Ist f (x) = 1-x-e ^ (- 3x) / x bei x = 4 konkav oder konvex?

Ist f (x) = 1-x-e ^ (- 3x) / x bei x = 4 konkav oder konvex?
Anonim

Antworten:

Nehmen wir ein paar Derivate!

Erläuterung:

Zum #f (x) = 1 - x - e ^ (- 3x) / x #, wir haben

#f '(x) = - 1 - (-3xe ^ (-3x) -e ^ (-3x)) / x ^ 2 #

Dies vereinfacht (zu)

#f '(x) = - 1 + e ^ (- 3x) (3x + 1) / x ^ 2 #

Deshalb

#f '' (x) = e ^ (- 3x) (-3x-2) / x ^ 3-3e ^ (-3x) (3x + 1) / x ^ 2 #

# = e ^ (- 3x) ((- 3x-2) / x ^ 3-3 (3x + 1) / x ^ 2) #

# = e ^ (- 3x) ((- 3x-2) / x ^ 3 + (- 9x-3) / x ^ 2) #

# = e ^ (- 3x) ((- 3x-2) / x ^ 3 + (- 9x ^ 2-3x) / x ^ 3) #

# = e ^ (- 3x) ((- 9x ^ 2-6x-2) / x ^ 3) #

Nun sei x = 4.

#f '' (4) = e ^ (- 12) ((- 9 (16) ^ 2-6 (4) -2) / 4 ^ 3) #

Beachten Sie, dass das Exponential immer positiv ist. Der Zähler des Bruchs ist für alle positiven Werte von x negativ. Der Nenner ist positiv für positive Werte von x.

Deshalb #f '' (4) <0 #.

Ziehen Sie Ihre Schlussfolgerung zur Konkavität.