7.3 Sketching Gradient Functions

知识点总结

核心概念总结

梯度函数的基本概念

梯度函数 \(y = f'(x)\) 反映了原函数 \(y = f(x)\) 在各点的斜率。通过分析原函数的几何特征,可以推导出梯度函数的图像形状。

基本原理

  • 梯度函数的值等于原函数在该点的切线斜率
  • 梯度函数的图像可以通过原函数的几何特征来推导
  • 不需要计算具体的导数表达式,只需分析图像特征

特征对应关系

原函数的各种几何特征在梯度函数中都有对应的表现形式。

对应关系表

  • 极大值点:梯度函数与x轴相交
  • 极小值点:梯度函数与x轴相交
  • 拐点:梯度函数与x轴相切
  • 正斜率区间:梯度函数在x轴上方
  • 负斜率区间:梯度函数在x轴下方
  • 垂直渐近线:梯度函数有垂直渐近线
  • 水平渐近线:梯度函数以x轴为水平渐近线

绘制步骤

绘制梯度函数的系统性方法。

绘制步骤

  • 分析原函数的极值点、拐点位置
  • 确定原函数的增减区间
  • 识别渐近线和特殊点
  • 将特征映射到梯度函数图像上
  • 连接各部分形成完整图像

注意:原函数与x轴的交点不会影响梯度函数的特征

关键提醒

典型例题分析

通过具体例子掌握梯度函数的绘制方法。

例题要点

  • Example 5:根据驻点和交点信息绘制梯度函数
  • Example 6:分析渐近线和拐点对梯度函数的影响
  • 注意区分极大值和极小值点在梯度函数中的表现

学习提示

在绘制梯度函数时,要特别注意以下几点:

1. 忽略原函数与x轴的交点,它们不会影响梯度函数

2. 极值点对应梯度函数与x轴的交点

3. 拐点对应梯度函数与x轴的接触点

4. 渐近线会传递到梯度函数中

5. 通过区间分析确定梯度函数在x轴上方或下方的部分