题目
Problem
In this question you must show all stages of your working.
Solutions relying on calculator technology are not acceptable.
A curve has equation
y=(x+3)24x+1x=−3x∈R
Use calculus to find the range of values of x for which y is increasing.
(6)
题目中文翻译
在本题中,你必须写出所有推导步骤。
不接受依赖计算器技术的解法。
一条曲线的方程为
y=(x+3)24x+1x=−3x∈R
使用微积分求 y 递增时 x 的取值范围。
解答
解法一
思路
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先把函数写成 (4x+1)(x+3)−2,使用乘积法则求导并因式分解。判断递增区间时,不仅要找 dxdy=0 的点,还必须把原函数无定义的 x=−3 作为分区边界,再逐段判断导数符号。
答题过程
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Write
y=(4x+1)(x+3)−2.
Differentiating,
dxdy===4(x+3)−2−2(4x+1)(x+3)−3(x+3)−3(4(x+3)−2(4x+1))(x+3)310−4x.
The derivative is zero when
10−4x=0,
so
x=25.
The other boundary is x=−3, where the function is undefined. A sign analysis gives
x10−4x(x+3)3dxdy(−∞,−3)+−−(−3,25)+++(25,∞)−+−
Therefore, y is increasing when
−3<x<25.
解法二
思路
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也可以直接使用商法则。把导数分子因式分解成 (x+3)(10−4x) 后,与分母约分;但约分不能让人忘记原函数在 x=−3 处仍然无定义。
答题过程
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Using the quotient rule,
dxdy===(x+3)44(x+3)2−(4x+1)2(x+3)(x+3)4(x+3)(4(x+3)−2(4x+1))(x+3)310−4x.
For the derivative to be positive, the numerator and denominator must have the same sign. This occurs only when
x>−3andx<25.
Hence
−3<x<25.