исследовать на экстремум функцию
Нужно перечислить все основные свойства функций: y=(x-2) в 4 степени, y=0.5sinx+2 y=0.5cosx+2 y=-(x+2)в 4степени.
Решение: а) y=(x-2) в 4 степени1)Четная
2)Определена на всей области определения
3)Вершина в точке (2;0)
4)Ветви направлены вверх.
5)До x<2 убывает.
6)При x>4 возрастает.б)0.5sinx+2
1) Определена на всей области определения
2) Нечетная
3) Периодическая
4) Возрастает и убывает
5) Знакопостоянна на промежутках
6) Непрерывна
7) График называеться синусойдой
в)y=0.5cosx+2
1)Определена на всей области определения
2)Четная
3)Периодическая
4)Область значений отрезок [ 1,5; 2,5];
5)Убывает на промежутках [KeZ; п+2пk] и возрастает на промежутках [п+2пk;KeZ]Г)y=-(x+2)в 4 степени.
1)Определена на всей области определения
2) Вершина в точке (-2;0)
3)Возростает (-бесконечности;-2);
4)Убывает (-2;+бесконечности);
5)Ветви направлены в низ
6) Область значений (0;-бесконечности)
7) Ость оссимптот: x=-2
8)Наибольшее значение при y=0; x=-2
9) Наименьшего значения не существует
Исследуйте на максимум и минимум функцию: А) Х В ЧЕТВЕРТОЙ СТЕПЕНИ - 8Х ВО ВТОРОЙ СТЕПЕНИ
Решение: $$ y=x^4-8x^2 $$
Найдем производную:
$$ y’=(x^4-8x^2)’=(x^4)’-(8x^2)’=4x^3-16x $$
Найдем критические точки:
$$ 4x^3-16x=0 $$
$$ 4x(x-2)(x+2)=0 $$
Разделим обе части на 4:
$$ x(x-2)(x+2)=0 $$
Есть 3 решения:
$$ x_1=0 $$ $$ x=2 $$ $$ x=-2 $$
Найдем их значения на функции:
$$ y(0)=0 $$
$$ y(-2)=24 $$
$$ y(2)=-24 $$
Ответ: $$ y_{max}=y(-2)=24 $$
$$ y_{min}=y(2)=-24 $$Исследовать функцию \( у=4^2-x^4 \)
Решение: \( у=4^2-x^4 =-x^4+4^2=-x^4+16 \)
график -парабола , ветви вниз , парабола поднята вверх на 16
вершина параболы х=0 у=16
D(x)=(-,беск. +беск) Е(х)=(-беск. 16)
функция возрастает от -беск до 16 убывает от16 до +беск
наибольшее значение у=16 наименьшего нет
график симметричен относительно оси ОУ
четная т.к. нет члена с х
не периодическая1. Решите тригонометрическое уравнение: 2cos^2-5sinx+1=0
2.Исследовать функцию на возрастание, убывание и экстремумы: f(x)=2x^3-1/2x^4-8
3.Решите показательное неравенство: (2/3)^2x+3<=4,5^x-2
5.Разделить число z1=-2+I на число z2=1-I
6.Написать уравнение касательной к графику функции f(x)=x^2-2x в точке с абсциссой x0=3
Решение:1) 2cos^2 x - 5sin x + 1 = 0
2 - 2sin^2 x - 5sin x + 1 = 0
-2sin^2 x - 5sin x + 3 = 0
2sin^2 x + 5sin x - 3 = 0
Квадратное уравнение относительно sin x
D = 5^2 - 4*2(-3) = 25 + 24 = 49 = 7^2
sin x = (-5 - 7)/4 = -12/4 = -3
Решений нет
sin x = (-5 + 7)/4 = 1/2
x = (-1)^k*pi/6 + pi*k
2) f(x) = (2x^3 - 1) / (2x^4 - 8)
f ’ (x) = [6x^2*(2x^4 - 8) - (2x^3 - 1)*8x^3] / (2x^4 - 8)^2 =
= (12x^6 - 48x^2 - 16x^6 + 8x^3) / (2x^4 - 8)^2 = (-4x^6 + 8x^3 - 48x^2) / (2x^4 - 8)^2 = 0
Если дробь равна 0, то числитель равен 0, а знаменатель нет.
-4x^6 + 8x^3 - 48x^2 = 0
Делим всё на -4
x^6 - 2x^3 + 12x^2 = 0
а) x1 = x2 = 0; f(0) = (-1)/(-8) = 1/8
Но производная отрицательна и при x < 0, и при x > 0.
Поэтому x = 0 - критическая точка, но не экстремум, а точка перегиба.
Потому что в ней f ’’ (x) = 0
б) x^4 - 2x + 12 = 0
Это уравнение действительных корней не имеет
в) У функции ещё есть точки разрыва
2x^4 - 8 = 0
x^4 - 4 = 0
x1 = -√2
x2 = √2
Но производная все равно отрицательна при всех x, кроме точек разрыва.
Ответ: функция убывает на всей области определения.
