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

Иванова. Построение графиков функции

.pdf
Скачиваний:
253
Добавлен:
03.06.2015
Размер:
2.08 Mб
Скачать

2;

 

 

 

 

 

 

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