Найдите точку минимума функции y=x^3+x^2-16x+5

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для нахождения точки минимума функции необходимо выполнить стандартный алгоритм: найти производную, определить критические точки и исследовать поведение функции в окрестности этих точек. 1. Нахождение производной функции Найдем производную функции y=x3+x216x+5y equals x cubed plus x squared minus 16 x plus 5, используя правила дифференцирования степенной функции: y=(x3)+(x2)(16x)+(5)y prime equals open paren x cubed close paren prime plus open paren x squared close paren prime minus open paren 16 x close paren prime plus open paren 5 close paren prime y=3x2+2x16y prime equals 3 x squared plus 2 x minus 162. Определение критических точек Критические точки — это значения xx, при которых производная равна нулю. Приравняем полученное выражение к нулю и решим квадратное уравнение: 3x2+2x16=03 x squared plus 2 x minus 16 equals 0Воспользуемся формулой дискриминанта: D=b24ac=2243(-16)=4+192=196cap D equals b squared minus 4 a c equals 2 squared minus 4 center dot 3 center dot open paren negative 16 close paren equals 4 plus 192 equals 196 D=196=14the square root of cap D end-root equals the square root of 196 end-root equals 14 Найдем корни уравнения: x1=b+D2a=-2+1423=126=2x sub 1 equals the fraction with numerator negative b plus the square root of cap D end-root and denominator 2 a end-fraction equals the fraction with numerator negative 2 plus 14 and denominator 2 center dot 3 end-fraction equals twelve-sixths equals 2 x2=bD2a=-21423=-166=83-2.67x sub 2 equals the fraction with numerator negative b minus the square root of cap D end-root and denominator 2 a end-fraction equals the fraction with numerator negative 2 minus 14 and denominator 2 center dot 3 end-fraction equals negative 16 over 6 end-fraction equals negative eight-thirds is approximately equal to negative 2.67 3. Исследование знаков производной Точка минимума — это точка, в которой производная меняет свой знак с минуса на плюс. Проверим знаки производной на интервалах, разделенных найденными точками:

  • Интервал (;-8/3)open paren negative infinity ; negative 8 / 3 close paren: Возьмем x=-3x equals negative 3.
    y(-3)=3(-3)2+2(-3)16=27616=5>0y prime open paren negative 3 close paren equals 3 open paren negative 3 close paren squared plus 2 open paren negative 3 close paren minus 16 equals 27 minus 6 minus 16 equals 5 is greater than 0 (Функция возрастает) Интервал (-8/3;2)open paren negative 8 / 3 ; 2 close paren: Возьмем x=0x equals 0.
    y(0)=3(0)2+2(0)16=-16<0y prime open paren 0 close paren equals 3 open paren 0 close paren squared plus 2 open paren 0 close paren minus 16 equals negative 16 is less than 0 (Функция убывает) Интервал (2;+)open paren 2 ; positive infinity close paren: Возьмем x=3x equals 3.
    y(3)=3(3)2+2(3)16=27+616=17>0y prime open paren 3 close paren equals 3 open paren 3 close paren squared plus 2 open paren 3 close paren minus 16 equals 27 plus 6 minus 16 equals 17 is greater than 0 (Функция возрастает)

4. Определение точки минимума

  • В точке x=-8/3x equals negative 8 / 3 производная меняет знак с +positive на negative. Это точка максимума. В точке x=2x equals 2 производная меняет знак с negative на +positive. Это точка минимума.

Ответ: 2 Хотите, чтобы я решил аналогичную задачу с поиском наибольшего или наименьшего значения на отрезке?

Форма ответа

Ваш аватар