Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ВМ 1 семетр / Лекции / Лекция 12

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
16.05.2024
Размер:
477 Кб
Скачать

11

Следовательно, функция в точке экстремума x0 32 меняет знак с плюса на

минус и x0

3

xmax

 

 

 

 

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

,

fmax

f

 

 

 

f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

4 .

2

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Исследуем функцию на выпуклость (вогнутость):

f (x)

2 x 1 2 x 2 2 2 x 1 x 2 2 2 x 1 2 x 2 2x 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

x

2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

 

2 x 1 x 2

2x 3 2x 3

2

 

 

3x

 

9x 7 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

x 1 3

x 2 3

 

 

x 1 3 x 2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x2 9x 7

 

 

 

 

 

 

f (x) нет, так как у

2

 

 

0

точек перегиба у функции

x 1 3 x 2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

двучлена 3x2 9x 7 нет действительных корней.

 

 

3x2 9x 7

 

 

 

, 2 - функция

 

2

 

 

0 на интервале

f (x) вогнутая;

x 1 3 x 2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x2 9x 7

 

 

 

 

 

 

f (x) выпуклая;

2

 

0 на интервале

 

x 1 3 x 2 3

 

2,

1 - функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x2 9x 7

 

 

 

1, - функция

f (x) вогнутая.

2

 

 

0 на интервале

x 1 3 x 2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стаценко И.В. Лекция 12. Математический анализ.

12

Далее изображаем график функции: см. рис. 5

10

8

6

4

2

f(x)

5

4

3

2

1

0

1

2

3

4

5

 

2468

10

x Рис.5.

Пример 4.

 

Провести полное исследование функции f (x) 3

x3 1 .

Решение.

1. Функция f (x) 3x3 1 определена на всей числовой оси.

Стаценко И.В. Лекция 12. Математический анализ.

 

13

 

2.

Функция f (x) является функцией общего вида ( не является четной или

 

нечетной). Функция f (x) не является периодической.

 

3.

Пересечение с осью Ox в точке x 1. Пересечение с осью

Oy в точке

 

y 1.

 

4.

Точек разрыва функции нет.

 

5.

Вертикальных асимптот нет.

 

6.

Исследуем поведение функции в бесконечности: lim f (x) и

lim f (x) .

 

x

x

lim 3

 

 

lim 3

 

 

x3 1 ;

x3 1 .

x

 

 

x

 

 

7.Определяем параметры наклонных асимптот:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

x3 1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

3 x3 1

 

 

 

1

 

 

k lim

 

 

lim

3 1

 

 

 

1;

k

2

lim

 

 

lim

3 1

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

3

1

x

x

x

 

 

x

 

 

 

x

 

x

x

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b lim 3

 

x3 1 x lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x

 

 

 

 

x

 

x3 1

2

x 3

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 1 x2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b lim 3

x3 1 x lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

x

 

 

 

 

x

3 x3 1

2

x 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То есть у функции есть одна наклонная асимптота с уравнением уa x .

8. Находим точки экстремума функции:

f (x) 3

 

 

1

 

 

 

 

3x2

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

x3 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 x01 0 ;

x02 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

3

3

x

3

 

 

 

 

3

x

3

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стаценко И.В. Лекция 12. Математический анализ.

14

lim

f (x) lim

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

0;

 

lim f (x) lim

 

 

 

x

2

 

 

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

x 0 0

x 0 0

 

 

 

 

 

 

x 0 0

x 0 0

 

x3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

x3 1

 

 

 

 

3

 

1

 

 

 

 

 

 

В точке x01 0 экстремума нет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

f (x) lim

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

0

;

lim

f (x) lim

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1 0

x 1 0 3

 

x3

 

 

2

 

 

x 1 0

x 1 0

 

 

x3

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

3

 

 

1

 

 

В точке x02 1 экстремума нет.

9. Находим точки перегиба и интервалы выпуклости (вогнутости)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x 3

 

x3

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

x3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x)

 

 

 

 

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xП1 0;

 

xП 2 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim f (x)

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

0

;

 

lim

 

f (x)

lim

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0 0

 

 

 

 

 

x 0 0 3

 

 

 

 

x3 1 5

 

 

 

 

 

x 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0 0

3

 

 

 

x3 1 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В точке

 

xП1 0 имеет

место

перегиб

 

графика

с

выпуклого

положения

на

вогнутое.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim f (x)

lim

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

0 ;

 

 

lim

 

f (x)

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1 0

 

 

 

 

 

 

x 1 0

3

 

 

 

1

5

 

 

 

 

 

x 1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1 0

3

 

 

 

 

 

1

5

 

 

 

 

 

В точке xП 2

1 имеет

место

перегиб

графика с

 

вогнутого

положения

на

выпуклое.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее изображаем график функции: см. рис. 6

Стаценко И.В. Лекция 12. Математический анализ.

15

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

 

f(x)

5

4

3

2

1 0.6

0

1

2

3

4

5

 

1.8

3

x

Рис.6.

Стаценко И.В. Лекция 12. Математический анализ.

Соседние файлы в папке Лекции