Дана функция: y = -x^4 + 2x^2 + 3При построении графиков функций можно примерно придерживаться следующего плана: 1. Найти область определения функции и область значений функции, выявить точки разрыва, если они есть. Ограничений нет: функция определена и непрерывна на всей числовой прямой, отсутствуют вертикальные асимптоты и точки разрыва функции. Область значений определится после нахождения экстремумов. 2. Выяснить, является ли функция четной или нечетной. Проверим функцию - четна или нечетна с соотношений f(x)=f(-x) и f(x)=-f(-x). Так как переменная в чётных степенях, то функция чётная. 3. Выяснить, является ли функция периодической - нет. 4. Найти точки пересечения графика с осями координат (нули функции). Точка пересечения графика функции с осью координат Оу: График пересекает ось Y, когда x равняется 0: подставляем x=0 в -x^4+2x^2+3. у =-0^4+2*0^2+3 = 3, Результат: y=3. Точка: (0; 3). Точки пересечения графика функции с осью координат Ох: График функции пересекает ось X при y=0, значит, нам надо решить уравнение: -x^4+2x^2+3 = 0. Делаем замену х^2 = t и получаем квадратное уравнение: -t^2+2t+3 = 0. Квадратное уравнение, решаем относительно t: Ищем дискриминант: D=2^2-4*(-1)*3=4-4*(-1)*3=4-(-4)*3=4-(-4*3)=4-(-12)=4+12=16; Дискриминант больше 0, уравнение имеет 2 корня: t_1=(√16-2)/(2*(-1))=(4-2)/(2*(-1))=2/(2*(-1))=2/(-2)=-2/2=-1; t_2=(-√16-2)/(2*(-1))=(-4-2)/(2*(-1))=-6/(2*(-1))=-6/(-2)=-(-6/2)=-(-3)=3. Первый корень отбрасываем, так как квадрат х не может быть отрицательным числом. Находим 2 точки пересечения графика с осью Ох: х = √3 и х = -√3. 5. Найти асимптоты графика - их нет, так как все пределы при х⇒∞ равны ∞. 6. Вычислить производную функции f'(x) и определить критические точки. y' = 4x³ + 4x = -4x(x² - 1). Приравниваем нулю: -4x(x² - 1) = 0. Получаем 3 критические точки: х = 0, х = 1 и х = -1. 7. Найти промежутки монотонности функции. Получили 4 промежутка: (-∞; -1), (-1; 0), (0; 1) и (1; +∞). 8. Определить экстремумы функции f(x). Где производная положительна - функция возрастает, где отрицательна - там убывает. Точки, в которых происходит смена знака и есть точки экстремума - где производная с плюса меняется на минус - точка максимума, а где с минуса на плюс - точки минимума. x = -2 -1 -0,5 0 0,5 1 2 y' = 24 0 -1,5 0 1,5 0 -24.Имеем: 2 максимума: (-1; 4) и (1; 4) и локальный минимум (0; 3). 4 промежутка монотонности: - возрастание (-∞; -1) и (0; 1), - убывание (-1; 0) и (1; +∞).Теперь определилась область значений функции: (-∞; 3].9. Вычислить вторую производную f''(x) = -12x^2+ 4. Приравниваем нулю: -12x^2+ 4 = -12(x^2- (1/3)) = 0. Имеем 2 точки перегиба: х = 1/√3 и -1/√3. 10. Определить направление выпуклости графика и точки перегиба. где вторая производная меньше нуля, там график функции выпуклый, а где больше - вогнутый. x = -1 -0,57735 0 0,57735 1 y'' = -8 0 4 0 -8.График выпуклый на промежутках (-∞; (-1/√3)) и ((1/√3); +∞), вогнутый на промежутке (-1/√3) (1/√3)).11. Построить график, используя полученные результаты исследования. Дан в приложении.
1. Найти область определения функции и область значений функции, выявить точки разрыва, если они есть.
Ограничений нет: функция определена и непрерывна на всей числовой прямой, отсутствуют вертикальные асимптоты и точки разрыва функции.
Область значений определится после нахождения экстремумов.
2. Выяснить, является ли функция четной или нечетной.
Проверим функцию - четна или нечетна с соотношений f(x)=f(-x) и f(x)=-f(-x).
Так как переменная в чётных степенях, то функция чётная.
3. Выяснить, является ли функция периодической - нет.
4. Найти точки пересечения графика с осями координат (нули функции).
Точка пересечения графика функции с осью координат Оу:
График пересекает ось Y, когда x равняется 0: подставляем x=0 в -x^4+2x^2+3.
у =-0^4+2*0^2+3 = 3,
Результат: y=3. Точка: (0; 3).
Точки пересечения графика функции с осью координат Ох:
График функции пересекает ось X при y=0, значит, нам надо решить уравнение: -x^4+2x^2+3 = 0.
Делаем замену х^2 = t и получаем квадратное уравнение:
-t^2+2t+3 = 0.
