题目
=(x)^3-3(x)^2 的单减凸区间是()A.(-∞,0)B.(1,2)C.(0,1)D.(2.+∞)
A.(-∞,0)
B.(1,2)
C.(0,1)
D.(2.+∞)
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查函数的单调性和凸性的判断,需要综合运用导数确定函数的单调区间和凸区间,进而找到同时满足条件的区间。
解题核心思路:
- 求一阶导数,确定函数的单调区间;
- 求二阶导数,确定函数的凸区间;
- 求交集,找到同时满足单调递减和凸的区间。
破题关键点:
- 一阶导数的零点将数轴分为单调递增和递减的区间;
- 二阶导数的零点将数轴分为凸和凹的区间;
- 区间重叠部分即为答案。
1. 求一阶导数与单调区间
函数为 $y = x^3 - 3x^2$,求导得:
$y' = 3x^2 - 6x$
令 $y' = 0$,解得:
$3x(x - 2) = 0 \quad \Rightarrow \quad x = 0 \text{ 或 } x = 2$
将数轴分为三个区间:
- 当 $x < 0$ 时,取 $x = -1$,代入 $y' = 3(-1)^2 - 6(-1) = 9 > 0$,函数单调递增;
- 当 $0 < x < 2$ 时,取 $x = 1$,代入 $y' = 3(1)^2 - 6(1) = -3 < 0$,函数单调递减;
- 当 $x > 2$ 时,取 $x = 3$,代入 $y' = 3(3)^2 - 6(3) = 9 > 0$,函数单调递增。
单调递减区间为 $(0, 2)$。
2. 求二阶导数与凸区间
二阶导数为:
$y'' = 6x - 6$
令 $y'' = 0$,解得:
$6x - 6 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = 1$
将数轴分为两个区间:
- 当 $x < 1$ 时,取 $x = 0$,代入 $y'' = -6 < 0$,函数凸;
- 当 $x > 1$ 时,取 $x = 2$,代入 $y'' = 6 > 0$,函数凹。
凸区间为 $(-\infty, 1)$。
3. 求交集
- 单调递减区间:$(0, 2)$
- 凸区间:$(-\infty, 1)$
- 交集:$(0, 1)$