Розв’язання

Функція визначена.

Знайдемо її похідну:

.

Критична точка х=9. при переході через цю точку похідна змінює знак з мінуса на плюс. Отже, в цій точці функція f має локальний мінімум:

.

Крім того, похідна дорівнює нулю в точці х=0. Оскільки справа від цієї точки (до х<6) функція не визначена, то в точці х=0 функція набуває найменшого значення .

Відповідь.

Приклад. Дослідити на екстремум функцію .

Розв’язання

Функція визначена і диференційована на R. Її похідна дорівнює нулю при .

Ця критична точка розбиває числову пряму на два інтервали знакосталості похідної : .

Оскільки на інтервалі , то функція f в точці має локальний максимум.

Його значення

Відповідь.

Приклад. Яке із десяти чисел найбільше?

Розв’язання

Зрозуміло, що це число міститься в середині цієї скінченої послідовності чисел і його можна знайти безпосереднім обчисленням.

Знайдемо це число за допомогою похідної. Для цього розглянемо функцію .

Знайдемо її похідну, записавши функцію в такому вигляді:

.

Тоді .

Знак похідної залежить лише від виразу, що знаходиться в дужках. Функція спадає на інтервалі , причому , а . Тому на інтервалі функція f зростає, а на інтервалі – спадає. Тоді найбільше число буде або . Безпосереднє обчислення дає відповідь на поставлене в задачі запитання: є найбільшим серед десяти даних чисел.

Відповідь. 4⁷.

Приклад. У плоску фігуру, обмежену параболою і прямою у=4, вписати прямокутник найбільшої площі так, щоб нижня основа лежала на прямій , а вершини верхньої основи на параболі.

Розв’язання

Нехай у фігуру ABC вписано прямокутник DKMN.

Позначимо абсциси точок M і N через х₀, а тоді точки D і K матимуть абсцисою точку -х₀.

Отже, DN=2х₀, де DN – ширина прямокутника. Висота прямокутника буде дорівнювати різниці ординат точок M і N, тобто MN= .

Тоді площу прямокутника DKMN запишемо у такому вигляді:

.

Розглянемо функцію . Її похідна . Точка є точкою максимуму для функції . Тоді:

.

Відповідь. .

Приклад. Криволінійна трапеція обмежена графіком функції та прямими х=-1, х=2, у=0. У якій точці графіка функції треба провести дотичну, щоб вона відтинала від криволінійної трапеції звичайну трапецію найбільшої площі?

Розв’язання

Позначимо шукану точку через х₀, де . Запишемо рівняння дотичної, яка проходить через точку графіка з абсцисою х₀:

,

.

Знайдемо значення цієї дотичної в точках х=-1, х=2:

,

.

Площу звичайної трапеції запишемо у такому вигляді:

.

Розглянемо функцію

.

Знайдемо її похідну:

.

Функція має єдину критичну точку , в якій вона досягає максимуму.

Відповідь. .

Асимптоти до графіка функцій

Змінна точка М рухається по кривій у нескінченність, коли відстань від цієї точки до початку координат необмежено зростає.

Означення. Пряма називається асимптотою кривої, якщо відстань d від змінної точки М кривої до цієї прямої при віддаленні точки М у нескінченність прямує до нуля (рис.1).

Асимптоти бувають вертикальні й похилі.

Рис.1.

Означення. Якщо або , або , то пряма х = а є вертикальною асимптотою для графіка функції у =f(x).

Наприклад, крива у = має вертикальну асимптоту х = 5, оскільки (рис. 2).

Похилі асимптоти. Нехай крива у =f(x) має похилу асимптоту у =kx + b, тоді

Якщо хоча б одна з границь не існує, то крива похилих асимптот в відповідній напівплощині не має.

Приклад. Визначити асимптоти кривої .