Квадратное уравнение, решаем относительно t:
Ищем дискриминант:
D=2^2-4*(-1)*3=4-4*(-1)*3=4-(-4)*3=4-(-4*3)=4-(-12)=4+12=16;
Дискриминант больше 0, уравнение имеет 2 корня:
t_1=(√16-2)/(2*(-1))=(4-2)/(2*(-1))=2/(2*(-1))=2/(-2)=-2/2=-1;
t_2=(-√16-2)/(2*(-1))=(-4-2)/(2*(-1))=-6/(2*(-1))=-6/(-2)=-(-6/2)=-(-3)=3.
Первый корень отбрасываем, так как квадрат х не может быть отрицательным числом.
Находим 2 точки пересечения графика с осью Ох: х = √3 и х = -√3.
5. Найти асимптоты графика - их нет, так как все пределы при х⇒∞ равны ∞.
6. Вычислить производную функции f'(x) и определить критические точки.
y' = 4x³ + 4x = -4x(x² - 1).
Приравниваем нулю: -4x(x² - 1) = 0.
Получаем 3 критические точки: х = 0, х = 1 и х = -1.
7. Найти промежутки монотонности функции.
Получили 4 промежутка: (-∞; -1), (-1; 0), (0; 1) и (1; +∞).
8. Определить экстремумы функции f(x).
Где производная положительна - функция возрастает, где отрицательна - там убывает. Точки, в которых происходит смена знака и есть точки экстремума - где производная с плюса меняется на минус - точка максимума, а где с минуса на плюс - точки минимума.
x = -2 -1 -0,5 0 0,5 1 2 y' = 24 0 -1,5 0 1,5 0 -24.Имеем: 2 максимума: (-1; 4) и (1; 4) и локальный минимум (0; 3). 4 промежутка монотонности: - возрастание (-∞; -1) и (0; 1), - убывание (-1; 0) и (1; +∞).Теперь определилась область значений функции: (-∞; 3].9. Вычислить вторую производную f''(x) = -12x^2+ 4.
Приравниваем нулю: -12x^2+ 4 = -12(x^2- (1/3)) = 0.
Имеем 2 точки перегиба: х = 1/√3 и -1/√3.
10. Определить направление выпуклости графика и точки перегиба.
где вторая производная меньше нуля, там график функции выпуклый, а где больше - вогнутый.
x = -1 -0,57735 0 0,57735 1 y'' = -8 0 4 0 -8.График выпуклый на промежутках (-∞; (-1/√3)) и ((1/√3); +∞), вогнутый на промежутке (-1/√3) (1/√3)).11. Построить график, используя полученные результаты исследования.
Дан в приложении.
1.Выполните действия:
а)(2у+1/4(дробь))^2=4y^2+y+1/16
б)(-7х-1)^2=49x^2+14x+1
в)(а^2-2b)^2=a^4-4a^2b+4b^2
г) (8x+x^3)^2=64x^2+48x+x^6
2.Представьте трехчлен двумя в виде квадрата двучлена:
а)100х^2+1-20x=(10x-1)^2=(10x-1)(10x-1)
б) x^4+4y^2+4x^2y=(x^2+2y)^2=( x^2+2y)( x^2+2y)
3.Раскройте скобки:
а)(3а-b)^2-(3a+b)^2=9a^2-6ab+b^2-9a^2-6ab-b^2=-12ab
б) (a+(b-c))^2=(a+(b-c))(a-(b-c))=(a+b-c)(a-b+c)
1простите выражения:
а) (5a+0,2)(0,2-5а)=0,04 - 25a^2
б)(-6а-2b(6а-2b)=-(6a+2b)(6a-2b)=-(36a^2-4b^2)= -36a^2+4b^2
в) (b^2+4)(b-2)(b+2)= (b^2+4)(b^2-4)=b^4-16
2.Разложите на множетели:
а)-а^4+16=-( а^4-16)=-(a^2-4)(a^2+4)
б)64x^2-(x-1)^2=(8x-(x-1))(8x+(x-1))=( 8x-x+1)(8x+x-1)=(7x+1)(9x-1)
в) (3x-3)^2-(x+2)^2=(3x-3-x-2)( 3x-3+x+2)=(2x-5)(4x-1)
3.Решите уравнения:
а)(2x-1)^2-4(x-2)(x+2)=0
4x^2-4x+1-4x^2+16=0
-4x+17=0
-4x=-17
x=17/4
x=4 целых 1/4
б) 1|4(дробь)x^2=0,16
1/4x^2-0,16=0
(1/2x-0,4)(1/2+0,4)=0
1/2x-0,4=0 1/2+0,4=0
1/2x=0,4 1/2x=-0,4
x=0,8 x=-0,8
4.Представьте в виде произведения:
а)8x^3+0,064у^3=(2x+0,4y)(4x^2-0,8xy+0,16y^2)
б)х^6-64=(x^2-4)(x^4+4x^2+16)