已知 y=2x2x−3y = \frac{2x^2}{x - 3},求使得 yy 为递减函数的 xx 取值范围。

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完整解法

10(a)

1. Find the first derivative of $y$ with respect to $x$ using the quotient rule.

Let u=2x2u = 2x^2 and v=x−3v = x - 3.
dudx=4x\frac{du}{dx} = 4x
dvdx=1\frac{dv}{dx} = 1
dydx=vdudx−udvdxv2\frac{dy}{dx} = \frac{v\frac{du}{dx} - u\frac{dv}{dx}}{v^2}
dydx=(x−3)(4x)−(2x2)(1)(x−3)2\frac{dy}{dx} = \frac{(x - 3)(4x) - (2x^2)(1)}{(x - 3)^2}
dydx=4x2−12x−2x2(x−3)2\frac{dy}{dx} = \frac{4x^2 - 12x - 2x^2}{(x - 3)^2}
dydx=2x2−12x(x−3)2\frac{dy}{dx} = \frac{2x^2 - 12x}{(x - 3)^2}

2. Set up the inequality for a decreasing function.

For yy to be a decreasing function, dydx<0\frac{dy}{dx} < 0.
2x2−12x(x−3)2<0\frac{2x^2 - 12x}{(x - 3)^2} < 0

3. Solve the inequality.

Since (x−3)2>0(x - 3)^2 > 0 for all x≠3x \neq 3, we must have:
2x2−12x<02x^2 - 12x < 0
2x(x−6)<02x(x - 6) < 0
The roots are x=0x = 0 and x=6x = 6.
Thus, 0<x<60 < x < 6.
Since x=3x = 3 makes the denominator zero (vertical asymptote), x≠3x \neq 3.

答案

0<x<6,x≠30 < x < 6, x \neq 3

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