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数学论文如何写

更新:12-25 整理:39baobao.com
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导数在研究初等函数上的应用 摘要:在当今数学分析的诸多方面,导数是研究函数性质的一个强有力工具。 首先从导数的概念及其几何意义入手,其次研究函数的单调性、极值、最值、凸凹性、 拐点及函数作图等。最后选取一些典型的问题,用导数进行刻画。 关键词:导数单调性极值凸凹性拐点 引言: 导数是数学分析课程中最重要的基本概念之一,它反映 了一个变量对另一个变量的变化率。导数的概念是从很多实 际的科学问题抽象而产生的,有着广泛的应用意义。导数的 思想最初是法国数学家费马为解决极大、极小值问题而引入 的。可以用来研究函数分析性质,诸如单调性、极值点、凹凸性、 函数的渐进线、画图象等许多性质。着重阐述运用导数来研 究中学中常见的因式分解、证明恒等式、曲线的切线和法线 方程、方程根的讨论等,目的是可以给中学里解决数学问题 拓展新的思路,可以使有些数学问题得到简化,希望能给中 学的老师和同学提供一些可借鉴的东西。下面就讨论一下导 数在初等数学中的应用。 1、导数在研究函数上的应用 1.1函数的单调性 函数的单调性是函数的一个重要性态,它反映了函数在 某个区间随自变量的增大而增大(或减少)的一个特征。但是, 利用单调性的定义来讨论函数的单调性往往是比较困难的。 下面利用导数符号来研究函数的单调性。 定理设函数y=(fx)在(a,b)内可导,则 (1)如果在(a,b)内f('x)>0,那么函数y=(fx) 在(a,b)内单调增加; (2)如果在(a,b)内f('x)0,所以,函数y=x+ex在其定义域内 是单调增加的。 还应该注意到,导数不存在的点,也可能成为单调增区 间和单调减区间的分界点,看下面的例子。 例2确定函数y=38f38 x 83—32x23的单调区间。 解函数的定义域为(-∞,+∞),求导数得y'=x53— x-13=x+1x-1 eq 3x eq38) 令y'=0,得x1=-1,x2=1;当x=0时,y'不存在。用 以上三个点把定义域分成小区间,列表考察各区间内y'的符 号: x(-∞,-1)-1(-1,0)0(0,1)1(1,∞) y'-0+不存在-0+ y↘↗↘↗ 所以,函数的单调增加区间为(-1,0)和(1, +∞),单调减少区间为(-∞,-1)和(0,1)。从以上二 例可以看出,函数(fx)的单调性是函数的局部状态。研究 函数的单调性,应先求出f('x)=0的点或f('x)不存在的点, 这些点把定义域分为若干个小区间,考查f('x)在各个区 间内的符号,然后根据定理判断(fx)在各个小区间内的单 调性。 1.2函数的最值 在生产实践中,常会遇到一类“最大”、“最小”、“最 省”等问题,例如厂家生产一种圆柱形杯子,就要考虑在一 定条件下,杯子的直径和高取多大时,用料最省等。这类问 题就是数学上最值问题。如何求最大值、最小值问题呢? 设函数y=(fx)在闭区间[a,b]上连续,由闭区间上 连续函数的性质知道,函数y=(fx)在闭区间[a,b]上一 定有最大值与最小值。最大值与最小值可能取在区间内部, 也可能取在区间的端点处,如果取在区间内部,那么,它们 一定取在函数的驻点处或者导数不存在的点处。函数的极值 是局部概念,在一个区间内可能有很多个极值,但函数的最 值是整体概念,在一个区间上只有一个最大值和一个最小值。 由以上分析知,求函数在闭区间[a,b]上的最大值与最 小值的步骤为: (1)求出(fx)在区间(a,b)内的所有驻点,导数不 存在的点,并计算各点的函数值; (2)求出端点处的函数值(fa)和(fb); (3)比较以上所有函数值,其中最大的就是函数在[a, b]上的最大值,最小的就是函数在[a,b]上的最小值。 例3求函数(fx)=2x3+3x2-12x+14在区间[-3,4]上的 最大值与最小值。 解(1)f('x)=6x2+6x-12=6(x+2)(x-1), 令f('x)=0,得函数(fx)定义域内的驻点为: x1=-2,x2=1 其函数值分别为: (f-2)=34,(f1)=7 (2)在区间[-3,4]端点处的函数值分别为: (f-3)=23,(f4)=142; (3)比较以上各函数值,可以得到,函数(fx)在区间 [-3,4]上的最大值为(f4)=142,最小值为(f1)=7。 总而言之,导数不仅与数学及其它学科有密切的关联, 而且在实际生活中有着广泛的应用,如用料最省、利润最大、

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