Определить точки перегиба графика функции f (x)=(x^2-1)^2

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для нахождения точек перегиба функции необходимо исследовать её вторую производную. Точки перегиба — это точки, в которых вторая производная меняет знак. 1. Нахождение первой производной Сначала найдем первую производную функции f(x)=(x21)2f of x equals open paren x squared minus 1 close paren squared, используя правило дифференцирования сложной функции: f(x)=2(x21)(x21)=2(x21)2x=4x(x21)f prime of x equals 2 open paren x squared minus 1 close paren center dot open paren x squared minus 1 close paren prime equals 2 open paren x squared minus 1 close paren center dot 2 x equals 4 x open paren x squared minus 1 close parenРаскроем скобки для удобства дальнейшего дифференцирования: f(x)=4x34xf prime of x equals 4 x cubed minus 4 x2. Нахождение второй производной Теперь найдем производную от полученного выражения: f(x)=(4x34x)=12x24f double prime of x equals open paren 4 x cubed minus 4 x close paren prime equals 12 x squared minus 43. Нахождение критических точек второго рода Приравняем вторую производную к нулю, чтобы найти потенциальные точки перегиба: 12x24=012 x squared minus 4 equals 0 12x2=412 x squared equals 4 x2=412=13x squared equals 4 over 12 end-fraction equals one-third x=±13x equals plus or minus the fraction with numerator 1 and denominator the square root of 3 end-root end-fraction Приведем к рациональному виду: x1=33,x2=33x sub 1 equals negative the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 3 end-fraction comma space x sub 2 equals the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 3 end-fraction 4. Проверка смены знака второй производной Разделим числовую ось на интервалы найденными точками и определим знак f(x)f double prime of x на каждом из них:

  1. Интервал (;33)open paren negative infinity ; negative the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 3 end-fraction close paren : возьмем x=-1x equals negative 1.
    f(-1)=12(-1)24=8>0f double prime of negative 1 equals 12 open paren negative 1 close paren squared minus 4 equals 8 is greater than 0 (график вогнут вверх). Интервал (33;33)open paren negative the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 3 end-fraction ; the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 3 end-fraction close paren : возьмем x=0x equals 0.
    f(0)=12(0)24=-4<0f double prime of 0 equals 12 open paren 0 close paren squared minus 4 equals negative 4 is less than 0 (график вогнут вниз). Интервал (33;+)open paren the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 3 end-fraction ; positive infinity close paren : возьмем x=1x equals 1.
    f(1)=12(1)24=8>0f double prime of 1 equals 12 open paren 1 close paren squared minus 4 equals 8 is greater than 0 (график вогнут вверх).

Так как в обеих точках вторая производная меняет знак, они являются абсциссами точек перегиба. 5. Вычисление координат точек перегиба Найдем значения функции в этих точках: f(±13)=((13)21)2=(131)2=(23)2=49f of open paren plus or minus the fraction with numerator 1 and denominator the square root of 3 end-root end-fraction close paren equals open paren open paren the fraction with numerator 1 and denominator the square root of 3 end-root end-fraction close paren squared minus 1 close paren squared equals open paren one-third minus 1 close paren squared equals open paren negative two-thirds close paren squared equals four-nineths Точки перегиба: (33;49)open paren negative the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 3 end-fraction ; four-nineths close paren и (33;49)open paren the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 3 end-fraction ; four-nineths close paren Могу ли я помочь вам построить график этой функции или найти её экстремумы?

Форма ответа

Ваш аватар