域是无限区间,且有 limf(x)=b或limf(x)=b X-00 则称直线y=b为曲线y=f(x)的水平渐近线。 例如,y=arctan x,有水平渐近线两条: 元 y= 2 2 2009年7月3日星期五 3 目录○ 上页 返回
2009年7月3日星期五 3 目录 上页 下页 返回 一、曲线的渐进线 定义 如果曲线上的一点沿着曲线趋于无穷远时,该 点与某条直线的距离趋于零,则称此直线为曲线的渐近 线. 1. 水平渐近线(平行于x 轴的渐近线) 如果曲线 y fx = ( ) 的定义域是无限区间,且有 lim ( ) x fx b →−∞ = 或 lim ( ) x fx b →+∞ = 则称直线 y b = 为曲线 y fx = ( ) 的水平渐近线。 例如, ,arctan (Asymptote of Curve) y = x 有水平渐近线两条: . 2 , 2 π −= π = yy
2.铅直渐近线(垂直于x轴的渐近线) 如果曲线y=f(x)有 lim f(x)=o lim f(x)=co, 则称直线x=c为曲线y=f(x)的铅直渐近线。 例如, 1 y= (x+2)(x-3)1 有铅直渐近线两条: X=-2,x=3. 2009年7月3日星期五 4 目录 上页)下页 。返回
2009年7月3日星期五 4 目录 上页 下页 返回 2. 铅直渐近线(垂直于x 轴的渐近线) 如果曲线 y fx = ( ) 有 lim ( ) x c f x → − = ∞ 或 lim ( ) x c f x → + = ∞ , 则称直线 x = c 为曲线 y fx = ( ) 的铅直渐近线。 例如, 1 , ( 2)( 3) y x x = + − 有铅直渐近线两条: x = − x = .3,2
3.斜渐近线 如果曲线y=f(x)有 lim [f(x)-(ax+b)]=0 lim [f(x)-(ax+b)]=0(a0) +00 则称直线y=ax+b为曲线y=f(x)的斜渐近线。 下面来确定a,b. 回aa+n=0一▣/0-a+]-0 r→+0 X 将a代入lim[f(x)-(ax+b)]=0,得 X→十00 b=lim [f(x)-ax]. X→+00 2009年7月3日星期五 5 耳录 上页 下 返回
2009年7月3日星期五 5 目录 上页 下页 返回 3. 斜渐近线 如果曲线 y fx = ( ) 有 lim [ ( ) ( )] 0 x f x ax b →+∞ − += 或 lim [ ( ) ( )] 0 x f x ax b →−∞ − + = ( 0) a ≠ , 则称直线 y ax b = + 为曲线 y fx = ( ) 的斜渐近线。 下面来确定a b, . lim [ ( ) ( )] 0 x f x ax b → +∞ − += ( im ) l 0 x fx b a x x x →+∞ − ⎡ ⎤ = ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ + ( lim 0 ) x fx b a →+∞ x x − ⎡ ⎤ = ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ + ( ) limx f x a →+∞ x = 将 a 代入 lim [ ( ) ( )] 0 x f x ax b →+∞ − + = ,得 lim [ ( ) ]. x b f x ax →+∞ = −
例1求曲线f)=2(x-2x+3) 的渐近线。 x-1 提示:(1)水平渐近线公式 (补充题) limf(x)=b或limf(x)=b x→-00 x→+00 (2)铅直渐近线公式 lim f(x)=o lim f(x)=co, x→C X->c (3)斜渐近线公式 a=lim f(x) b=lim [f(x)-ax]. x→+0 X→+00 (答案见下页) 2009年7月3日星期五 6 目录 上页( 返回
