Найдите точку минимума функции у=-(х^2+100/x)

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для нахождения точки минимума функции y=(x2+100x)y equals negative open paren x squared plus 100 over x end-fraction close paren воспользуемся алгоритмом исследования функции с помощью производной. 1. Область определения функции Функция определена для всех xx, кроме тех, при которых знаменатель обращается в нуль: D(y)x0cap D open paren y close paren colon x is not equal to 0 или x(;0)(0;+)x is an element of open paren negative infinity ; 0 close paren union open paren 0 ; positive infinity close paren. 2. Нахождение производной Преобразуем выражение функции для удобства дифференцирования: y=x2100x-1y equals negative x squared minus 100 x to the negative 1 powerВычисляем производную: y=(x2)(100x-1)y prime equals open paren negative x squared close paren prime minus open paren 100 x to the negative 1 power close paren prime y=-2x100(-1)x-2y prime equals negative 2 x minus 100 center dot open paren negative 1 close paren center dot x to the negative 2 power y=-2x+100x2y prime equals negative 2 x plus the fraction with numerator 100 and denominator x squared end-fraction Приведем производную к общему знаменателю: y=-2x3+100x2y prime equals the fraction with numerator negative 2 x cubed plus 100 and denominator x squared end-fraction 3. Нахождение критических точек Приравняем производную к нулю: -2x3+100x2=0the fraction with numerator negative 2 x cubed plus 100 and denominator x squared end-fraction equals 0 Дробь равна нулю, когда числитель равен нулю, а знаменатель не равен нулю: -2x3+100=0negative 2 x cubed plus 100 equals 0 -2x3=-100negative 2 x cubed equals negative 100 x3=50x cubed equals 50 x=503x equals the cube root of 50 end-root 4. Определение знаков производной и характера точек Разделим числовую прямую на интервалы точками x=0x equals 0 (точка разрыва) и x=503x equals the cube root of 50 end-root (критическая точка) и определим знак yy prime на каждом промежутке:

  1. (;0)open paren negative infinity ; 0 close paren: Возьмем x=-1x equals negative 1.
    y(-1)=-2(-1)3+100(-1)2=2+1001=102>0y prime open paren negative 1 close paren equals the fraction with numerator negative 2 open paren negative 1 close paren cubed plus 100 and denominator open paren negative 1 close paren squared end-fraction equals the fraction with numerator 2 plus 100 and denominator 1 end-fraction equals 102 is greater than 0 . Функция возрастает. (0;503)open paren 0 ; the cube root of 50 end-root close paren : Возьмем x=1x equals 1.
    y(1)=-2(1)3+10012=981=98>0y prime open paren 1 close paren equals the fraction with numerator negative 2 open paren 1 close paren cubed plus 100 and denominator 1 squared end-fraction equals 98 over 1 end-fraction equals 98 is greater than 0 . Функция возрастает. (503;+)open paren the cube root of 50 end-root ; positive infinity close paren : Возьмем x=10x equals 10.
    y(10)=-2(1000)+100100=-1900100=-19<0y prime open paren 10 close paren equals the fraction with numerator negative 2 open paren 1000 close paren plus 100 and denominator 100 end-fraction equals negative 1900 over 100 end-fraction equals negative 19 is less than 0 . Функция убывает.
Важно: Точка минимума — это точка, в которой производная меняет знак с минуса на плюс.

В данном случае:

  • В точке x=0x equals 0 функция не определена. В точке x=503x equals the cube root of 50 end-root производная меняет знак с плюса на минус, что соответствует точке максимума.

Заключение Поскольку на всей области определения функция сначала возрастает, а после критической точки убывает, локальных минимумов у данной функции нет. Ответ: Точек минимума нет. Я могу также вычислить значение функции в точке максимума или построить схематичный график, если это потребуется.

Форма ответа

Ваш аватар