Материал: 4783

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

6

Применение производной к исследованию функций

Необходимые условия возрастания (убывания) функции:

Если дифференцируемая на интервале (a,b) функция f (x) возрастает (убывает), то f (x) 0, x (a,b) ( f (x) 0, x (a,b) .

Достаточные условия возрастания (убывания) функции:

Если

функция f (x) дифференцируемая на интервале (a,b) и

f

 

(x) 0 ,

x (a,b) , то эта функция f (x) возрастает на интервале (a,b) .

 

 

Если

функция f (x) дифференцируемая на интервале (a,b) и

f

 

(x) 0 ,

x (a,b) , то эта функция f (x) убывает на интервале (a,b) .

Необходимые условия существования экстремума функции:

Если дифференцируемая функция f (x) имеет экстремум в точке x0 , то ее производная в этой точке равна нулю: f (x0 ) 0 .

Достаточные условия существования экстремума функции:

Если непрерывная функция f (x) дифференцируема в некоторой -

окрестности критической точки x0 и при переходе через нее (слева направо)

производная меняет знак, то x0 – точка экстремума.

Если знак меняется с плюса на минус, то x0 – точка максимума.

Если знак меняется с минуса на плюс, то x0 – точка минимума.

Достаточные условия выпуклости (вогнутости) графика функции:

Если

функция

f (x)

во

всех

точках

 

 

интервала

(a,b)

имеет

отрицательную вторую производную,

то есть

f

 

x (a,b) ,

то ее

 

(x) 0,

график – выпуклый (выпуклый вверх) на интервале (a,b) .

 

 

 

Если

функция

f (x)

во

всех

точках

 

 

интервала

(a,b)

имеет

положительную вторую производную,

то есть

f

 

x (a,b) ,

то ее

 

(x) 0,

график – вогнутый (выпуклый вниз) на интервале (a,b) .

 

 

 

Достаточные условия существования точек перегиба:

 

 

Если вторая производная

 

меняет знак

при переходе через точку

f

(x)

x0 (в которой

 

0 или

 

не существует), то

точка графика с

f (x0 )

f

(x0 )

абсциссой x0

точка перегиба.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

1.2. Варианты Расчетно-графической работы по теме «Полное исследование функции и построение ее графика»

Задание: Исследовать методами дифференциального исчисления функции и на основании результатов исследований построить их графики.

Вариант 1

a)

y 3x x3 ;

 

 

 

 

 

 

б)

y

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 2

a)

y

1

 

 

x

3

3x

2

 

9x 27 ;

б)

y

 

x3 4

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

2

 

 

б)

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

Вариант 3

а)

y 8 x

 

 

12x

 

36x ;

 

x2 2x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 4

а)

y 3x2 x3 ;

 

 

 

 

 

 

б)

y

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 4x 3

 

 

y

1

 

x

3

12x ;

 

 

y

x 1 2

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 5

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

1

 

 

2x

3

21x

2

60x ;

 

y

x 3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 6

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 7

а)

y

1

 

 

x

3

6x

2

;

 

 

б)

y

 

 

 

 

x3

 

 

 

;

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

6 2x2

 

 

 

 

 

Вариант 8

а)

y

 

1

 

 

x

3

6x

2

9x 54 ;

б)

y

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

2x2 8

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 9

а)

y

 

1

 

 

x

3

3x

2

;

 

б)

y

 

x2

 

x 4

;

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2x3 21x2 60x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

x

 

3

 

 

 

 

Вариант 10

а)

y

 

y

 

 

 

 

б)

 

2

;

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 11

а)

y x3

 

3x ;

 

 

 

 

 

 

б)

y

 

 

 

 

 

x

4

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 12

а)

y 12x x3 ;

 

 

 

 

 

 

б)

y

x4

 

 

 

1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 13

а)

y

 

 

 

 

 

x2 ;

 

 

 

 

 

 

б)

y x

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Вариант 14

а)

y x3

 

5x2

3x 5;

б)

y

 

x

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 15

а)

y x

3

2x

2

x ;

б)

y

3 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 16

а)

y x3

 

4x2

 

4x ;

б)

y

 

 

 

 

2x2

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 17

а)

y x3

 

6x2

 

9x

б) y x

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 18

а)

y x3

 

5x2

 

3x 5

б)

y

(x 3)3

 

;

 

 

 

 

 

 

 

(x

2)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

y

x3

2x

2

3x 1;

 

 

 

 

 

 

(x 1)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 19

3

 

 

б)

y

 

x2

1

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

y

x3

2x

2

 

3x 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 20

 

 

 

 

б)

y

x2 x 1

;

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 21

а)

y x3

 

3x2

 

9x 9 ;

б)

y

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

2 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3

 

Вариант 22

а)

y x3

 

2x2

 

x 2 ;

б)

y

x3 8

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 23

а)

y 3x5 5x3 ;

б)

y

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

2(x

1)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 24

а)

y x4

 

2x2

 

3;

б)

y

 

 

 

4x

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 25

а)

y x4

 

2x3

 

3;

б)

y

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( x

1)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

 

y x3 2x2

 

x 2

б)

y

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 4 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Образец выполнения РГР.

а) y x3 2x2 x 2

Проведем исследование функции по следующей схеме:

9

10