график функции »

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 степени

    1)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 периодическая

  • 1. 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 чётная

    функция 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 неяетная

  • Исследовать на максимум и минимум функцию y= -x(в4 степени)+2x(во 2 степени)+1


    Решение: Исследование на максимум и минимум функции

    y=-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 максимума

    x=0 -точка минимума

    Исследование на максимум и минимум функции
y -x x 
Чтобы найти точки экстремума нужно найти производную и приравнять к 
y - x x
y 
- x x 
x -x 
x x - 
x x- x 
x x x - - точки...
  • 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