Summary of Curve Sketching
每種圖像,都有它的特征,下面大體可以理解成:
Guidelines for Sketching a Curve 曲線草圖指南
大體可以根據對應的清單。
- (A)Domain, 定義域
- 注意范圍和特殊情況
- (B)Intercepts, 截距
- 注意x=0,和y=0 的兩條線,和對應的值
- (C)Symmetry, 對稱
- 奇函數
- 偶函數
- 周期函數
- (D)Asymptotes, 漸近線
- Horizontal Asymptotes 橫向漸近線
- Vertical Asymptotes 縱向漸近線
- Slant Asymptotes 偏漸近線
- (E)Intervals of Increase or Decrease, 區間遞增,遞減
- 注意 f' ,對應的導數的正負
- (F)Local Maximum and Minimum Values, 局部最大值,最小值
- 注意 critical numbers 臨界點 (f'(x) =0, 或者 不存在)
- 如果 在臨界點c上 f'(x) 先正再負, 則有 最大值
- 如果 在臨界點c上 f'(x) 先負再正, 則有 最小值
- 特別注意:在點c的一階求導 = 0, 二階求導 >0, 或者 <0 的情況
- 在臨界點c上 f''(x) > 0 , 有局部最小值
- 在臨界點c上 f''(x) < 0 , 有局部最大值
- 注意 critical numbers 臨界點 (f'(x) =0, 或者 不存在)
- (G)Concavity and Points of Inflection, 凹度 和 拐點
- 如果一個區間一直 f''(x) > 0 , 則圖像 凹向上
- 如果一個區間一直 f''(x) < 0 , 則圖像 凹向下
- (H)Sketch the Curve, 畫曲線
- 注意上面提到的所有點和情況
例子:
對應的例子比較多,就過一下,熟悉一下:
例子1
- (A)Domain, 定義域
(B)Intercepts, 截距
x和y的截距都為0-
(C)Symmetry, 對稱
- 由 f(-x) = f(x), 知道是 偶函數, 關于y軸對稱
-
(D)Asymptotes, 漸近線
- 可以知道,有 水平漸近線 y = 2
-
(E)Intervals of Increase or Decrease, 區間遞增,遞減
- 我們可以知道, 分母永遠 > 0, 所以 在x!=+-1的時候,
- (-∞, -1) 和 (-1, 0) 分別遞增
- (0,1) 和 (1, +∞) 分別遞減
-
(F)Local Maximum and Minimum Values, 局部最大值,最小值
- 有上面的導數結果,容易看出,只有 f(0) 這一個臨界點
- 并且, 拐點的導數值 是 從正到負, 所有 有局部最大值
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(G)Concavity and Points of Inflection, 凹度 和 拐點
-
求對應的二階導數
- 知道當 12x^2 + 4 > 0, 也就是 f''(x) >0, 對應的 x的范圍為 | x | > 1
- 可以得到,(-∞, -1)和(1, +∞)凹向上
- 剩下的, (-1, 1) 凹向上
-
-
(H)Sketch the Curve, 畫曲線
- 通過前面的 A - D, 可以畫出 Figure 8 的圖像
- 在Figure 8 的圖像的基礎上, 通過后面的 E - G, 可以畫出 Figure 9 的圖像
Slant Asymptotes 偏漸近線
其實,上面(D)Asymptotes, 漸近線 的第3個,也提到了
Slant Asymptotes 偏漸近線
這里我們給出定義:
大致圖像為:
也就是, 對應的 x->∞ 的時候, 對應的f(x) 近似等于 mx+b
這里 y = mx+b 就叫做 Slant Asymptotes 偏漸近線
例子:
- (A)Domain, 定義域
- 定義域為R, (-∞, +∞)
- (B)Intercepts, 截距
- 截距都是0
- (C)Symmetry, 對稱
- 由 f(-x) = - f(x), 知道是 奇函數, 關于原點對稱
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(D)Asymptotes, 漸近線
- 通過計算,我們可以知道,是 Slant Asymptotes 偏漸近線
- 對應的 偏漸近線的方程為 y = x
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(E)Intervals of Increase or Decrease, 區間遞增,遞減
- 根據圖像,我們可以知道對應的 f'(x)>0, 所以,在R上遞增
- (F)Local Maximum and Minimum Values, 局部最大值,最小值
- 雖然 f'(0) = 0, 但是, 沒有改變符號,所以 沒有最大值和最小值
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(G)Concavity and Points of Inflection, 凹度 和 拐點
- 通過結果,我們可以知道,x=0 和 x= +-根號3 可以使得 f''(x)為0
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通過下面的圖表,我們可以知道對應的 凹向上CU, 凹向下CD
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(H)Sketch the Curve, 畫曲線