2009年7月3日星期五 6 目录 上页 下页 返回 例 1 求曲线 2( 2)( 3) ( ) 1 x x f x x− + = − 的渐近线. (补充题) 提示:(1)水平渐近线公式 lim ( ) x fx b →−∞ = 或 lim ( ) x fx b →+∞ = (2)铅直渐近线公式 lim ( ) x c f x → − = ∞ 或 lim ( ) x c f x → + = ∞ , (3)斜渐近线公式 ( ) lim x f x a →+∞ x = lim [ ( ) ]. x b f x ax →+∞ = − (答案见下页)
f0x)=2x-2)(x+3) 有两条渐进线,如下图 x-1 100 50 .a 2 -50 -100 自学(练习课本例2) 2009年7月3日星期五 7 目录○ 上页 下 、返回
2009年7月3日星期五 7 目录 上页 下页 返回 2( 2)( 3) ( ) 1 x x f x x− + = − 有两条渐进线,如下图 自学(练习课本 例 2)
二、函数图形的描绘 描绘函数的图形可按下列步骤: (1)确定函数的定义域; (2)确定函数的奇偶性、周期性; (3)确定函数的单调区间与极值,曲线的凹凸区间 与拐,点; (4)讨论曲线的渐近线; (5)由曲线方程计算曲线上一些,点的坐标,特别是 曲线和坐标轴的交点; (6)根据上述讨论,描绘函数f(x)的图形. 2009年7月3日星期五 8 目录 上页 、返回
2009年7月3日星期五 8 目录 上页 下页 返回 二、函数图形的描绘 描绘函数的图形可按下列步骤: (1)确定函数的定义域; (2)确定函数的奇偶性、周期性; (3)确定函数的单调区间与极值,曲线的凹凸区间 与拐点; (4)讨论曲线的渐近线; (5)由曲线方程计算曲线上一些点的坐标,特别是 曲线和坐标轴的交点; (6)根据上述讨论,描绘函数 f ( ) x 的图形.
x2 例2作出函数f(x)= 1e三的图形.(课本例3) V2π 解:(1)函数定义域为(-0,+o) (2)函数是偶函数,故函数图形关于y轴对称; (3)确定函数的单调区间与极值,曲线的凹凸区 间与拐,点; √2元 2 在[0,+o)上,当x=0时,f'(x)=0; 当x=1时,f"(x)=0 2009年7月3日星期五 0 日录 上页 返回
2009年7月3日星期五 9 目录 上页 下页 返回 例 2 作出函数 2 2 1 () e 2π x f x − = 的图形.(课本 例 3) 解:(1)函数定义域为(,) −∞ +∞ (2)函数是偶函数,故函数图形关于 y 轴对称; (3)确定函数的单调区间与极值,曲线的凹凸区 间与拐点; 2 2 1 () e , 2π x fx x − ′ = − 2 2 2 1 ( ) e ( 1) 2π x fx x − ′′ = − 在[0, ) +∞ 上,当 x = 0 时, f x ′() 0 = ; 当 x =1时, f x ′′() 0 =
用点x=1把[0,+0)分为[0,1]和[1,+0)两个区间, 曲线在这两个区间上的单调性、凹凸性列表讨论如下: x 0 (0,1) 1 (1,+0) f'(x) 0 负 负 ∫(x)的单调性 单调减少 单调减少 f"(x) 负 负 0 正 f(x)的图形 极大值点 凸 拐点 凹 (4)讨论曲线的渐近线; 因为limf(x)=0,所以y=0是曲线的水平渐近线。 2009年7月3日星期五 10 目录 上页 返回
2009年7月3日星期五 10 目录 上页 下页 返回 曲线在这两个区间上的单调性、凹凸性列表讨论如下: 用点 x =1把[0, ) +∞ 分为[0,1]和[1, ) +∞ 两个区间, x f ′( ) x f ( ) x 的单调性 f ′′( ) x f ( ) x 的图形 0 0 负 (0,1) 极大值点 负 单调减少 负 凸 1 0 (1,+∞) 负 单调减少 正 拐点 凹 (4)讨论曲线的渐近线; 因为lim ( ) 0 x f x →∞ = ,所以 y = 0 是曲线的水平渐近线.