Иванова. Построение графиков функции
.pdf2; |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
вертикальная |
|
|
|
|
|
асимптота x 0 |
Кривая изображена на рис. 14.2.
53
Пример 8. |
Исследовать и построить кривую x |
8t 1 |
, |
2t 1 2 |
25
y 2t 1 t 2 .
► Предварительное исследование и построение эскиза. Найдем производные функций x t и y t :
x t |
8 2t 1 2 2 8t 1 |
|
16t 12 |
|
y t |
25 4t 3 |
||
|
|
|
; |
|
. |
|||
2t 1 3 |
2t 1 3 |
2t 1 2 t 2 2 |
Зная производные, заполним таблицу изменения значений функций x t и y t в зависимости от t:
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x t |
y t |
|||
|
; |
|
1 |
0 0 |
0 0 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
8 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
;2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2 0 |
|
|
|
|
|
|
3 |
0 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 0 |
|
|
|
|
|
|
3 |
0 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
54
2; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 0 |
|
|
|
|
0 0 |
|
Исследуем асимптоты кривой. |
|
|
|
|||||
Если |
t 2 0, то |
x |
3 |
0, |
y соответственно. |
|||
|
||||||||
|
|
|
5 |
|
|
|
|
Значит прямая x 3 является вертикальной асимптотой кривой.
5
Если |
t |
1 |
0, |
|
|
то |
x , |
y , |
|||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
k lim |
y t |
|
lim |
|
25 2t 1 |
|
0, |
|
|
||||||||||||||
|
t 2 8t 1 |
|
|
||||||||||||||||||||
t |
1 |
|
|
x t |
t |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
b lim |
y t lim |
25 |
|
|
|
. Асимптота не существует. |
|||||||||||||||||
2t 1 t 2 |
|||||||||||||||||||||||
t |
1 |
0 |
t |
1 |
0 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эскиз кривой изображен на рис. 15. 1.
55
Исследование кривой с помощью производных и построение кривой.
yx t |
|
yt |
|
25 2t 1 |
xt |
t 25 |
2 t 2 2 2t 1 |
|
25 t 3 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
, y |
|
|
|
|
|
|
, |
||||||||||
|
xt |
|
4 t 2 2 |
|
4 t 2 3 |
2 t 2 3 |
||||||||||||||||||
yxx t |
yxt t |
|
25 t 3 2t 1 3 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
xt t |
8 t 2 3 4t 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
t |
|
|
|
|
|
x t |
y t |
|
yx t |
yxx |
t выводы |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
0 0 |
0 0 |
|
0 |
|
|
|
|
минимум y x с |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
односторонней |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
горизонтальной |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
касательной |
|
|
||||
; 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
3 |
|
|
1 |
1 |
|
|
|
5 |
|
|
0 |
точка перегиба |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
3; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
асимптоты нет |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
y ~C x |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
асимптоты нет |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
y ~ C x |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
8 |
10 |
|
точка возврата |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tg |
2 |
|
||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
;2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
56
2 0 |
3 |
0 |
|
|
|
вертикальная |
|
|
|
|
|
|
|
асимптота |
|
|
5 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
2 0 |
|
3 |
0 |
|
|
|
вертикальная |
|
|
|
|
асимптота |
|||
|
5 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
2; |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
0 0 |
0 0 |
0 |
|
минимум y x с |
||
|
|
|
|
|
|
|
односторонней |
|
|
|
|
|
|
|
горизонтальной |
|
|
|
|
|
|
|
касательной |
Кривая изображена на рис. 15.2.
57
Пример 9. |
|
Исследовать и построить кривую x t t3 3t , |
||
t 1 |
|
2 |
||
y t |
|
|
. |
|
|
t
►Предварительное исследование и построение эскиза.
Заметим, что y t неотрицательная функция. Следовательно, кривая лежит в верхней полуплоскости.
Найдем |
|
производные |
функций |
x t |
и |
y t : |
|||||||
x t 3t t 1 t |
1 , |
y t |
2 t 1 |
и рассмотрим |
промежутки |
||||||||
t3 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
монотонности функций x t |
и y t . |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
x t |
|
|
|
|
y t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 0 |
|
|
|
|
; 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
1;0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 0 |
|
|
|
0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 0 |
|
|
|
0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0;1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 0 |
|
|
|
|
Если t , то |
x |
|
y 1 0. |
Найдем асимптоту |
|||||||||
кривой: k lim |
|
y t |
lim |
t 1 2 |
|
0, |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
t x t |
t t3 t2 3 |
|
|
|
|
|
|
58
|
t 1 |
2 |
|
|
|||
b lim y t lim |
|
|
|
1. Прямая |
y 1 является асимптотой |
||
t |
|||||||
t |
t |
|
|
|
кривой. Из таблицы видно, что кривая лежит выше асимптоты, следовательно, выпукла вниз (к асимптоте).
Если t , то x , y 1 0. Найдем асимптоту
кривой: |
k lim |
y t |
|
lim |
t 1 2 |
|
0 |
, |
|||
|
|
|
|||||||||
|
t x t |
|
t t3 t2 3 |
|
|
||||||
|
|
t 1 2 |
|
|
|||||||
b lim y t lim |
|
|
|
1. Прямая |
y 1 является асимптотой |
||||||
|
t |
|
|||||||||
t |
t |
|
|
|
|
кривой. Из таблицы видно, что кривая лежит ниже асимптоты. Можно предположить, что кривая выпукла вверх (к асимптоте).
Если t 1, то x 2, y 4, точка максимума функции x x y .
Если |
t 0 0, |
то x 0 |
0, y . |
При |
t 0 0 |
||
x 0 0, y . Значит, |
x 0 |
— вертикальная асимптота. |
|||||
Если |
t 1, |
то |
x 2, |
y 0, t 1 — |
точка |
минимума |
|
функций x t и |
y t . |
|
|
|
|
|
Строим эскиз (рис. 16.1).
59
Координаты точки самопересечения кривой указывать и исследовать не обязательно.
Исследование с помощью производных и построение графика.
y t |
|
|
|
2 |
|
, y t |
2 3 t 1 t |
|
|
2 4t 3 |
, |
||||||||
x |
|
3t3 |
t 1 |
|
xt |
|
3t4 t 1 2 |
|
|
3t4 t 1 2 |
|||||||||
yxx t |
|
2 4t 3 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
9t4 t 1 3 t 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
t |
|
|
|
|
x t |
|
y t |
|
yx |
|
yxx |
|
выводы |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
1 0 |
|
|
|
|
|
|
горизонтальная |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
асимптота |
|||
; 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1 0 |
|
|
|
|
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
точка |
максимума |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
функции x y с |
|||
1 0 |
|
|
|
|
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вертикальной |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
касательной |
|||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
7 |
|
7 |
|
512 |
0 |
точка перегиба |
4 |
4 |
3 |
81 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
;0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 0 |
|
0 0 |
|
|
|
|
|
вертикальная |
||
0 0 |
|
0 0 |
|
|
|
|
|
асимптота |
||
0;1 |
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
2 |
0 |
|
1 |
|
|
точка возврата |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
1; |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 0 |
|
|
|
|
горизонтальная |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
асимптота |
Кривая изображена на рис. 16.2.
61
62