讨论函数f(x)=2x+(1/x^2)在x>0上的单调性

学习 时间:2026-03-30 21:12:47 阅读:3167
讨论函数f(x)=2x+(1/x^2)在x>0上的单调性

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忧虑的电脑

故意的羊

2026-03-30 21:12:47

不等式法:
f(x) = 2x+1/x²
= x + x + 1/x²
≥ [x·x·(1/x²)]的立方根 (当且仅当x=x=1/x²,也就是x=1时取“=”)
=1
所以f(x)当x=1时取最小值,由此容易知道
x∈(0,1)时,函数单调减;
x∈(1,+∞)时,函数单调增。
导数法判断单调性:
f'(x)=2-2/x³=2(1-1/x³)
所以当x>0时,
x∈(0,1)时,f'(x)<0,函数单调减;
x∈(1,+∞)时,f'(x)>0,函数单调增。
用单调性的定义:
设0<x1<x2,则
f(x1)-f(x2)=2x1+1/x1²-(2x2+1/x2²)
=2(x1-x2)-(x1²-x2²)/x1²x2²
=(x1-x2)·[2x1²x2²-(x1+x2)]/x1²x2²
=(x1-x2)·[x1²x2²-x1+x1²x2²-x2)]/x1²x2²
=(x1-x2)·[x1(x1x2²-1)+x2(x1²x2-1)]/x1²x2²
所以当x1<x2<1时,
(x1-x2)·[x1(x1x2²-1)+x2(x1²x2-1)]/x1²x2²>0
此时f(x)为减函数;
当1<x1<x2时,
(x1-x2)·[x1(x1x2²-1)+x2(x1²x2-1)]/x1²x2²<0
此时f(x)为增函数。
于是x∈(0,1)时,函数单调减;
x∈(1,+∞)时,函数单调增。

最新回答共有2条回答

  • 冷静的小蝴蝶
    回复
    2026-03-30 21:12:47

    不等式法:f(x) = 2x+1/x²= x + x + 1/x²≥ [x·x·(1/x²)]的立方根 (当且仅当x=x=1/x²,也就是x=1时取“=”)=1所以f(x)当x=1时取最小值,由此容易知道x∈(0,1)时,函数单调减;x∈(1,+∞)时,函数单调增。导数法判断单调性:f'(x)=2-2/x³=2(1-1/x³)所以当x>0时,x∈(0,1)时,f'(x)<0,函数单调减;x∈(1,+∞)时,f'(x)>0,函数单调增。用单调性的定义:设0<x1<x2,则f(x1)-f(x2)=2x1+1/x1²-(2x2+1/x2²)=2(x1-x2)-(x1²-x2²)/x1²x2²=(x1-x2)·[2x1²x2²-(x1+x2)]/x1²x2²=(x1-x2)·[x1²x2²-x1+x1²x2²-x2)]/x1²x2²=(x1-x2)·[x1(x1x2²-1)+x2(x1²x2-1)]/x1²x2²所以当x1<x2<1时,(x1-x2)·[x1(x1x2²-1)+x2(x1²x2-1)]/x1²x2²>0此时f(x)为减函数;当1<x1<x2时,(x1-x2)·[x1(x1x2²-1)+x2(x1²x2-1)]/x1²x2²<0此时f(x)为增函数。于是x∈(0,1)时,函数单调减;x∈(1,+∞)时,函数单调增。

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