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原创互动实验

切线怎样给出界

移动接触点,再比较函数值与切线值。方向来自曲率,不能只看一张图。

切线怎样给出界动态图几何图随右侧或下方控件改变,精确数据见读数。

改变条件

先预测,再核对

预测当前 f(x)−Tₐ(x) 的数值(误差允许 0.02)。

为什么成立,边界在哪里

平方函数 f(x)=x² 在实数域上严格凸,f″(x)=2>0,所以任意接触点 a 的切线 Tₐ(x)=a²+2a(x−a) 给出下界:x² ≥ Tₐ(x),等号仅当 x=a。图中截取 −2 ≤ x ≤ 2。

对数函数 f(x)=ln x 的定义域为 x>0,f″(x)=−1/x²<0,严格凹;切线 Tₐ(x)=ln a+(x−a)/a 给出上界:ln x ≤ Tₐ(x),等号仅当 x=a。图中截取 0.25 ≤ x ≤ 4。

依据:f(x)−Tₐ(x) 是从 a 到 x 对 f′(t)−f′(a) 的积分;导数单调方向决定差的符号。一般函数若改变凸凹性,不能照搬全域单侧界。