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如何画出对数函数y=log3(x^2+3)的图像

本经验通过函数的定义域、单调性、凸凹性、极限,奇偶性等,介绍函数y=log3(x^2+3)的图像的主要步骤。
工具/原料
1

导数与函数的性质关系

2

函数图像有关知识

3

对数函数性质等相关知识

主要方法与步骤
1

根据对数函数的性质,求解函数的定义域。x^2+3>0,根据该不等式的特征,可知不等式恒成立,即函数y的定义域为全体实数,即定义域为:(-∞,+∞)。

2

函数单调性:y=log3(x^2+3),dy/dx=d(x^2+3)/[ln3(x^2+3)],dy/dx =2x/[ln3(x^2+3)],令dy/dx=0,则:x=0,即有:(1)当x∈[0,+∞)时,dy/dx≥0,此时函数单调递增,区间为增区间;(2)当x∈(-∞,0)时,dy/dx<0,此时函数单调递减,区间为减区间。

3

计算出函数的二阶导数,根据函数的二阶导数的符号,判断函数的单调性,并解析函数的凸凹区间。

4

函数凸凹性:dy/dx =2x/[ln3 (x^2+3)],d^2y/dx^2=(2/ln3)*[(x^2+3)-x*2x]/(x^2+3)^2,d^2y/dx^2=(2/ln3)*(3-x^2)/( x^2+3)^2,令d^2y/dx^2=0,则x^2=3,即:x1=-√3,x2=√3。(1). 当x∈(-∞, -√3) ,(√3,+∞)时,d^2y/dx^2<0,此时函数为凸函数;(2). 当x∈[-√3, √3]时,d^2y/dx^2≥0,此时函数为凹函数。

5

函数的极限性质,即函数在间断点处的极限。Lim(x→-∞)log3(x^2+3)=+∞,Lim(x→0)log3(x^2+3)=1,Lim(x→+∞)log3(x^2+3)=+∞。

6

函数的奇偶性,判断函数的奇偶性,由于函数f(-x)=f(x),即函数为偶函数,确定其对称性为关于y轴对称。设f(x)=log3(x^2+3),则有:f(-x)=log3 [(-x)^2+3]=log3(x^2+3)=f(x),即函数偶函数,函数图像关于y轴对称。

7

函数图上,部分点以图表解析表列举如下:

8

函数的示意图,综合以上函数的性质,函数的示意图如下:

注意事项
1

复合函数的单调性复合同增为增,增减为减

2

导数是判断函数单调和凸凹的重要工具

3

对数函数底数大于1时,定义域上为增函数

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