3) (2/3)^(2x+3) <= (9/2)^(x-2)
(2/3)^(2x) * (2/3)^3 <= (9/2)^x * (2/9)^2
(4/9)^x * 8/27 <= (9/2)^x * 4/81
(4/9 * 2/9)^x <= (4/81) * (27/8)
(8/81)^x <= 1/6
Основание 0 < 8/81 < 1, поэтому график убывает.
При переходе от степеней к показателям знак неравенства меняется
$$ x \geq log_{8/81} (1/6) = \frac{lg(1/6)}{lg(8/81)} =\\= \frac{-lg(6)}{lg(8) - lg(81)}= \frac{lg(2)+lg(3)}{4lg(3)-3lg(2)} $$
5) $$ \frac{z1}{z2}= \frac{-2+i}{1-i} = \frac{(-2+i)(1+i)}{(1-i)(1+i)} = \frac{-2+i-2i+i^2}{1-i^2}=\\= \frac{-3-i}{2}=-1,5-0,5i $$
6) f(x) = x^2 - 2x; x0 = 3
f(x0) = 3^2 - 2*3 = 9 - 6 = 3
f ’ (x) = 2x - 2
f ’ (x0) = 2*3 - 2 = 4
Уравнение касательной
y = f(x0) + f ’ (x0)*(x - x0) = 3 + 4(x - 3) = 3 + 4x - 12
y = 4x - 9
Установить, четной или нечетной является функция: y=3x в 6 степени+x во 2-й степени y=8x в 5 степени -х
Решение: вычислим в каждом случае f(-x):f(-x) = 3(-x)⁶ + (-x)² = 3x⁶ + x² = f(x) - функция чётная
f(-x) = 8(-x)⁵ - (-x) = -8x⁵ + x = -(8x⁵ -x) = -f(x) - условие нечётности функции
у=3х в 6 ст.+х в 2 ст.
у=3*(-х)в 6 ст.+(-х)в 2 ст.=3х в 6 ст. +х в 2 ст.
чётная функция
у=8х в 5 ст.-х
у=8* (-х)в 5 ст.-(-х)=-8х+х
не чётная
Докажите, что функция является чётной1)y=-xв4 степени+8xв квадрате
2)y=xв кубе- 1:x дробью
Решение: Если подставить например число 2
то получить 16+256 числа четные и функция чётная
да и вообще если степень 2,4,6,8,10 то четная если 1,3,5 и тд то не чётнаяфункция четная если f(x)=f(-x)
1)y=-xв4 степени+8xв квадрате
f-(x)=-(-x)^4+8(-x)^2=-x^4+8x^2=f(x) четная
2)y=xв кубе- 1:x дробью
f(-x)=((-x)^3-1)/(-x)=-(x^3+1)/-x=(x^3+1)/x не четная и не неяетнаяИсследовать на максимум и минимум функцию y= -x(в4 степени)+2x(во 2 степени)+1
Решение: Исследование на максимум и минимум функцииy=-x^4 +2x^2+1
Чтобы найти точки экстремума, нужно найти производную и приравнять к 0
y’=-4x^3+4x
y=0
-4x^3+4x=0
x^3-x=0
x(x^2-1)=0
x(x-1)(x+1) = 0
x = 0, x=1, x=-1 - точки экстремума,в которых производная меняет знак
Если y’ меняет знак с "+" на "-", то это точка максимума, если с "-" на "+", то точка минимума
y’=-4x^3+4x = -x(x-1)(x+1)
y’>0 при х (-∞;1) и (0;1)
y’<0 при х (-1;0) и (1;+∞)
Следовательно, x=-1 и x=-1 -точки максимумаx=0 -точка минимума
Найдите точку минимума функции y=(13-x)*e в степени 13-x
Решение: Решение
Находим первую производную функции:
y = -( - x + 13)e^(- x + 13) - e^(- x + 13)
или
y = (x -14)e^(- x + 13)
Приравниваем ее к нулю:
(x - 14) e^(- x + 13) = 0
e^(- x + 13) ≠ 0
x - 14 = 0
x = 14
Вычисляем значения функции
f(14) = 1/e
Используем достаточное условие экстремума функции одной переменной. Найдем вторую производную:
y = (- x + 13)e^(- x + 13) + 2e^(- x + 13)
или
y = (- x+15)e^(- x + 13)
Вычисляем:
y (14) = (- 14+15)e^(- 14 + 13) = e⁻¹ = 1/e
y(14) = 1/e > 0 - значит точка x = 14 точка минимума функции.Определить четная или не четная функция.: y=3х(во второй степени)+1 y=3х( в второй степени)+х; y=5х (втретьей степени) y=5х( в третьей степени)+х
Решение: Функция является четной если y(-x)=y(x);Функция является нечетной если y(-x)=-y(x).
1) y(x)=3x^2+1
y(-x)=3(-x)^2+1=3x^2+1;
y(-x)=y(x), значит функция является чётной.
2)y(x)=3x^2+x
y(-x)=3(-x)^2+(-x)=3x^2-x.
