1)найти промежутки возрастания и убывания точки экстремума функции y=3x^2-x^32)док-ть что функция f(x)=2x^5+4x^3+3x -7 на множестве r возрастающая.3) на графике функции y=(х+1) черта дроби (х+2) найдите точки, в которых касательная параллельна прямой у=х-3

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для функции y=3x2x3y equals 3 x squared minus x cubed промежутками убывания являются (,0]open paren negative infinity comma 0 close bracket и [2,+)open bracket 2 comma positive infinity close paren, промежутком возрастания — [0,2]open bracket 0 comma 2 close bracket, точкой минимума — x=0x equals 0, точкой максимума — x=2x equals 2; функция f(x)=2x5+4x3+3x7f of x equals 2 x to the fifth power plus 4 x cubed plus 3 x minus 7 является возрастающей, так как её производная всегда положительна; искомые точки для функции y=x+1x+2y equals the fraction with numerator x plus 1 and denominator x plus 2 end-fraction(-1,0)open paren negative 1 comma 0 close paren и (-3,2)open paren negative 3 comma 2 close paren. Шаг 1: Исследование первой функции на экстремумы и монотонность Для нахождения промежутков монотонности и точек экстремума функции y=3x2x3y equals 3 x squared minus x cubed вычислим её производную: y=6x3x2=3x(2x)y prime equals 6 x minus 3 x squared equals 3 x open paren 2 minus x close paren Найдем критические точки, приравняв производную к нулю: 3x(2x)=0x1=0,x2=23 x open paren 2 minus x close paren equals 0 implies x sub 1 equals 0 comma x sub 2 equals 2 Определим знаки производной на интервалах:

  1. На (,0)open paren negative infinity comma 0 close paren: y(-1)=3(-1)(2(-1))=-9<0y prime open paren negative 1 close paren equals 3 open paren negative 1 close paren open paren 2 minus open paren negative 1 close paren close paren equals negative 9 is less than 0 — функция убывает. На (0,2)open paren 0 comma 2 close paren: y(1)=3(1)(21)=3>0y prime open paren 1 close paren equals 3 open paren 1 close paren open paren 2 minus 1 close paren equals 3 is greater than 0 — функция возрастает. На (2,+)open paren 2 comma positive infinity close paren: y(3)=3(3)(23)=-9<0y prime open paren 3 close paren equals 3 open paren 3 close paren open paren 2 minus 3 close paren equals negative 9 is less than 0 — функция убывает.
    Точка x=0x equals 0 является точкой минимума (смена знака с «-» на «+»), а x=2x equals 2точкой максимума (смена знака с «+» на «-»).

Шаг 2: Доказательство возрастания функции на всей числовой прямой Функция f(x)=2x5+4x3+3x7f of x equals 2 x to the fifth power plus 4 x cubed plus 3 x minus 7 определена и дифференцируема на Rthe real numbers. Найдем её производную: f(x)=10x4+12x2+3f prime of x equals 10 x to the fourth power plus 12 x squared plus 3 Проанализируем полученное выражение:

  1. Так как x40x to the fourth power is greater than or equal to 0 и x20x squared is greater than or equal to 0 для любого действительного xx, то 10x4010 x to the fourth power is greater than or equal to 0 и 12x2012 x squared is greater than or equal to 0. Следовательно, 10x4+12x2+3310 x to the fourth power plus 12 x squared plus 3 is greater than or equal to 3 для всех xRx is an element of the real numbers.
    Так как производная строго положительна ( f(x)>0f prime of x is greater than 0) на всем множестве Rthe real numbers, то по достаточному признаку монотонности функция f(x)f of x является возрастающей на Rthe real numbers.

Шаг 3: Нахождение точек касания Касательная к графику функции y=x+1x+2y equals the fraction with numerator x plus 1 and denominator x plus 2 end-fraction параллельна прямой y=x3y equals x minus 3, если их угловые коэффициенты равны. Угловой коэффициент прямой равен 1, следовательно, значение производной в искомых точках должно быть равно 1. Вычислим производную функции по правилу дифференцирования дроби: y=1(x+2)1(x+1)(x+2)2=x+2x1(x+2)2=1(x+2)2y prime equals the fraction with numerator 1 center dot open paren x plus 2 close paren minus 1 center dot open paren x plus 1 close paren and denominator open paren x plus 2 close paren squared end-fraction equals the fraction with numerator x plus 2 minus x minus 1 and denominator open paren x plus 2 close paren squared end-fraction equals the fraction with numerator 1 and denominator open paren x plus 2 close paren squared end-fraction Приравняем производную к 1: 1(x+2)2=1(x+2)2=1the fraction with numerator 1 and denominator open paren x plus 2 close paren squared end-fraction equals 1 implies open paren x plus 2 close paren squared equals 1 Решим уравнение:

  1. x+2=1x1=-1x plus 2 equals 1 implies x sub 1 equals negative 1 x+2=-1x2=-3x plus 2 equals negative 1 implies x sub 2 equals negative 3
    Найдем соответствующие ординаты точек:
    y1=-1+1-1+2=0y sub 1 equals the fraction with numerator negative 1 plus 1 and denominator negative 1 plus 2 end-fraction equals 0
    y2=-3+1-3+2=-2-1=2y sub 2 equals the fraction with numerator negative 3 plus 1 and denominator negative 3 plus 2 end-fraction equals negative 2 over negative 1 end-fraction equals 2

Ответ:

  1. Возрастает на [0,2]open bracket 0 comma 2 close bracket, убывает на (,0][2,+)open paren negative infinity comma 0 close bracket union open bracket 2 comma positive infinity close paren. Точки экстремума: xmin=0,xmax=2x sub m i n end-sub equals 0 comma x sub m a x end-sub equals 2.
  2. Функция возрастает, так как f(x)=10x4+12x2+3>0f prime of x equals 10 x to the fourth power plus 12 x squared plus 3 is greater than 0 при любых xx. Точки (-1,0)open paren negative 1 comma 0 close paren и (-3,2)open paren negative 3 comma 2 close paren.

Хотите ли вы разобрать геометрический смысл производной более подробно или перейти к вычислению второй производной для исследования выпуклости этих функций?

Форма ответа

Ваш аватар