🟦 凹凸性与拐点 (Concavity & Inflection Points)

1. 凹凸性定义

设函数 在闭区间 上连续

(1) 若 则 在 上是下凸函数(凸函数)。

(2) 若 则 在 上是上凸函数(凹函数)。

2. 凹凸函数判定定理

设函数 在闭区间 上连续,在开区间 内具有二阶导数

(1) 若在 内 ,则 在 上是下凸函数

(2) 若在 内 ,则 在 上是上凸函数

3. 凹凸函数性质

(1) 若 是下凸函数,则 在 上的切线均在 图像的下方

(2) 若 是上凸函数,则 在 上的切线均在 图像的上方

4. 拐点定义

设函数 在闭区间 上连续,,若函数 图像经过 时凹凸性发生改变,则点 为 的拐点。

5. 拐点判定定理

设函数 在闭区间 上连续,在开区间 内具有二阶导数

  • 充分性:若点 为 的变号零点,则 为 的拐点;
  • 必要性:若点 为 的拐点,则 。

6. 拐点性质

在函数 拐点处的切线穿过函数 的图像。特别地,函数 在拐点 处的切线方程为 。