已知函数,求曲线的凹凸区间及渐近线。
答案
凹区间为 、,凸区间为 ;渐近线为 、、。
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(1)定义域为 。先分段并作带余除法:
对各开区间求导,得
第二行均排除 。因此 在 上为正,在 上为负,在 上为正。按二阶导数为正称凹、为负称凸的约定,凹区间为 、,凸区间为 。
补充检查分界点: 在 连续,且 。由两侧一阶导数表达式算得 在 的左、右导数分别为 、,故 不存在;但左右凹凸性相反,所以 是拐点。 不在定义域内,不能算拐点。
(2)在 附近,分子 ,故 ,,所以 是竖直渐近线。其他有限点函数连续,没有竖直渐近线。
由分段的带余形式,
故正无穷方向的斜渐近线为 ,负无穷方向为 。两端函数值都趋于正无穷,没有水平渐近线,渐近线共三条。