Загрузка
45.000

Исследование функции с помощью производной ИТ

Функция $$y=2x^2+5x-4$$  не возрастает на промежутке:
Достаточное условие возрастания (убывания) функции:
    1) если на заданном промежутке $$f{}'(x)>0$$ , то функция $$y=f(x)$$ возрастает на этом промежутке; 
    2) если $$f{}'(x)<0$$ , то функция $$y=f(x)$$ убывает на этом промежутке.
  1. Найдем производную функции:
    $$y'=(2x^2+5x-4)'$$, $$y{}'=4x+5$$. 
  2. Чтобы найти промежутки не возрастания функции, необходимо решить неравенство:
    $$4x+5\leq 0$$, откуда $$x\leq -1,25$$.
Функция  $$y=f(x)$$ не возрастает, если $$f{}'(x)\leq 0$$  и не убывает, если $$f{}'(x)\geq 0$$.
Выберите один из вариантов
Если $$k$$  количество критических точек функции $$y=(6-x)\sqrt{x}$$, а $$m$$  количество целых чисел, принадлежащих промежутку возрастания функции, то сумма чисел $$k$$ и $$m$$ равна:
  1. Критическими точками функции называют те значения аргумента, при которых производная функции равна нулю или не существует. 
  2. Функция возрастает на промежутке $$(a;b)$$, если $$f^{'}(x)>0$$ $$\forall x \in (a;b)$$.
  1. Запишем область определения данной функции: 
    $$x \in [ 0; +\infty)$$. 
  2. Найдем производную функции: 
    $$y^{'}=-\sqrt{x}+\frac{6-x}{2\sqrt{x}}$$, 
    $$y^{'}=\frac{-3x+6}{2\sqrt{x}}$$. 
  3. Найдем критические точки функции: 
    $$\frac{-3x+6}{2\sqrt{x}}=0$$, откуда $$x=2$$ и $$x \neq 0$$. 
  4. Нанесем критические точки на область определения функции и установим знаки производной функции на полученных промежутках (рис. 3). 
  5. Функция возрастает на промежутке $$(0;2)$$. 
  6.  Тогда, $$k+m=2+1=3$$.
                                                                     
$$(u \cdot v)^{'}=u^{'}v+uv^{'}$$, где $$u=f_{1}(x)$$, $$v=f_{2}(x)$$.
Введите ответ в поле
Функция $$y=\frac{2x+1}{x-2}$$ убывает на промежутке:
Функция убывает на промежутке $$(a;b)$$, если 
$$f^{'}(x)<0$$  $$\forall x \in (a;b)$$.
  1. Запишем область определения данной функции:
    $$x \in \textrm{R}/x \neq 2$$. 
  2. Найдем производную функции:
    $$y^{'}=\frac{(2x+1)^{'}(x-2)-(2x+1)(x-2)^{'}}{(x-2)^{2}}$$,
    $$y^{'}=\frac{2 \cdot (x-2)-1 \cdot (2x+1)}{(x-2)^{2}}$$,
    $$y^{'}=\frac{-5}{(x-2)^{2}}$$. 
  3. Чтобы найти промежутки убывания функции, необходимо решить неравенство:
    $$\frac{-5}{(x-2)^{2}}<0$$. 
  4. Так как неравенство справедливо на всей области определения данной функции, то
    $$x \in (- \infty ;2) \cup (2; + \infty)$$.
    $$\left (\frac{u}{v} \right ){}'=\frac{u{}'v-uv{}'}{v^2}$$,

    где $$u=f_{1}(x)$$ , $$v=f_{2}(x)$$ .

    Выберите один из вариантов
    Количество критических точек функции $$f(x)= \frac{2x}{5-x}$$ равно:
    1. Критическими точками функции называют те значения аргумента, при которых производная функции равна нулю или не существует. 
    2. Критические точки функции находят, решая уравнение:
       $${f}'(x)=0$$.
    1. Найдем производную функции:
      $${f}'(x)=\frac{{(2x)}'(5-x)-(2x){(5-x)}'}{(5-x)^2}$$,
      $${f}'(x)=\frac{2\cdot (5-x)-2x(-1)}{(5-x)^2}$$,
      $${f}'(x)=\frac{10}{(5-x)^{2}}$$. 
    2. Решим уравнение:
      $$\frac{10}{(5-x)^2}=0$$, откуда $$x\neq 5$$. 
    3. Следовательно, $$x=5$$ – критическая точка функции.
    $$\left (\frac{u}{v} \right ){}'=\frac{u{}'v-uv{}'}{v^2}$$,

    где $$u=f_{1}(x)$$ , $$v=f_{2}(x)$$.

