题目
y=x^3-5x^2+3x+5的拐点
$$y=x^3-5x^2+3x+5$$的拐点
题目解答
答案
$$y=x^3-5x^2+3x+5$$
$$y'=3x^2-10x+3$$
$$y''=6x-10=0$$解得:$$x=\frac{5}{3}$$
把$$x=\frac{5}{3}$$代入原式,得$$y=\frac{20}{27}$$
即拐点是$$(\frac{5}{3} ,\frac{20}{27} )$$
解析
拐点是函数图像凹凸性发生改变的点,其存在的条件是二阶导数为零且符号在该点两侧发生变化。解题的核心步骤为:
- 求一阶导数和二阶导数;
- 解方程$y''=0$得到可能的拐点横坐标;
- 验证该点两侧二阶导数的符号是否改变;
- 代入原函数计算对应的纵坐标,确定拐点坐标。
求导过程
- 一阶导数:
$y' = \frac{d}{dx}(x^3 -5x^2 +3x +5) = 3x^2 -10x +3$ - 二阶导数:
$y'' = \frac{d}{dx}(3x^2 -10x +3) = 6x -10$
求解二阶导数为零的点
解方程$y''=0$:
$6x -10 = 0 \implies x = \frac{10}{6} = \frac{5}{3}$
验证凹凸性变化
- 左侧取值:当$x < \frac{5}{3}$时(如$x=1$),$y'' = 6(1) -10 = -4 < 0$,图像为凹;
- 右侧取值:当$x > \frac{5}{3}$时(如$x=2$),$y'' = 6(2) -10 = 2 > 0$,图像为凸;
- 符号变化:二阶导数由负变正,说明在$x=\frac{5}{3}$处凹凸性改变,存在拐点。
计算拐点坐标
将$x=\frac{5}{3}$代入原函数:
$\begin{aligned}y &= \left(\frac{5}{3}\right)^3 -5\left(\frac{5}{3}\right)^2 +3\left(\frac{5}{3}\right) +5 \\&= \frac{125}{27} - \frac{125}{9} + 5 +5 \\&= \frac{125}{27} - \frac{375}{27} + \frac{135}{27} + \frac{135}{27} \\&= \frac{20}{27}\end{aligned}$