Иследовать на экстремум следующую функцию y=x^3-3x

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для исследования функции y=x33xy equals x cubed minus 3 x на экстремумы воспользуемся классическим алгоритмом, включающим нахождение производной и анализ критических точек. 1. Нахождение производной функции Сначала найдем первую производную функции по переменной xx: y=(x33x)=3x23y prime equals open paren x cubed minus 3 x close paren prime equals 3 x squared minus 32. Определение критических точек Критические точки — это значения xx, при которых производная равна нулю или не существует. Приравняем производную к нулю: 3x23=03 x squared minus 3 equals 0 3(x21)=03 open paren x squared minus 1 close paren equals 0 x2=1x squared equals 1 x1=1,x2=-1x sub 1 equals 1 comma space x sub 2 equals negative 1Обе точки входят в область определения функции (вся числовая прямая). 3. Исследование знака производной Разделим числовую ось на интервалы критическими точками и определим знак yy prime на каждом из них:

  • Интервал (;-1)open paren negative infinity ; negative 1 close paren: Возьмем x=-2x equals negative 2. y(-2)=3(-2)23=9>0y prime open paren negative 2 close paren equals 3 open paren negative 2 close paren squared minus 3 equals 9 is greater than 0. Функция возрастает. Интервал (-1;1)open paren negative 1 ; 1 close paren: Возьмем x=0x equals 0. y(0)=3(0)23=-3<0y prime open paren 0 close paren equals 3 open paren 0 close paren squared minus 3 equals negative 3 is less than 0. Функция убывает. Интервал (1;+)open paren 1 ; positive infinity close paren: Возьмем x=2x equals 2. y(2)=3(2)23=9>0y prime open paren 2 close paren equals 3 open paren 2 close paren squared minus 3 equals 9 is greater than 0. Функция возрастает.

4. Определение экстремумов Согласно достаточному условию экстремума:

  • В точке x=-1x equals negative 1 производная меняет знак с плюса на минус. Это точка максимума.
    Вычислим значение функции: y(-1)=(-1)33(-1)=-1+3=2y open paren negative 1 close paren equals open paren negative 1 close paren cubed minus 3 open paren negative 1 close paren equals negative 1 plus 3 equals 2.
    Точка максимума: (-1;2)open paren negative 1 ; 2 close paren. В точке x=1x equals 1 производная меняет знак с минуса на плюс. Это точка минимума.
    Вычислим значение функции: y(1)=(1)33(1)=13=-2y open paren 1 close paren equals open paren 1 close paren cubed minus 3 open paren 1 close paren equals 1 minus 3 equals negative 2.
    Точка минимума: (1;-2)open paren 1 ; negative 2 close paren.

Резюме

  • Локальный максимум: ymax=2y sub m a x end-sub equals 2 при x=-1x equals negative 1. Локальный минимум: ymin=-2y sub m i n end-sub equals negative 2 при x=1x equals 1.

Хотите, чтобы я рассчитал точки перегиба этой функции с помощью второй производной?

Форма ответа

Ваш аватар