В
Все
М
Математика
О
ОБЖ
У
Українська мова
Д
Другие предметы
Х
Химия
М
Музыка
Н
Немецкий язык
Б
Беларуская мова
Э
Экономика
Ф
Физика
Б
Биология
О
Окружающий мир
Р
Русский язык
У
Українська література
Ф
Французский язык
П
Психология
А
Алгебра
О
Обществознание
М
МХК
В
Видео-ответы
Г
География
П
Право
Г
Геометрия
А
Английский язык
И
Информатика
Қ
Қазақ тiлi
Л
Литература
И
История
gan1298
gan1298
28.05.2023 18:14 •  Алгебра

Дана функция f(x)=x^4-2x^2+3
а) найдите точки экстремума функции
б) промежутки возрастания и убывания функции
в) вычислите вторую производную функции
г) определите выпуклость и вогнутость графика функции

Показать ответ
Ответ:
Анна5363646
Анна5363646
12.01.2024 17:39
Дана функция f(x) = x^4 - 2x^2 + 3. Давайте по порядку решим каждый пункт задачи.

а) Для нахождения точек экстремума функции необходимо найти значения x, при которых производная функции равна нулю или не существует. Для нашей функции f(x) нужно найти значения x такие, что f'(x) = 0 или f'(x) не существует.

Сначала найдем производную функции f'(x). Чтобы найти производную квадратичной функции, умножим каждую степень x на соответствующий коэффициент и уменьшим степень на 1: f'(x) = 4x^3 - 4x.

Теперь решим уравнение f'(x) = 0:
4x^3 - 4x = 0
Вынесем общий множитель:
4x(x^2 - 1) = 0
Теперь найдем значения x:
- 4x = 0 или x^2 - 1 = 0
Отсюда получаем два уравнения:
1) -4x = 0, решением является x = 0.
2) x^2 - 1 = 0. Решим это квадратное уравнение:
x^2 = 1
x = ±1

Итак, точки экстремума функции f(x) равны x = -1, x = 0 и x = 1.

б) Чтобы найти промежутки возрастания и убывания функции, нужно проанализировать знак производной f'(x) на разных интервалах. Для этого выберем точки между точками экстремума и точки, где производная не существует, и подставим их в f'(x).

Выберем, например, интервалы (-∞, -1), (-1, 0), (0, 1) и (1, +∞).

Для интервала (-∞, -1):
f'(-2) = 4(-2)^3 - 4(-2) = -32 - (-8) = -24, что отрицательное значение.
Таким образом, на интервале (-∞, -1) функция f(x) убывает.

Для интервала (-1, 0):
f'(-0.5) = 4(-0.5)^3 - 4(-0.5) = -0.5 + 2 = 1.5, что положительное значение.
Таким образом, на интервале (-1, 0) функция f(x) возрастает.

Для интервала (0, 1):
f'(0.5) = 4(0.5)^3 - 4(0.5) = 0.5 - 2 = -1.5, что отрицательное значение.
Таким образом, на интервале (0, 1) функция f(x) убывает.

Для интервала (1, +∞):
f'(2) = 4(2)^3 - 4(2) = 32 - 8 = 24, что положительное значение.
Таким образом, на интервале (1, +∞) функция f(x) возрастает.

Итак, промежутки возрастания функции f(x) - это (-1, 0) и (1, +∞), а промежутки убывания - это (-∞, -1) и (0, 1).

в) Чтобы вычислить вторую производную функции f(x), нужно найти производную от производной f'(x). Выполняем действия:
f''(x) = (4x^3 - 4x)' = 12x^2 - 4.

г) Чтобы определить выпуклость и вогнутость графика функции, нужно проанализировать знак второй производной f''(x) на разных интервалах.

Для интервала (-∞, -1):
f''(-2) = 12(-2)^2 - 4 = 48 - 4 = 44, что положительное значение.
Таким образом, на интервале (-∞, -1) график функции f(x) вогнут вверх.

Для интервала (-1, 0):
f''(-0.5) = 12(-0.5)^2 - 4 = 3 - 4 = -1, что отрицательное значение.
Таким образом, на интервале (-1, 0) график функции f(x) выпукл вниз.

Для интервала (0, 1):
f''(0.5) = 12(0.5)^2 - 4 = 3 - 4 = -1, что отрицательное значение.
Таким образом, на интервале (0, 1) график функции f(x) выпукл вниз.

Для интервала (1, +∞):
f''(2) = 12(2)^2 - 4 = 48 - 4 = 44, что положительное значение.
Таким образом, на интервале (1, +∞) график функции f(x) вогнут вверх.

Итак, график функции f(x) вогнут вверх на интервалах (-∞, -1) и (1, +∞), и выпукл вниз на интервалах (-1, 0) и (0, 1).
0,0(0 оценок)
Популярные вопросы: Алгебра
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота