Найти точки экстремума: a) f(x)=1/2x^4-x^2 б) f(x)=9+8x^2-x^4

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для нахождения точек экстремума функции необходимо выполнить стандартный алгоритм: найти производную, приравнять её к нулю (найти критические точки) и определить, как меняется знак производной при переходе через эти точки. а) f(x)=12x4x2f of x equals one-half x to the fourth power minus x squared

  1. Находим производную функции:
    f(x)=124x32x=2x32xf prime of x equals one-half center dot 4 x cubed minus 2 x equals 2 x cubed minus 2 x Приравниваем производную к нулю для поиска критических точек:
    2x32x=02 x cubed minus 2 x equals 0Выносим общий множитель за скобки:
    2x(x21)=02 x open paren x squared minus 1 close paren equals 0 2x(x1)(x+1)=02 x open paren x minus 1 close paren open paren x plus 1 close paren equals 0Получаем три критические точки: x1=-1x sub 1 equals negative 1, x2=0x sub 2 equals 0, x3=1x sub 3 equals 1. Определяем характер точек (минимум или максимум):
    Проверим знак производной f(x)=2x(x21)f prime of x equals 2 x open paren x squared minus 1 close paren на интервалах:
    • (;-1)open paren negative infinity ; negative 1 close paren: f(-2)=2(-2)((-2)21)=-4(3)=-12<0f prime of negative 2 equals 2 open paren negative 2 close paren open paren open paren negative 2 close paren squared minus 1 close paren equals negative 4 open paren 3 close paren equals negative 12 is less than 0 (убывание) (-1;0)open paren negative 1 ; 0 close paren: f(-0.5)=2(-0.5)(0.251)=-1(-0.75)=0.75>0f prime of negative 0.5 equals 2 open paren negative 0.5 close paren open paren 0.25 minus 1 close paren equals negative 1 open paren negative 0.75 close paren equals 0.75 is greater than 0 (возрастание) (0;1)open paren 0 ; 1 close paren: f(0.5)=2(0.5)(0.251)=1(-0.75)=-0.75<0f prime of 0.5 equals 2 open paren 0.5 close paren open paren 0.25 minus 1 close paren equals 1 open paren negative 0.75 close paren equals negative 0.75 is less than 0 (убывание) (1;+)open paren 1 ; positive infinity close paren: f(2)=2(2)(41)=12>0f prime of 2 equals 2 open paren 2 close paren open paren 4 minus 1 close paren equals 12 is greater than 0 (возрастание)

Результат:

  • Точки минимума: x=-1x equals negative 1 и x=1x equals 1 (производная меняет знак с negative на +positive). Точка максимума: x=0x equals 0 (производная меняет знак с +positive на negative).

б) f(x)=9+8x2x4f of x equals 9 plus 8 x squared minus x to the fourth power

  1. Находим производную функции:
    f(x)=16x4x3f prime of x equals 16 x minus 4 x cubed Приравниваем производную к нулю:
    16x4x3=016 x minus 4 x cubed equals 0Выносим -4xnegative 4 x за скобки:
    -4x(x24)=0negative 4 x open paren x squared minus 4 close paren equals 0 -4x(x2)(x+2)=0negative 4 x open paren x minus 2 close paren open paren x plus 2 close paren equals 0Получаем три критические точки: x1=-2x sub 1 equals negative 2, x2=0x sub 2 equals 0, x3=2x sub 3 equals 2. Определяем характер точек:
    Проверим знак производной f(x)=-4x(x24)f prime of x equals negative 4 x open paren x squared minus 4 close paren на интервалах:
    • (;-2)open paren negative infinity ; negative 2 close paren: f(-3)=-4(-3)((-3)24)=12(5)=60>0f prime of negative 3 equals negative 4 open paren negative 3 close paren open paren open paren negative 3 close paren squared minus 4 close paren equals 12 open paren 5 close paren equals 60 is greater than 0 (возрастание) (-2;0)open paren negative 2 ; 0 close paren: f(-1)=-4(-1)((-1)24)=4(-3)=-12<0f prime of negative 1 equals negative 4 open paren negative 1 close paren open paren open paren negative 1 close paren squared minus 4 close paren equals 4 open paren negative 3 close paren equals negative 12 is less than 0 (убывание) (0;2)open paren 0 ; 2 close paren: f(1)=-4(1)(124)=-4(-3)=12>0f prime of 1 equals negative 4 open paren 1 close paren open paren 1 squared minus 4 close paren equals negative 4 open paren negative 3 close paren equals 12 is greater than 0 (возрастание) (2;+)open paren 2 ; positive infinity close paren: f(3)=-4(3)(324)=-12(5)=-60<0f prime of 3 equals negative 4 open paren 3 close paren open paren 3 squared minus 4 close paren equals negative 12 open paren 5 close paren equals negative 60 is less than 0 (убывание)

Результат:

  • Точки максимума: x=-2x equals negative 2 и x=2x equals 2 (производная меняет знак с +positive на negative). Точка минимума: x=0x equals 0 (производная меняет знак с negative на +positive).

Вы хотите, чтобы я также вычислил значения функций в этих точках (экстремумы функции)?

Форма ответа

Ваш аватар