Найдите промежутки возрастания и убывания и точки экстремума данной функции f(x)=x^2+2x^3-2x^4

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Функция возрастает на промежутках (,-0,25]open paren negative infinity comma negative 0 comma 25 close bracket и [0,1]open bracket 0 comma 1 close bracket, убывает на промежутках [-0,25,0]open bracket negative 0 comma 25 comma 0 close bracket и [1,+)open bracket 1 comma positive infinity close paren, при этом точки x=-0,25x equals negative 0 comma 25 и x=1x equals 1 являются точками максимума, а x=0x equals 0 — точкой минимума. Шаг 1: Нахождение производной функции Для анализа функции на монотонность и экстремумы необходимо найти её производную. Применим правило дифференцирования степенной функции: f(x)=(x2+2x32x4)=2x+6x28x3f prime of x equals open paren x squared plus 2 x cubed minus 2 x to the fourth power close paren prime equals 2 x plus 6 x squared minus 8 x cubedШаг 2: Определение критических точек Критические точки находятся там, где производная равна нулю или не существует. Приравняем производную к нулю: -8x3+6x2+2x=0negative 8 x cubed plus 6 x squared plus 2 x equals 0Вынесем общий множитель -2xnegative 2 x за скобки: -2x(4x23x1)=0negative 2 x open paren 4 x squared minus 3 x minus 1 close paren equals 0Первый корень x1=0x sub 1 equals 0. Для нахождения остальных корней решим квадратное уравнение 4x23x1=04 x squared minus 3 x minus 1 equals 0: D=(-3)244(-1)=9+16=25cap D equals open paren negative 3 close paren squared minus 4 center dot 4 center dot open paren negative 1 close paren equals 9 plus 16 equals 25 x2=3+58=1,x3=358=-0,25x sub 2 equals the fraction with numerator 3 plus 5 and denominator 8 end-fraction equals 1 comma space x sub 3 equals the fraction with numerator 3 minus 5 and denominator 8 end-fraction equals negative 0 comma 25 Шаг 3: Исследование знаков производной и интервалов монотонности Определим знаки f(x)f prime of x на интервалах, разделенных точками -0,25negative 0 comma 25, 00 и 11:

  1. На (,-0,25)open paren negative infinity comma negative 0 comma 25 close paren: f(-1)=8+62=12>0f prime of negative 1 equals 8 plus 6 minus 2 equals 12 is greater than 0 (функция возрастает). На (-0,25,0)open paren negative 0 comma 25 comma 0 close paren: f(-0,1)=0,008+0,060,2=-0,132<0f prime of open paren negative 0 comma 1 close paren equals 0 comma 008 plus 0 comma 06 minus 0 comma 2 equals negative 0 comma 132 is less than 0 (функция убывает). На (0,1)open paren 0 comma 1 close paren: f(0,5)=-1+1,5+1=1,5>0f prime of open paren 0 comma 5 close paren equals negative 1 plus 1 comma 5 plus 1 equals 1 comma 5 is greater than 0 (функция возрастает). На (1,+)open paren 1 comma positive infinity close paren: f(2)=-64+24+4=-36<0f prime of 2 equals negative 64 plus 24 plus 4 equals negative 36 is less than 0 (функция убывает).

Шаг 4: Определение точек экстремума Исходя из смены знака производной:

  • В точке x=-0,25x equals negative 0 comma 25 знак меняется с +positive на negative, это точка максимума. В точке x=0x equals 0 знак меняется с negative на +positive, это точка минимума. В точке x=1x equals 1 знак меняется с +positive на negative, это точка максимума.

Ответ: Промежутки возрастания: (,-0,25]open paren negative infinity comma negative 0 comma 25 close bracket и [0,1]open bracket 0 comma 1 close bracket. Промежутки убывания: [-0,25,0]open bracket negative 0 comma 25 comma 0 close bracket и [1,+)open bracket 1 comma positive infinity close paren. Точки экстремума: xmax=-0,25x sub m a x end-sub equals negative 0 comma 25, xmin=0x sub m i n end-sub equals 0, xmax=1x sub m a x end-sub equals 1. Требуется ли вам вычислить значения функции в этих точках экстремума для построения графика?

Форма ответа

Ваш аватар