已知对于 x>qx > q,有 y=2x−1x+2y = \frac{2x-1}{\sqrt{x+2}}。

  1. (a)

    写出 qq 的值。

  2. (b)

    求 dydx\dfrac{dy}{dx}。

  3. (c)

    说明 y=2x−1x+2y = \dfrac{2x-1}{\sqrt{x+2}} 是增函数还是减函数。

    清晰地解释你的答案。

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完整解法

6(a)

1. Determine the condition for the function to be defined

For y=2x−1x+2y = \frac{2x-1}{\sqrt{x+2}} to be defined and real, the expression inside the square root in the denominator must be strictly positive.
x+2>0x + 2 > 0
x>−2x > -2

答案

q=−2q = -2

6(b)

1. Apply the quotient rule to differentiate the function

Let u=2x−1u = 2x - 1 and v=(x+2)12v = (x+2)^{\frac{1}{2}}.
dudx=2\frac{du}{dx} = 2
dvdx=12(x+2)−12\frac{dv}{dx} = \frac{1}{2}(x+2)^{-\frac{1}{2}}

dydx=vdudx−udvdxv2\frac{dy}{dx} = \frac{v \frac{du}{dx} - u \frac{dv}{dx}}{v^2}
dydx=2(x+2)12−(2x−1)[12(x+2)−12]x+2\frac{dy}{dx} = \frac{2(x+2)^{\frac{1}{2}} - (2x-1)\left[\frac{1}{2}(x+2)^{-\frac{1}{2}}\right]}{x+2}

2. Simplify the derivative

Multiply the numerator and the denominator by (x+2)12(x+2)^{\frac{1}{2}} to eliminate the negative exponent:
dydx=2(x+2)−12(2x−1)(x+2)(x+2)12\frac{dy}{dx} = \frac{2(x+2) - \frac{1}{2}(2x-1)}{(x+2)(x+2)^{\frac{1}{2}}}
dydx=2x+4−x+12(x+2)32\frac{dy}{dx} = \frac{2x + 4 - x + \frac{1}{2}}{(x+2)^{\frac{3}{2}}}
dydx=x+4.5(x+2)32\frac{dy}{dx} = \frac{x + 4.5}{(x+2)^{\frac{3}{2}}}
dydx=2x+92(x+2)32\frac{dy}{dx} = \frac{2x+9}{2(x+2)^{\frac{3}{2}}}

答案

2x+92(x+2)32\frac{2x+9}{2(x+2)^{\frac{3}{2}}}

6(c)

1. Recall the derivative from part (b) and analyse its sign for the given domain

From part (b), dydx=2x+92(x+2)32\frac{dy}{dx} = \frac{2x+9}{2(x+2)^{\frac{3}{2}}}.
For x>−2x > -2, x+2>0x + 2 > 0, so the denominator 2(x+2)32>02(x+2)^{\frac{3}{2}} > 0.
Also, 2x+9>2(−2)+9=5>02x + 9 > 2(-2) + 9 = 5 > 0, so the numerator is positive.

2. Conclude whether the function is increasing or decreasing

Since dydx>0\frac{dy}{dx} > 0 for all x>−2x > -2, yy is an increasing function.

答案

Increasing function, since dydx>0\frac{dy}{dx} > 0 for all x>−2x > -2.

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