    Введите ответ в поле
    Произведение наибольшего и наименьшего значений функции $$y=x\cdot\textrm{ln} x$$  на отрезке $$[1;e^2]$$  равно:
    Алгоритм нахождения наибольшего и наименьшего значений функции $$y=f(x)$$ на заданном отрезке:
      1) находим производную функции; 
      2) находим критические точки функции, решая уравнение $$f{}'(x)=0$$; 
      3) находим значение функции на концах отрезка и в критических точках, принадлежащих данному отрезку; 
      4) определяем наибольшее и наименьшее значение функции.
    1. Найдем производную данной функции:
      $$y{}'=x{}'\cdot \textrm{ln} x+x\cdot (\textrm{ln}x){}'$$,
      $$y{}'=1\cdot \textrm{ln}x+x\cdot \frac{1}{x}$$,
      $$y{}'=\textrm{ln}x+1$$. 
    2. Найдем критические точки функции, решая уравнение:
      $$\textrm{ln}x+1=0$$, $$\textrm{ln}x=-1$$, $$x=e^{-1}=\frac{1}{e}$$. 
    3. Найдем значение функции только на концах отрезка $$[1;e^2]$$ , так как критическая точка не принадлежит данному отрезку:
      $$f(1)=1\cdot \textrm{ln}1=0$$,
      $$f(e^2)=e^2\textrm{ln}e^2=2e^2$$. 
    4. Наибольшее значение функции на заданном отрезке равно $$2e^2$$, наименьшее – равно $$0$$, а их произведение равно $$0$$.
    1. Правило дифференцирования:
      $$(u \cdot v){}'={u{}'v+uv{}'}$$, где $$u=f_{1}(x) , v=f_{2}(x) $$. 
    2. Если основание логарифма равно $$e\approx 2,7$$, то записывают:
      $$\textrm{log}_{e}b=\textrm{ln}b$$.
      Читают: натуральный логарифм числа $$b$$. 
    3. Справедливы равенства:
      $$\textrm{ln}1=0$$;
      $$\textrm{ln}e=1$$;
      $$\textrm{ln}e^{2}=2$$;
      $$\textrm{ln}e^{-1}=-1$$.
    Выберите один из вариантов
    Количество точек перегиба графика функции $$y=\frac{x^5}{20}-\frac{x^4}{12}+240x-480$$ равно:
    1. Критическими точками второго рода функции $$y=f(x)$$ называют те значения аргумента, при которых вторая производная этой функции равна нулю или не существует. 
    2. Критические точки второго рода функции $$y=f(x)$$ находят, решая уравнение: $$f{}''(x)=0$$. 
    3. Если при переходе через критическую точку второго рода вторая производная функции меняет знак, то имеем точку перегиба.
    1. Найдем первую производную функции: 
      $$y{}'=\frac{5x^4}{20}-\frac{4x^3}{12}+240$$, 
      $$y{}'=\frac{x^4}{4}-\frac{x^3}{3}+240$$. 
    2. Найдем вторую производную функции: 
      $$y{}''=$$$$\frac{4x^3}{4}-\frac{3x^2}{3}$$, 
      $$y{}''=x^3-x^2$$. 
    3. Найдем критические точки второго рода: 
      $$x^{3}-x^{2}=0$$$$x^{2}(x-1)=0$$откуда $$x=0$$ (двукратный корень) и $$x=1$$
    4. Нанесем точки $$0$$ и $$1$$ на область определения данной функции и установим знаки ее второй производной на полученных промежутках (рис. 4). 
      Следовательно, $$x=1$$ – точка перегиба.

    1. Точки перегиба необходимо искать среди критических точек второго рода. 
    2. Не всякая критическая точка второго рода может быть точкой перегиба.
    Введите ответ в поле
    Наибольшее целое значение, принадлежащее промежутку, на котором функция $$y=\frac{x^3}{3}-9x^2+\frac{x}{4}-9$$ выпукла, равно:
    Если на некотором промежутке выполняется неравенство $$f{}''(x)>0$$ , то функция $$y=f(x)$$ вогнута на этом промежутке, а если $$f{}''(x)<0$$ , то функция выпукла на этом промежутке.
    1. Найдем первую производную функции:
      $$y{}'=\left (\frac{1}{3}x^3 \right ){}'-\left (9x^2 \right ){}'+\left (\frac{1}{4}x \right ){}'-9{}'$$,
      $$y{}'=x^2-18x+\frac{1}{4}$$. 
    2. Найдем вторую производную функции:
      $$y{}''=(x^2-18x+0,25){}'$$, $$y{}''=2x-18$$. 
    3. Решим неравенство:
      $$2x-18<0$$, $$x<9$$. 
    4. Запишем искомое значение переменной: $$x=8$$.
    Находя промежутки выпуклости и вогнутости  функции, мы определяем на промежутках знаки ее второй производной.

