AMKbook.Net Задачи должны иметь решение

Задача №1222

Условие

Показать, что график функции \(\displaystyle{y=x\arctg{x}}\) везде вогнутый.

Решение

Данная функция определена при \(\displaystyle{x\in{R}}\).

\[ y'=\arctg{x}+\frac{x}{1+x^2};\\ y''=\frac{1}{1+x^2}+\frac{1+x^2-x\cdot{2x}}{\left(1+x^2\right)^2}=\frac{2}{\left(1+x^2\right)^2}. \]

Так как \(\displaystyle{y''\gt{0}}\) при всех \(\displaystyle{x\in{R}}\), то график функции вогнутый на всей области определения.

Ответ:

Утверждение доказано.

Источники задачи

Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №4Исследование функций и их графиков
Параграф №3Применение второй производной
Задача №1281