2. Нехай функція f(X) неперервна на проміжку [a; b], диференційовна в інтервалі (a; b) за винятком скінченного числа точок і має скінченне число стаціонарних точок.

Рис. 5.32

У цьому випадку критичними точками функції f(x) в інтервалі (a; b) будуть не тільки стаціонарні точки, а й точки, в яких не існує похідної (рис. 5.32). Для знаходження найбільшого і найменшого значень функції застосовується алгоритм випадку 1, лише з тією різницею, що потрібно обчислити додатково значення функції в точках, де відсутня похідна.

З найти найбільше і найменше значення функції

на проміжку [0; 2].

 Після знаходження похідної функції і розв’язання рівняння f(x) = 0 матимемо, що критичною точкою буде тільки точка х = 1. Знаходимо значення функції f(x) на кінцях проміжку і в критичній точці:

Звідси

.

3. Функція f(x) неперервна — диференційовна в інтервалі (a; b) за винятком, можливо, скінченного числа точок і має скінченне число стаціонарних точок.

У цьому випадку функція f(x) може не мати найбільшого або найменшого значення на проміжку [a; b]. Наприклад, функція f(x) = х² в інтервалі (0; 1) не має ні найбільшого, ні найменшого значення; функція f(x) = sinx в інтервалі (– ; + ) має найбільше значення, що дорівнює 1, і найменше значення, що дорівнює – 1; функція f(x) = (х – 12)² + 30 в інтервалі (– ; + ) не має найбільшого значення, але має найменше значення, що дорівнює 30; функція f(x) = 5х² на проміжку (0; 1] не має найменшого значення, але має найбільше значення, що дорівнює 5.

Дослідження функції f(x), що задовольняє умовам 3 на проміжку [a; b], на найбільше і найменше значення можна виконати так, як і у випадку 2 для проміжку [a; b], з тією лише різницею, що коли немає f(а), то його замінюють граничним значенням , а коли немає f(b), то його також замінюють граничним значенням . Потім з порівняння значень функції f(x), як у випадку 2, включаючи граничні значення А (якщо немає f(а)) і В (якщо немає f(b)), найбільшим значенням виявиться граничне, то воно і буде найбільшим значенням функції f(x) на проміжку [a; b].

Якщо найбільшим значенням функції виявиться граничне, то f(x) на проміжку [a; b] не має найбільшого значення. Аналогічно досліджується питання про найменше значення f(x) на проміжку [a; b].

З найти найбільше і найменше значення функції в інтервалі (0; 2).

 Оскільки f(1) = 0, , , то найбільшим із цих значень буде , яке є граничним, отже, функція не має найбільшого значення в інтервалі (0; 2). Найменшим значенням буде f(1) = 0, отже, f(1) = 0 є найменшим значенням функції f(x) в інтервалі (0; 2).

5.7. Загальний план дослідження функції і побудова графіків

5.7.1. Побудова графіка функції на основі результатів І-го рівня дослідження функції

Зауваження. Із школи відомий спосіб побудови графіка функції «за точками». Він випливає із означення графіка функції і є громіздким та недостатньо надійним способом. Розглянемо ефективніший.

1 . Побудувати графік функції .

Для побудови графіка функції дослідимо її, дотримуючись загального алгоритму:

1. Знаходимо область визначення:

, .

458