Найти промежутки роста и убывания и экстремумы функций f(x)= x^2+3x /x-1

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Функция возрастает на промежутках (,-1]open paren negative infinity comma negative 1 close bracket и [3,+)open bracket 3 comma positive infinity close paren, убывает на промежутках [-1,1)open bracket negative 1 comma 1 close paren и (1,3]open paren 1 comma 3 close bracket. Точка локального максимума x=-1x equals negative 1 при f(-1)=1f of negative 1 equals 1, точка локального минимума x=3x equals 3 при f(3)=9f of 3 equals 9. Шаг 1: Область определения и нахождение производной Функция f(x)=x2+3xx1f of x equals the fraction with numerator x squared plus 3 x and denominator x minus 1 end-fraction определена при всех xx, кроме тех, где знаменатель обращается в ноль. Следовательно, область определения: D(f)=(,1)(1,+)cap D open paren f close paren equals open paren negative infinity comma 1 close paren union open paren 1 comma positive infinity close paren. Для поиска промежутков монотонности вычислим производную функции по правилу дифференцирования частного (uv)=uvuvv2open paren u over v end-fraction close paren prime equals the fraction with numerator u prime v minus u v prime and denominator v squared end-fraction : f(x)=(2x+3)(x1)(x2+3x)1(x1)2f prime of x equals the fraction with numerator open paren 2 x plus 3 close paren open paren x minus 1 close paren minus open paren x squared plus 3 x close paren center dot 1 and denominator open paren x minus 1 close paren squared end-fraction Раскроем скобки в числителе: f(x)=2x22x+3x3x23x(x1)2=x22x3(x1)2f prime of x equals the fraction with numerator 2 x squared minus 2 x plus 3 x minus 3 minus x squared minus 3 x and denominator open paren x minus 1 close paren squared end-fraction equals the fraction with numerator x squared minus 2 x minus 3 and denominator open paren x minus 1 close paren squared end-fraction Шаг 2: Нахождение критических точек Критические точки — это точки из области определения, в которых производная равна нулю или не существует. Приравняем числитель к нулю: x22x3=0x squared minus 2 x minus 3 equals 0Решим квадратное уравнение через дискриминант или по теореме Виета: x1=3x sub 1 equals 3, x2=-1x sub 2 equals negative 1. Обе точки входят в область определения функции. Также учтем точку разрыва x=1x equals 1. Шаг 3: Интервалы монотонности и экстремумы Определим знаки производной на интервалах, разделенных точками -1negative 1, 11 и 33:

  1. На (,-1)open paren negative infinity comma negative 1 close paren: f(-2)=4+439>0f prime of negative 2 equals the fraction with numerator 4 plus 4 minus 3 and denominator 9 end-fraction is greater than 0 — функция возрастает. На (-1,1)open paren negative 1 comma 1 close paren: f(0)=-31<0f prime of 0 equals negative 3 over 1 end-fraction is less than 0 — функция убывает. На (1,3)open paren 1 comma 3 close paren: f(2)=4431<0f prime of 2 equals the fraction with numerator 4 minus 4 minus 3 and denominator 1 end-fraction is less than 0 — функция убывает. На (3,+)open paren 3 comma positive infinity close paren: f(4)=16839>0f prime of 4 equals the fraction with numerator 16 minus 8 minus 3 and denominator 9 end-fraction is greater than 0 — функция возрастает.

Экстремумы:

  • При переходе через x=-1x equals negative 1 знак производной меняется с +positive на negative, это максимум: f(-1)=(-1)2+3(-1)-11=13-2=1f of negative 1 equals the fraction with numerator open paren negative 1 close paren squared plus 3 open paren negative 1 close paren and denominator negative 1 minus 1 end-fraction equals the fraction with numerator 1 minus 3 and denominator negative 2 end-fraction equals 1 . При переходе через x=3x equals 3 знак производной меняется с negative на +positive, это минимум: f(3)=32+3331=182=9f of 3 equals the fraction with numerator 3 squared plus 3 center dot 3 and denominator 3 minus 1 end-fraction equals eighteen-halves equals 9 .

Ответ: Функция возрастает на (,-1]open paren negative infinity comma negative 1 close bracket и [3,+)open bracket 3 comma positive infinity close paren, убывает на [-1,1)open bracket negative 1 comma 1 close paren и (1,3]open paren 1 comma 3 close bracket. Точка максимума x=-1,f(-1)=1x equals negative 1 comma f of negative 1 equals 1. Точка минимума x=3,f(3)=9x equals 3 comma f of 3 equals 9. Желаете ли вы провести полное исследование функции, включая поиск асимптот и построение графика?

Форма ответа

Ваш аватар