Studio di funzione - Punti di flesso
II metodo per la ricerca dei punti di flesso
I metodo

Il metodo si basa sul fatto che nei punti di flesso la derivata seconda deve essere nulla e la prima derivata successiva che non si annulla deve avere ordine dispari; se viceversa ha ordine pari non ci sarà flesso.

Si tratta quindi di calcolare la derivata $f''(x)$, risolvere $f''(x) = 0$ e per ogni soluzione $x_i$ calcolare $f'''(x_i)$.

  1. se $f'''(x_i) 1 \ne 0$ c'è un flesso.
  2. se $f'''(x_i) = 0$ occorre calcolare le derivate successive fino a trovarne una che non si annulla.
    1. Se la prima derivata che non si annulla ha ordine dispari, c'è un flesso.
    2. Se la prima derivata che non si annulla ha ordine pari, non c'è un flesso.

Si vedano comunque i seguenti tre esempi per comprendere meglio il metodo.

Esempio 1

Sia data la funzione $y = x^3 - x$

Le derivate sono:

$ y' = 3x^2 - 1 \\ y'' = 6x \\y''' = 6 $

Uguagliando a zero si ha l'equazione $6x = 0$, e una sola soluzione $x = 0$; la derivata terza è uguale a $6$, quindi comunque positiva: si ha il flesso $flex(0;0)$ coincidente con l'origine; la derivata prima $3x^2 - 1$ vale $-1$ per $x = 0$ e quindi il flesso ha tangente decrescente.

Clic sulla freccia per vedere il grafico della funzione nelle vicinanze dell'origine:(→)


Esempio 2

Sia data la funzione $y = x^4 - x^2$.

Le derivate sono:

$ y' = 4x^3 - 2x \\ y'' = 12x^2 - 2 \\ y''' = 24x$

Uguagliando a zero la derivata seconda si ha l'equazione $12x^2 - 2$, e le due soluzioni sono $x = \pm\sqrt{\frac{1}{6}} \approx\pm 0.408$

La derivata terza $24x$ ha lo stesso segno di $x$, dunque è negativa per $x = -\sqrt{\frac{1}{6}}$ e positiva per $x = \sqrt{\frac{1}{6}}$; in ogni caso è diversa da zero e quindi si tratta di due flessi, entrambi con $y = \frac{1}{36} - \frac{1}{6} = -\frac{5}{36}$:

$flex_1 \left( -\sqrt{\frac{1}{6}} ; - \frac{5}{36} \right) \\ flex_2 \left( \sqrt{\frac{1}{6}} ; - \frac{5}{36} \right)$.

Calcolando la derivata prima (e cioé la pendenza della curva, si ha: $f'\left(-\sqrt{\frac{1}{6}}\right) = -4 \sqrt{\frac{1}{216}} + 2 \sqrt{\frac{1}{6}} \approx 0.544 $ dunque il primo flesso è crescente; analogamente si ricava che il secondo flesso vale circa $-0,544$ e quindi è decrescente, pendenza $m=-1$.

Clic sulla freccia per vedere il grafico della funzione nelle vicinanze dell'origine:(→)

X grafico della funzione
X grafico della funzione