題目
Problem
- f(x)={∣x∣−1,(x−6)2−4,for −1≤x≤3,for 3<x≤10. g(x)=∫0xf(t)dt, for −1≤x≤10.
(a) Choose correct statement(s) about g(x): (8)
i. g(x) is discontinuous at x=3.
ii. g(x) is not differentiable at x=3.
iii. g(x) is differentiable at x=0 and g′(0)=−1.
iv. g(x)<0 for −1≤x<0.
(b) The local minimum values of g(x) occur at x=(9).
(c) The x-coordinates of points of inflection for y=g(x) are (10).
解答
解法一
思路
展開
- 由微積分基本定理,g′(x)=f(x);因此 g 的可微性、單調性與極值都可回到 f 的符號判斷。
- 反曲點則看 g′′=f′ 的正負是否改變,並另外注意分段接點 x=3。
答題過程
展開
當 x≤3 時,f(x)=∣x∣−1,且
g(x)=∫0xf(t)dt.
在 x=3,f(3)=2,但右極限為 (3−6)2−4=5,所以 f 在 3 不連續。積分函數 g 仍連續,但左右導數不同,故 (i)、(ii) 分別為錯、對。又 g′(0)=f(0)=−1,所以 (iii) 正確;而對 −1≤x<0,
g(x)=−∫x0(−t−1)dt=−x−2x2>0,
故 (iv) 錯誤。因此
(8)=ii、iii.
除 x=3 外,g′(x)=f(x)。f(x)=0 的候選點為 x=−1,1,4,8;檢查符號可知 g′ 在 x=1 與 x=8 由負變正,故
(9)=1, 8.
在各光滑區間,g′′(x)=f′(x):
g′′(x)=⎩⎨⎧−1,1,2x−12,−1<x<0,0<x<3,3<x<10.
凹凸性在 x=0、x=3 與 x=6 都改變,因此
(10)=0, 3, 6.