基本定義
拐點在數學上指改變曲線向上或向下方向的點,直觀地說拐點是使切線穿越曲線的點。若該曲線圖形的函數在拐點有二次導數,則二次導數必為零或不存在。
在生活中借指事物的發展趨勢開始改變的地方(例如:經濟運行出現回升拐點)
數學含義
在數學領域是指,凸曲線與凹曲線的連接點。
拐點定義(根據高等數學同濟6版上冊第151頁)
一般的,設y=f(x)在區間I上連續,x0是I的内點(除端點外的I内的點)。如果曲線y=f(x)在經過點(x0,f(x0))時,曲線的凹凸性改變了,那麼就稱點(x0,f(x0))為這曲線的拐點。
拐點的必要條件:設f(x)在(a,b)内二階可導,x0∈(a,b),若(x0,f(x0))是曲線y=f(x)的一個拐點,則f‘’(x0)=0。
拐點的充分條件:設f(x)在(a,b)内二階可導,x0∈(a,b),則f‘’(x0)=0,若在x0兩側附近f‘’(x0)異号,則點(x0,f(x0))為曲線的拐點。否則(即f‘’(x0)保持同号,(x0,f(x0))不是拐點。
當函數圖像上的某點使函數的二階導數為零,且三階導數不為零時,這點即為函數的拐點。
若函數y=f(x)在c點可導,且在點c一側是凸,另一側是凹,則稱c是函數y=f(x)的拐點。另外,如果c是拐點,必然有f''(c)=0或者f''(c)不存在;反之則不成立;比如,f(x)=x^4,有f''(0)=0,但是0兩側全是凸,所以0不是函數f(x)=x^4的拐點。
拐點的求法
(摘錄自高等數學同濟5版上冊第149頁)
可以按下列步驟來判斷區間I上的連續曲線y=f(x)的拐點:
⑴求f''(x);
⑵令f''(x)=0,解出此方程在區間I内的實根,并求出在區間I内f''(x)不存在的點;
⑶對于⑵中求出的每一個實根或二階導數不存在的點x0,檢查f''(x)在x0左右兩側鄰近的符号,那麼當兩側的符号相反時,點(x0,f(x0))是拐點,當兩側的符号相同時,點(x0,f(x0))不是拐點。
例如,y=x^3,y'=3x^2,y''=6x,解出x=0時,y'=0,y''=0:y在(負無窮大,0)上為增函數,y''<0,函數曲線為凸函數;y在(0,正無窮大)上為增函數,函數y''>0,函數曲線為凹函數。但y全區間函數為增函數,拐點在這裡說明的隻是函數曲線凹凸分界點。