題目
4.
y=f(x) is an implicit function defined by
x3+y3=1. Find maximum, minimum, inflection points, asymptotes and sketch its graph.
(20/100)
解答
解法一
思路
展開
- 以隱函數微分取得一、二階導數,從 y′ 的符號判斷單調性,從 y′′ 的符號找凹凸與反曲。
- 再由 x→±∞ 的行為找直線漸近線;據此完成草圖的關鍵特徵。
答題過程
展開
對 x3+y3=1 微分,得
3x2+3y2dxdy=0,dxdy=−y2x2.
除 (0,1) 外,導數恆負,曲線整體遞減,故沒有極大值或極小值。再微分可化簡為
dx2d2y=−y52x.
因此凹凸性依序為:(−∞,0) 向上、(0,1) 向下、(1,∞) 向上。反曲點為
(0,1),(1,0).
當 x→±∞,由 y3=1−x3 可得 y+x→0,故斜漸近線是
y=−x.
曲線通過 (0,1)、(1,0);在 (0,1) 有水平切線,在 (1,0) 有垂直切線,並依上述單調與凹凸性作圖。