Undersök funktionen $f(x)=e^{2x}-e^x$ med avseende på lokala extrempunkter, konvexitet och asymptoter. Rita grafen för $f$. Har $f$ ett minsta värde? Ange detta värde i så fall, förenklat så långt som möjligt.
Hela analys · 2015-01-12
Uppgift 1
Visa lösningDölj lösning
Vi har
$$f'(x)=2e^{2x}-e^x=e^x(2e^x-1).$$
Alltså är $f'(x)=0$ då $e^x=\frac12$, det vill säga då $x=-\ln2$. Vidare är
$$f''(x)=4e^{2x}-e^x=e^x(4e^x-1),$$
så $f''(x)=0$ då $x=-\ln4$. Teckenstudiet visar att $f$ är avtagande för $x< -\ln2$ och växande för $x> -\ln2$. Funktionen har därför ett lokalt minimum, som också är dess globala minimum, i $x=-\ln2$. Värdet är
$$f(-\ln2)=e^{-2\ln2}-e^{-\ln2}=2^{-2}-2^{-1}=-\frac14.$$
Det finns inget lokalt maximum. Funktionen är konkav för $x\le-\ln4$ och konvex för $x\ge-\ln4$.
Eftersom $f$ är kontinuerlig överallt har den inga lodräta asymptoter. Dessutom är
$$\lim_{x\to-\infty}f(x)=0,$$
så $y=0$ är en vågrät asymptot då $x\to-\infty$. Slutligen är
$$\lim_{x\to\infty}\frac{f(x)}x=\lim_{x\to\infty}\frac{e^x(e^x-1)}x=\infty,$$
så någon sned asymptot finns inte då $x\to\infty$.