ВМ 1 семетр / Лекции / Лекция 12
.pdf
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) 3
x3 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.
