Найдите точку минимума функции y=(x-7)^2*e^x-4

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для нахождения точки минимума функции y=(x7)2ex4y equals open paren x minus 7 close paren squared center dot e raised to the x minus 4 power необходимо выполнить стандартный алгоритм исследования функции с помощью производной. 1. Нахождение производной функции Данная функция представляет собой произведение двух функций: u=(x7)2u equals open paren x minus 7 close paren squared и v=ex4v equals e raised to the x minus 4 power. Используем правило дифференцирования произведения (uv)=uv+uvopen paren u v close paren prime equals u prime v plus u v prime:

  1. Производная первого множителя: ((x7)2)=2(x7)open paren open paren x minus 7 close paren squared close paren prime equals 2 open paren x minus 7 close paren. Производная второго множителя: (ex4)=ex4(x4)=ex4open paren e raised to the x minus 4 power close paren prime equals e raised to the x minus 4 power center dot open paren x minus 4 close paren prime equals e raised to the x minus 4 power.

Теперь составим общую производную: y=2(x7)ex4+(x7)2ex4y prime equals 2 open paren x minus 7 close paren center dot e raised to the x minus 4 power plus open paren x minus 7 close paren squared center dot e raised to the x minus 4 power2. Упрощение выражения Для удобства анализа вынесем общий множитель (x7)ex4open paren x minus 7 close paren e raised to the x minus 4 power за скобки: y=ex4(x7)[2+(x7)]y prime equals e raised to the x minus 4 power center dot open paren x minus 7 close paren center dot open bracket 2 plus open paren x minus 7 close paren close bracket y=ex4(x7)(x5)y prime equals e raised to the x minus 4 power center dot open paren x minus 7 close paren center dot open paren x minus 5 close paren3. Поиск критических точек Приравняем производную к нулю: ex4(x7)(x5)=0e raised to the x minus 4 power center dot open paren x minus 7 close paren center dot open paren x minus 5 close paren equals 0Так как показательная функция ex4e raised to the x minus 4 power всегда больше нуля при любых значениях xx, уравнение сводится к: (x7)(x5)=0open paren x minus 7 close paren open paren x minus 5 close paren equals 0Отсюда получаем две критические точки:

  • x1=5x sub 1 equals 5 x2=7x sub 2 equals 7

4. Определение знаков производной и поиск минимума Разбиваем числовую прямую на интервалы и определяем знак производной на каждом из них:

  • Интервал (;5)open paren negative infinity ; 5 close paren: Возьмем x=0x equals 0. Знаки множителей: (+)()()=(+)open paren positive close paren center dot open paren negative close paren center dot open paren negative close paren equals open paren positive close paren. Функция возрастает. Интервал (5;7)open paren 5 ; 7 close paren: Возьмем x=6x equals 6. Знаки множителей: (+)()(+)=()open paren positive close paren center dot open paren negative close paren center dot open paren positive close paren equals open paren negative close paren. Функция убывает. Интервал (7;+)open paren 7 ; positive infinity close paren: Возьмем x=8x equals 8. Знаки множителей: (+)(+)(+)=(+)open paren positive close paren center dot open paren positive close paren center dot open paren positive close paren equals open paren positive close paren. Функция возрастает.

Анализ точек:

  • В точке x=5x equals 5 производная меняет знак с плюса на минус — это точка максимума. В точке x=7x equals 7 производная меняет знак с минуса на плюс — это точка минимума.

Ответ: 7 Хотите, чтобы я рассчитал значение функции в этой точке или нашел экстремумы для другой функции?

Форма ответа

Ваш аватар