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

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Точкой минимума функции y=(x27x+7)e4xy equals open paren x squared minus 7 x plus 7 close paren e raised to the 4 minus x power является x=5x equals 5. Для нахождения точки минимума выполним следующие шаги: 1. Вычисление производной функции Данная функция представляет собой произведение двух выражений: u(x)=x27x+7u open paren x close paren equals x squared minus 7 x plus 7 и v(x)=e4xv open paren x close paren equals e raised to the 4 minus x power. Воспользуемся правилом дифференцирования произведения (uv)=uv+uvopen paren u v close paren prime equals u prime v plus u v prime:

  1. Производная первой части: u=(x27x+7)=2x7u prime equals open paren x squared minus 7 x plus 7 close paren prime equals 2 x minus 7. Производная второй части (по правилу производной сложной функции): v=(e4x)=e4x(4x)=e4xv prime equals open paren e raised to the 4 minus x power close paren prime equals e raised to the 4 minus x power center dot open paren 4 minus x close paren prime equals negative e raised to the 4 minus x power.

Подставим в формулу: y=(2x7)e4x+(x27x+7)(e4x)y prime equals open paren 2 x minus 7 close paren e raised to the 4 minus x power plus open paren x squared minus 7 x plus 7 close paren open paren negative e raised to the 4 minus x power close paren2. Упрощение выражения Вынесем общий множитель e4xe raised to the 4 minus x power за скобки: y=e4x(2x7(x27x+7))y prime equals e raised to the 4 minus x power open paren 2 x minus 7 minus open paren x squared minus 7 x plus 7 close paren close paren y=e4x(2x7x2+7x7)y prime equals e raised to the 4 minus x power open paren 2 x minus 7 minus x squared plus 7 x minus 7 close paren y=e4x(x2+9x14)y prime equals e raised to the 4 minus x power open paren negative x squared plus 9 x minus 14 close paren3. Нахождение критических точек Приравняем производную к нулю. Так как e4xe raised to the 4 minus x power всегда больше нуля при любом xx, приравниваем к нулю только выражение в скобках: x2+9x14=0negative x squared plus 9 x minus 14 equals 0Умножим на -1negative 1 для удобства решения: x29x+14=0x squared minus 9 x plus 14 equals 0По теореме Виета или через дискриминант находим корни: D=(-9)24114=8156=25cap D equals open paren negative 9 close paren squared minus 4 center dot 1 center dot 14 equals 81 minus 56 equals 25 x1=952=2,x2=9+52=7x sub 1 equals the fraction with numerator 9 minus 5 and denominator 2 end-fraction equals 2 comma space x sub 2 equals the fraction with numerator 9 plus 5 and denominator 2 end-fraction equals 7 4. Определение характера точек Исследуем знак производной y=e4x(x2+9x14)y prime equals e raised to the 4 minus x power open paren negative x squared plus 9 x minus 14 close paren на интервалах:

  • На интервале (;2)open paren negative infinity ; 2 close paren: возьмем x=0x equals 0, тогда y=e4(-14)<0y prime equals e to the fourth power open paren negative 14 close paren is less than 0 (функция убывает). На интервале (2;7)open paren 2 ; 7 close paren: возьмем x=5x equals 5, тогда y=e-1(-25+4514)=e-1(6)>0y prime equals e to the negative 1 power open paren negative 25 plus 45 minus 14 close paren equals e to the negative 1 power open paren 6 close paren is greater than 0 (функция возрастает). На интервале (7;+)open paren 7 ; positive infinity close paren: возьмем x=8x equals 8, тогда y=e-4(-64+7214)=e-4(-6)<0y prime equals e to the negative 4 power open paren negative 64 plus 72 minus 14 close paren equals e to the negative 4 power open paren negative 6 close paren is less than 0 (функция убывает).

Точка минимума — это точка, в которой производная меняет знак с минуса на плюс. Это происходит в точке x=2x equals 2. Однако, перепроверим условие и вычисления. Производная: y=e4x(x2+9x14)y prime equals e raised to the 4 minus x power open paren negative x squared plus 9 x minus 14 close paren. При x=2x equals 2 производная меняет знак с negative на +positive. Следовательно, x=2x equals 2 — точка минимума. При x=7x equals 7 производная меняет знак с +positive на negative. Следовательно, x=7x equals 7 — точка максимума. Ответ Точкой минимума функции является x=2x equals 2. Требуется ли вам найти минимальное значение функции в этой точке или исследовать её поведение на конкретном отрезке?

Форма ответа

Ваш аватар