Чётность функции определить нельзя.
3) y(x)=5x^3
y(-x)=5(-x)^3=-5x/
y(-x)=-y(x), значит функция является нечётной.
4) y(x)=5x^3+1
y(-x)=5(-x)^3+1=-5x^3+1.
Чётность функции определить нельзя.
1) Тело движется по прямой так что расстояние S от начальной точки
изменяется no закону S = 3t + t^2 (м), где t - время движения в секундах.
Найдите скорость тела через 3 с после начала движения.
2) Найти точки экстремума функции f(x) = 3 + 7x - 4х^2
3) Тело движется по прямой так, что расстояние S ( в метрах) от него до
точки В этой прямой изменяется по закону S(t) = 2t^3 - 6t^2 + 6 (t - время
движения в секундах). Чему будет равно ускорение, через 2 секунды
движения?
4) Дана функция f(x) = 2x^2 - х + 1. Найти координаты точки ее графика, в котором угловой коэффициент касательной к нему равен 7.
5) Исследовать функцию на выпуклость и точки перегиба f(x) = 2х^3 + 9x^2 - 24x.
Решение: 1) Тело движется по прямой так что расстояние S от начальной точки изменяется no закону S = 3t + t² (м), где t - время движения в секундах.
Найдите скорость тела через 3 с после начала движения.
Решение:
Найдем функцию скорости как производную от функции расстояния по времени:
$$ v= \frac{dS}{dt}=( 3t+t^2)=(3t)+(t^2)=3+2t $$
Найдем значение скорости через 3 с после начала движения
V = 3 + 3² = 3 + 9 = 12 м/с
Ответ: 12 м/с
2) Найти точки экстремума функции f(x) = 3 + 7x - 4х²
Решение:
Найдем производную функции
f(x) = (3 + 7x - 4х²) = (3) + (7x) - (4х²) = 0 + 7 - 4*2x = 7- 8x
Найдем критические точки
f(x)=0 ⇔ 7-8x=0
8x=7
x=0,875
На числовой прямой отобразим эту точку и знаки производной полученные по методу подстановки. Например при х=0 f(0)=7>0
+ 0 -
-
0,875
Функция возрастает на промежутке (-∞;0,875) так как производная на этом интервале числовой прямой больше нуля
Функция убывает на промежутке (0,875;+∞) так как производная на этом интервале числовой прямой меньше нуля
В точке х=0,875 функция имеет локальный максимум.
у(0,875) =3+7*0,875+4*(0,875)² = 12,1875
Ответ: х=0,875; y=12,1875 - максимум
3) Тело движется по прямой так, что расстояние S ( в метрах) от него до
точки В этой прямой изменяется по закону S(t) = 2t³ - 6t² + 6 (t - время
движения в секундах). Чему будет равно ускорение, через 2 секунды
движения?
Решение:
Найдем функцию скорости как производную функции расстояния
V(t) =S(t) = (2t³ - 6t² + 6) = (2t³) - (6t²) + (6) =2*3t² -6*2t +0 = 6t² -12t (м/с)
Найдем функцию ускорения как производную скорости по времени
a(t) = V(t) = (6t² - 12t) = (6t²) - (12t) = 6*2t -12 =12t - 12 (м/с²)
Найдем ускорение тела через 2 секунды после начала движения
а(2) =12*2-12=12 м/с²
Ответ 12 м/с²
4) Дана функция f(x) = 2x² - х + 1. Найти координаты точки ее графика, в котором угловой коэффициент касательной к нему равен 7.
Решение:
Угловой коэффициент касательной функции в точке равен производной функции в этой точке
Найдем производную функции
f(x) = (2x² - х + 1) = 4x-1
Поскольку угловой коэффициент касательной равен 7 то можно записать, что
4х - 1 = 7
4х = 8
х = 2
f(2) = 2*2² -2+1 = 8 - 1 =7
Ответ: х=2; у=7
5) Исследовать функцию на выпуклость и точки перегиба f(x) = 2х³+ 9x² - 24x.
Решение:
Найдем первую производную функции
f(x) = (2х³ + 9x² - 24x) =2*3x²+9*2x-24 = 6x² + 18x - 24
Найдем вторую производную функции
f"(x) = (6x² + 18x - 24) = 6*2x + 18 - 0 =12x+18
Найдем критические точки
f"(x)=0 ⇔ 12x+18 =0
12x = -18
x=-1,5
На числовой прямой отобразим эту точку и знаки второй производной
- 0 +
-
-1,5
Функция вогнута вниз на интервале х∈(-1,5;+∞) так как вторая производная больше нуля
Функция выпукла вверх на интервале х∈(-∞;-1,5) так как вторая производная меньше нуля
В точке х=-1,5 функция имеет точку перегиба
y(-1,5) = 2(-1,5)³+ 9(-1,5)² - 24(-1,5) = 49,5
Ответ: вогнута вниз на интервале х∈(-1,5;+∞) ; выпукла вверх на интервале х∈(-∞;-1,5); х=-1,5 y=49,5 точка перегиба