Найдите промежутки возрастания,убывания функции,экстремумы f(x)=x^3-6x^2+5

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Функция возрастает на промежутках (,0]open paren negative infinity comma 0 close bracket и [4,+)open bracket 4 comma positive infinity close paren, убывает на промежутке [0,4]open bracket 0 comma 4 close bracket. Точка максимума (0,5)open paren 0 comma 5 close paren, точка минимума (4,-27)open paren 4 comma negative 27 close paren. Шаг 1: Нахождение производной Для исследования функции на монотонность и экстремумы необходимо найти её производную по правилу дифференцирования степенной функции (xn)=nxn1open paren x to the n-th power close paren prime equals n x raised to the n minus 1 power: f(x)=3x212xf prime of x equals 3 x squared minus 12 xШаг 2: Определение критических точек Критические точки находятся там, где производная равна нулю или не существует. В данном случае приравниваем производную к нулю: 3x212x=03 x squared minus 12 x equals 0Выносим общий множитель за скобки: 3x(x4)=03 x open paren x minus 4 close paren equals 0Отсюда получаем две критические точки: x1=0x sub 1 equals 0 и x2=4x sub 2 equals 4. Шаг 3: Исследование знаков производной Разделим числовую ось на интервалы точками 00 и 44 и определим знак f(x)f prime of x на каждом из них:

  1. На интервале (,0)open paren negative infinity comma 0 close paren: выберем x=-1x equals negative 1, тогда f(-1)=3(-1)212(-1)=3+12=15>0f prime of negative 1 equals 3 open paren negative 1 close paren squared minus 12 open paren negative 1 close paren equals 3 plus 12 equals 15 is greater than 0. Производная положительна, функция возрастает. На интервале (0,4)open paren 0 comma 4 close paren: выберем x=1x equals 1, тогда f(1)=3(1)212(1)=312=-9<0f prime of 1 equals 3 open paren 1 close paren squared minus 12 open paren 1 close paren equals 3 minus 12 equals negative 9 is less than 0. Производная отрицательна, функция убывает. На интервале (4,+)open paren 4 comma positive infinity close paren: выберем x=5x equals 5, тогда f(5)=3(5)212(5)=7560=15>0f prime of 5 equals 3 open paren 5 close paren squared minus 12 open paren 5 close paren equals 75 minus 60 equals 15 is greater than 0. Производная положительна, функция возрастает.

Шаг 4: Нахождение экстремумов Поскольку при переходе через точку x=0x equals 0 производная меняет знак с +positive на negative, это точка локального максимума. При переходе через x=4x equals 4 знак меняется с negative на +positive, это точка локального минимума. Вычислим значения функции в этих точках: f(0)=03602+5=5f of 0 equals 0 cubed minus 6 center dot 0 squared plus 5 equals 5 f(4)=43642+5=6496+5=-27f of 4 equals 4 cubed minus 6 center dot 4 squared plus 5 equals 64 minus 96 plus 5 equals negative 27Ответ: Функция возрастает при x(,0][4,+)x is an element of open paren negative infinity comma 0 close bracket union open bracket 4 comma positive infinity close paren и убывает при x[0,4]x is an element of open bracket 0 comma 4 close bracket. Точки экстремума: xmax=0x sub m a x end-sub equals 0, ymax=5y sub m a x end-sub equals 5; xmin=4x sub m i n end-sub equals 4, ymin=-27y sub m i n end-sub equals negative 27. Нужно ли вам построить график этой функции или найти точки перегиба через вторую производную?

Форма ответа

Ваш аватар