Degtyarenko_dlya_studentov_II_kursa_2013 / Детерминир. модели / Детерм. мод. - лаб. работы / Лаб. раб. 2 / Решенные лекционные задачи / Лаб. работа2
.1.pdfИсследование функции pH lg C1V1 K C2V2 C1V1
|
|
Обозначим |
V1 через x. Введем в рассмотрение функцию y |
||||||||||||||||||||||
|
y |
Log |
|
10, |
|
C1 |
x |
|
K |
|
C2 |
2 |
1 |
|
|
|
|
||||||||
|
Log |
|
K xxCC11C2 V2 |
|
|
K |
|
|
C2 |
V2 |
|
C1 x |
|
||||||||||||
In[1]:= |
|
|
Log 10, |
|
C1 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Log |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
C |
x |
|
|
|
|
|||||||
Out[1]= |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Область определения функции
In[2]:= Reduce C1 x K C2 V2 C1 x 0,
C2 V2 C1 x 0, C2 0, V2 0, C1 0, K 0, x 0 , x, Reals
C2 V2
Out[2]= C1 0&& C2 0 &&K 0&&V2 0&& 0 x
C1
Область определения функции: 0 x C2 V2 .
C1
2. Функция не является ни четной, ни нечетной, ни периодической.
3. На промежутке 0 x C2 V2 функция является непрерывной.
C1
4 5. Исследуем поведение функции при x 0 и при x C2 V2 0: Limit y,x 0 ,
C1
Limit y,x C2 V2 0 .
C1
График функции имеет две односторонние вертикальные асимптоты:
x 0 и x C2 V2 .
C1
6. Точки пересечения графика с осями координат:
C2 V2
In[3]:= Reduce y 0, x 0, x , C2 0, V2 0, C1 0, K 0 , x, Reals FullSimplify
C1
Out[3]= C1 0&& C2 0 &&K 0&&V2 |
C2 K V2 |
|
|
0&& x |
|
|
|
|
C1 C1 K |
|
|
Единственная точка пересечения графика с осью |
C2 K V2 |
;0 |
|
Оx C1 1 K |
7. Исследование функции при помощи первой производной
In[4]:=
d1 D y, x FullSimplify
1
Out[4]=
x Log 10 x2 Log 10 C1 C2 V2
C2 V2
In[5]:= Reduce d1 0, C2 0, V2 0, C1 0, x 0, x , x, Reals FullSimplify
C1
C2 V2
Out[5]= C1 0&& C2 0 &&V2 0&&0 x
C1
Первая производная определена, непрерывна и положительна на области определения исходной функции. Следовательно,критических и стационарных точек функции,
принадлежащих промежутку 0 x C2 V2 ,
C1
не существует. Функция строго возрастает на области определения.
2 Лаб. работа2.1нов.вар.nb
8. Исследование функции при помощи второй производной
In[6]:= d2 D d1, x FullSimplify
1 |
|
C12 |
x2 |
|
x C1 C2 V2 2 |
Out[6]=
Log 10
Вторая производная определена и непрерывна на области определения исходной функции. Проверим, существуют ли точки перегиба графика
функции
C2 V2
In[7]:= Reduce d2 0, C2 0, V2 0, C1 0, x 0, x , x, Reals FullSimplify
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 0&& C2 |
0 &&V2 |
C2 V2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Out[7]= |
0&&2 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
C2 V2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
In[8]:= |
. x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
2 C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Log |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Out[8]= |
Log 10K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Log |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
LgK |
pK |
. Единственная точка, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Log 10 |
|
|
|
|
C2 |
V2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
в которой вторая производная функции равна нулю, это точка |
;pK |
|
. |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 C1 |
|
|
|
|
C2 V2
In[9]:= Reduce d2 0, C2 0, V2 0, C1 0, x 0, x , x, Reals FullSimplify
C1
C2 V2 |
C2 V2 |
Out[9]= C1 0&& C2 0 &&V2 0&&2 x &&x
C1 C1
Получили промежуток вогнутости графика функции
C2 V2
In[10]:= Reduce d2 0, C2 0, V2 0, C1 0, x 0, x , x, Reals FullSimplify
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2 V2 |
|
|
|
|
|
Out[10]= C1 0&&C2 0&& V2 0 &&x 0&& 2 x |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
Получили промежуток |
выпуклости графика функции |
|
2 C1 |
|
|||||||||
|
Единственная точка |
перегиба графика функции это точка |
|
C2 |
V2 ;pK . |
||||||||
|
На промежутке 0 |
|
x |
C2 V2 |
график функции выпуклый, а на |
промежутке |
|||||||
C2 |
|
2 C1 |
|
|
|
|
|||||||
|
V2 |
C2 V2 |
вогнутый. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
2 C1 x |
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лаб. работа2.1нов.вар.nb |
3 |
|||||||
In[11]:= |
|
9. Построение графика функции при |
|
K 1.75 10 5; С1 0.008 |
M, С2 0.009 |
M, V2 10 |
л |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
K 1.75 10 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
C1 0.008 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
C2 0.009 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
V2 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Out[11]= |
0.0000175 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Out[12]= |
0.008 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Out[13]= |
0.009 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Out[14]= |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
In[15]:= |
Plot y, |
|
x, 0, |
C2 V2 |
, PlotLabel "График функции |
pH Log 10, C1 V1 |
|
K |
|
C2 V2 C1 |
V1 |
|
", |
|
|||||||||||||||||||||||
|
C1 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
AxesLabel |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
"V1", "pH" , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
PlotStyle |
|
Thick, |
RGBColor 1, 0, 0 , Thickness 0.01 |
|
, GridLines Automatic |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Графикфункции pH Log 10, C |
|
V |
|
K |
|
|
C |
V C |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
pH |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
2 2 |
1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Out[15]= |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
4 |
|
|
6 |
|
|
|
8 |
|
|
|
10 |
|
V1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|