Su quali intervalli la seguente equazione è concava, concava verso il basso e dove è il punto di flesso è (x, y) f (x) = x ^ 8 (ln (x))?

Su quali intervalli la seguente equazione è concava, concava verso il basso e dove è il punto di flesso è (x, y) f (x) = x ^ 8 (ln (x))?
Anonim

Risposta:

  • Se # 0 <x <e ^ (- 15/56) # poi # F # è concavo verso il basso;
  • Se #x> e ^ (- 15/56) # poi # F # è concavo;
  • # X = e ^ (- 15/56) # è un (caduta) punto di flesso

Spiegazione:

Per analizzare concavità e punti di flesso di una funzione doppiamente differenziabile # F #, possiamo studiare la positività della seconda derivata. In effetti, se # # X_0 è un punto nel dominio di # F #, poi:

  • Se #f '' (x_0)> 0 #, poi # F # è concavo in un quartiere di # # X_0;
  • Se #f '' (x_0) <0 #, poi # F # è concavo verso il basso in un quartiere di # # X_0;
  • Se #f '' (x_0) = 0 # e il segno di #f '' # su un quartiere di destra sufficientemente piccolo di # # X_0 è opposto al segno di #f '' # su un quartiere di sinistra sufficientemente piccolo di # # X_0, poi # X = x_0 # è chiamato un punto di inflessione di # F #.

Nel caso specifico di #f (x) = x ^ 8 ln (x) #, abbiamo una funzione il cui dominio deve essere limitato ai reali positivi #RR ^ + #.

La prima derivata è

#f '(x) = 8x ^ 7 ln (x) + x ^ 8 1 / x = x ^ 7 8 ln (x) +1 #

La seconda derivata è

#f '' (x) = 7x ^ 6 8 ln (x) +1 + x ^ 7 8 / x = x ^ 6 56ln (x) +15 #

Studiamo la positività di #f '' (x) #:

  • # x ^ 6> 0 iff x ne 0 #
  • # 56ln (x) +15> 0 iff ln (x)> -15/56 iff x> e ^ (- 15/56) #

Quindi, considerando che il dominio è #RR ^ + #, abbiamo capito

  • Se # 0 <x <e ^ (- 15/56) # poi #f '' (x) <0 # e # F # è concavo verso il basso;
  • Se #x> e ^ (- 15/56) # poi #f '' (x)> 0 # e # F # è concavo;
  • Se # X = e ^ (- 15/56) # poi #f '' (x) = 0 #. Considerando che a sinistra di questo punto #f '' # è negativo e sulla destra è positivo, lo concludiamo # X = e ^ (- 15/56) # è un (caduta) punto di flesso