5.2 Punkty przegięcia wykresu funkcji

Teoria

Punkt P=(x_0,f(x_0)) nazywamy punktem przegięcia wykresu funkcji f, jeżeli istnieje styczna do wykresu w punkcie P oraz funkcja f jest wypukła (wklęsła) na pewnym lewostronnym i wklęsła (wypukła) na pewnym prawostronnym sąsiedztwie punktu x_0.

pp

‒ warunek  konieczny istnienia punktu przegięcia

Jeżeli funkcja f ma ciągłą pochodną drugiego rzędu w punkcie x_0 oraz (x_0, f(x_0)) jest punktem przegięcia wykresu tej funkcji, to f''(x_0)=0.

‒ I warunek  wystarczający istnienia punktu przegięcia

Załóżmy, że funkcja f jest ciągła w punkcie x_0 oraz dwukrotnie różniczkowalna na pewnym sąsiedztwie S_{x_0} punktu x_0. Jeżeli wykres f ma styczną w punkcie (x_0, f(x_0)) oraz

f''(x)>0 dla x\in S^-_{x_0} oraz f''(x) dla x\in S^+_{x_0}

lub

f''(x) dla x\in S^-_{x_0} oraz f''(x)>0 dla x\in S^+_{x_0},

to (x_0, f(x_0)) jest punktem przegięcia wykresu funkcji f.

‒ II warunek  wystarczający istnienia punktu przegięcia

Jeżeli funkcja f ma pochodną trzeciego rzędu w punkcie x_0 i spełnia jednocześnie warunki:

  1. f''(x_0)=0,
  2. f'''(x_0)\neq0,
  3. funkcja f''' jest ciągła w punkcie x_0,

to (x_0,f(x_0)) jest punktem przegięcia wykresu funkcji f.