    Введите ответ в поле
    Значение функции $$y=15x^3+9x^2-12$$ в точке минимума равно:
    1. Максимумом (минимумом) функции $$y=f(x)$$ называют такое ее значение, которое больше (меньше) всех ее других значений в окрестности рассматриваемой точки. 
    2. Максимум и минимум функции называют экстремумом функции
    3. Значение аргумента, при котором достигается экстремум, называют точкой экстремума
    4. Алгоритм нахождения точек экстремума функции $$y=f(x)$$:
      1) находим область определения функции;
      2) находим производную функции;
      3) находим критические точки функции, решая уравнение $$f{}'(x)=0$$;
      4) наносим критические точки на область определения функции;
      5) определяем знак производной функции на полученных промежутках;
      6) определяем точки экстремума функции по правилу: если при переходе через критическую точку производная изменяет знак c «+» на «–», то имеем точку максимума, а если с «–» на «+», то имеем точку минимума.
    1. Запишем область определения данной функции:  
      $$x \in \textrm{R}$$
    2. Найдем производную функции:  
      $$y{}'=45x^2+18x$$
    3. Найдем критические точки функции:  
      $$45x^2+18x=0$$, $$x(45x+18)=0$$, откуда $$x=0$$ и $$x=-0,4$$
    4. Нанесем числа $$0$$ и $$–0,4$$ на координатную прямую и установим знаки производной функции на полученных промежутках. 
      Согласно рисунку 1, запишем:  $$x_{max}=-0,4$$$$x_{min}=0$$. 
    5. Найдем значение функции в точке минимума:  $$f(0)=-12$$.
    1. Точки экстремума функции необходимо искать среди ее критических точек. 
    2. Не каждая критическая точка может быть точкой экстремума. 
    3. Находя точки экстремума, мы определяем на промежутках знаки производной функции, а не самой функции.
    Введите ответ в поле
    Функция $$y=\textrm{arcctg}\sqrt{x}$$ вогнута на промежутке:
    Функция вогнула (выпукла вниз) на промежутке $$(a;b)$$, если $$f^{''}(x)>0$$ $$\forall x \in (a;b)$$.
    1. Запишем область определения данной функции:
      $$x \in [0;+\infty)$$. 
    2. Найдем первую производную функции:
      $$y^{'}=-\frac{5(\sqrt{x})^{'}}{1+x}$$,
      $$y^{'}=-\frac{5}{2\sqrt{x}(1+x)}$$. 
    3. Найдем вторую производную функции:
      $$y^{''}=\frac{5(\sqrt{x}(1+x))^{'}}{2x(1+x)^{2}}$$,
      $$y^{''}=\frac{5}{2x(1+x)^{2}} \cdot \frac{1+3x}{2\sqrt{x}}$$,
      $$y^{''}=\frac{5(1+3x)}{4x\sqrt{x}(1+x)^{2}}$$. 
    4. Решим неравенство:
      $$\frac{5(1+3x)}{4x\sqrt{x}(1+x)^{2}}>0$$. 
    5. С учетом области определения функции получим:
      $$x \in (0; +\infty)$$.
    $$(\sqrt{x}(1+x))^{'}=(\sqrt{x})^{'}(1+x)+\sqrt{x}(1+x)^{'}$$,
    $$(\sqrt{x}(1+x))^{'}=\frac{1+x}{2\sqrt{x}}+\sqrt{x}$$,
    $$(\sqrt{x}(1+x))^{'}=\frac{1+3x}{2\sqrt{x}}$$.
    Выберите один из вариантов

    Значение функции $$y=3x^{5}-20x^{3}+16$$ в точке максимума равно:

    Алгоритм нахождения точек экстремума функции $$y=f(x)$$:
      1) находим область определения функции; 
      2) находим производную функции; 
      3) находим критические точки функции, решая уравнение $$f^{'}(x)=0$$; 
      4) наносим критические точки на область определения функции; 
      5) определяем знак производной функции на полученных промежутках; 
      6) определяем точки экстремума функции по правилу: если при переходе через критическую точку производная изменяет знак с $$"+"$$ на $$"-"$$, то имеем точку максимума, если с $$"-"$$ на $$"+"$$, то имеем точку минимума.
    1. Запишем область определения данной функции: 
      $$x \in \textrm{R}$$. 
    2. Найдем производную функции: 
      $$y^{'}=15x^{4}-60x^{2}$$. 
    3. Найдем критические точки функции: 
      $$15x^{4}-60x^{2}=0$$, $$x^{2}(x^{2}-4)=0$$, откуда $$x_{1,2}=0$$, $$x_{3}=-2$$, $$x_{4}=2$$. 
    4. Нанесем критические точки на координатную прямую и установим знаки производной функции на полученных промежутках (рис. 2). 
      Точки экстремума: $$x_{max}=-2$$; $$x_{min}=2$$. 
    5. Найдем значение функции в точке максимума: 
      $$f(-2)=-96+160+16=80$$.
                                                                             
    Так как число $$0$$ двукратный корень уравнения $$y^{'}=0$$, то при переходе через точку $$x=0$$ производная функции не изменяет свой знак.
    Введите ответ в поле