Найти экстремумы функции f(x)=x^3-3x^2

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для нахождения экстремумов функции f(x)=x33x2f of x equals x cubed minus 3 x squared необходимо выполнить стандартный алгоритм дифференциального исчисления: найти производную, определить критические точки и исследовать их характер. 1. Нахождение производной функции Для начала найдем производную функции f(x)f of x по правилу дифференцирования степенной функции: f(x)=(x3)(3x2)=3x26xf prime of x equals open paren x cubed close paren prime minus open paren 3 x squared close paren prime equals 3 x squared minus 6 x2. Определение критических точек Критические точки находятся там, где производная равна нулю или не существует. В данном случае приравняем f(x)f prime of x к нулю: 3x26x=03 x squared minus 6 x equals 0Вынесем общий множитель за скобки: 3x(x2)=03 x open paren x minus 2 close paren equals 0Отсюда получаем два корня:

  • x1=0x sub 1 equals 0 x2=2x sub 2 equals 2

3. Определение характера экстремумов Чтобы понять, является ли точка максимумом или минимумом, воспользуемся второй производной: f(x)=(3x26x)=6x6f double prime of x equals open paren 3 x squared minus 6 x close paren prime equals 6 x minus 6Подставим критические точки во вторую производную:

  • Для x1=0x sub 1 equals 0:
    f(0)=6(0)6=-6f double prime of 0 equals 6 open paren 0 close paren minus 6 equals negative 6Так как f(0)<0f double prime of 0 is less than 0, то в точке x=0x equals 0 функция имеет локальный максимум. Для x2=2x sub 2 equals 2:
    f(2)=6(2)6=6f double prime of 2 equals 6 open paren 2 close paren minus 6 equals 6Так как f(2)>0f double prime of 2 is greater than 0, то в точке x=2x equals 2 функция имеет локальный минимум.

4. Вычисление значений функции в точках экстремума Найдем ординаты (значения yy) для полученных точек, подставив их в исходное уравнение f(x)=x33x2f of x equals x cubed minus 3 x squared:

  • Максимум:
    f(0)=033(0)2=0f of 0 equals 0 cubed minus 3 open paren 0 close paren squared equals 0Точка максимума: (0;0)open paren 0 ; 0 close paren Минимум:
    f(2)=233(2)2=812=-4f of 2 equals 2 cubed minus 3 open paren 2 close paren squared equals 8 minus 12 equals negative 4Точка минимума: (2;-4)open paren 2 ; negative 4 close paren

Итоговый результат:

  • Точка локального максимума: (0;0)open paren 0 ; 0 close paren Точка локального минимума: (2;-4)open paren 2 ; negative 4 close paren

Хотите, чтобы я нашел точки перегиба для этой функции?

Форма ответа

Ваш аватар