Найдите промежутки монотонности и экстремумы функции у=-x^3+3x+1

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для функции y=x3+3x+1y equals negative x cubed plus 3 x plus 1 промежутками убывания являются (,-1]open paren negative infinity comma negative 1 close bracket и [1,+)open bracket 1 comma positive infinity close paren, промежутком возрастания — [-1,1]open bracket negative 1 comma 1 close bracket, точка минимума x=-1x equals negative 1 при y=-1y equals negative 1, точка максимума x=1x equals 1 при y=3y equals 3. ️ Шаг 1: Нахождение производной функции Для исследования функции на монотонность и экстремумы необходимо найти её производную yy prime. Используя правила дифференцирования степенной функции: y=(x3+3x+1)=-3x2+3y prime equals open paren negative x cubed plus 3 x plus 1 close paren prime equals negative 3 x squared plus 3️ Шаг 2: Нахождение критических точек Критические точки — это значения xx, при которых производная равна нулю или не существует. Приравняем yy prime к нулю: -3x2+3=0negative 3 x squared plus 3 equals 0 -3(x21)=0negative 3 open paren x squared minus 1 close paren equals 0 x2=1x1=-1,x2=1x squared equals 1 implies x sub 1 equals negative 1 comma x sub 2 equals 1️ Шаг 3: Исследование знаков производной и монотонности Разделим числовую прямую на интервалы критическими точками и определим знак производной на каждом из них:

  • На интервале (,-1)open paren negative infinity comma negative 1 close paren: выберем x=-2x equals negative 2. y(-2)=-3(-2)2+3=-9<0y prime open paren negative 2 close paren equals negative 3 open paren negative 2 close paren squared plus 3 equals negative 9 is less than 0. Функция убывает. На интервале (-1,1)open paren negative 1 comma 1 close paren: выберем x=0x equals 0. y(0)=-3(0)2+3=3>0y prime open paren 0 close paren equals negative 3 open paren 0 close paren squared plus 3 equals 3 is greater than 0. Функция возрастает. На интервале (1,+)open paren 1 comma positive infinity close paren: выберем x=2x equals 2. y(2)=-3(2)2+3=-9<0y prime open paren 2 close paren equals negative 3 open paren 2 close paren squared plus 3 equals negative 9 is less than 0. Функция убывает.

️ Шаг 4: Определение экстремумов Экстремумы находятся в точках смены знака производной:

  1. В точке x=-1x equals negative 1 производная меняет знак с negative на +positive. Это точка минимума. Значение функции: y(-1)=(-1)3+3(-1)+1=13+1=-1y open paren negative 1 close paren equals negative open paren negative 1 close paren cubed plus 3 open paren negative 1 close paren plus 1 equals 1 minus 3 plus 1 equals negative 1. В точке x=1x equals 1 производная меняет знак с +positive на negative. Это точка максимума. Значение функции: y(1)=(1)3+3(1)+1=-1+3+1=3y open paren 1 close paren equals negative open paren 1 close paren cubed plus 3 open paren 1 close paren plus 1 equals negative 1 plus 3 plus 1 equals 3.

Ответ:

  • Промежутки возрастания: [-1,1]open bracket negative 1 comma 1 close bracket
  • Промежутки убывания: (,-1]open paren negative infinity comma negative 1 close bracket и [1,+)open bracket 1 comma positive infinity close paren
  • Точки экстремума: xmin=-1,ymin=-1x sub m i n end-sub equals negative 1 comma y sub m i n end-sub equals negative 1; xmax=1,ymax=3x sub m a x end-sub equals 1 comma y sub m a x end-sub equals 3

Нужно ли вам также найти точки перегиба или построить график этой функции?

Форма ответа

Ваш аватар