Undersök funktionen
$$f(x)=\frac{x}{2}+\arctan\frac1x,\qquad x\ne0,$$
med avseende på lokala extrempunkter, monotonicitet och asymptoter. Rita grafen!
(Kommentar i efterhand: att undersöka med “avseende på monotonicitet” betyder att undersöka på vilka intervall funktionen är växande, på vilka intervall den är avtagande.)
Hela analys · 2012-12-19
Uppgift 1
Uppgift 1
Visa lösningDölj lösning
- Funktionen är
$$ f(x)=\frac{x}{2}+\arctan\frac{1}{x},\qquad x\ne0. $$
Derivering ger
$$ f'(x)=\frac{(x-1)(x+1)}{2(1+x^2)}. $$
Funktionen är växande på $(-\infty,-1)$ och $(1,\infty)$, samt avtagande på $(-1,0)$ och $(0,1)$. Observera att den inte är avtagande på hela $[-1,1]$, eftersom $0$ inte ingår i definitionsmängden.
De ensidiga gränsvärdena vid $0$ är
$$
\lim_{x\to0^-}f(x)=-\frac{\pi}{2},\qquad
\lim_{x\to0^+}f(x)=\frac{\pi}{2}.
$$
Vidare är
$$
\lim_{x\to\pm\infty}\left(f(x)-\frac{x}{2}\right)=0,
$$
så $y=x/2$ är en sned asymptot. De lokala extrempunkterna är
$$
\left(-1,-\frac12-\frac{\pi}{4}\right)
\quad\text{och}\quad
\left(1,\frac12+\frac{\pi}{4}\right),
$$
där den första är en lokal maxpunkt och den andra en lokal minpunkt.