На Горох
Разбор упражнения

ГДЗ: Упражнение 825 - § 46 (Производная) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Глава 8 Страницы: 243, 244, 245
А вы знали? Проект, реферат или доклад можно создать с помощью ИИ за 5 минут — и сразу скачать готовый файл Word. Попробовать

825 упражнение:

Выяснить, при каких значениях \( x \) производная функции принимает положительные значения:

1) \( f(x) = x^3 - 4x^2 + 1 \)
Ответ

Шаг 1: Нахождение производной \( f'(x) \)

  • \( f'(x) = (x^3 - 4x^2 + 1)' = 3x^2 - 8x \).


Шаг 2: Решение неравенства \( f'(x) > 0 \)

  • Требуется найти \( x \), при которых \( 3x^2 - 8x > 0 \).

  • Выносим \( x \): \( x (3x - 8) > 0 \).

  • Находим корни соответствующего уравнения \( x (3x - 8) = 0 \):
    \( x_1 = 0 \), \( x_2 = \frac{8}{3} \).

  • График квадратичной функции \( y = 3x^2 - 8x \) - парабола с ветвями, направленными вверх (коэффициент \( 3 > 0 \)). Функция положительна вне интервала между корнями.

  • Результат: \( x < 0 \) или \( x > \frac{8}{3} \).

Ответ: Производная функции положительна при \( x \in (-\infty; 0) \cup (\frac{8}{3}; +\infty) \).

2) \( f(x) = 3x^4 - 4x^3 - 12x^2 + 3 \)
Ответ

Шаг 1: Нахождение производной \( f'(x) \)

  • \( f'(x) = (3x^4 - 4x^3 - 12x^2 + 3)' = 12x^3 - 12x^2 - 24x \).


Шаг 2: Решение неравенства \( f'(x) > 0 \)

  • Требуется найти \( x \), при которых \( 12x^3 - 12x^2 - 24x > 0 \).

  • Делим на 12 и выносим \( x \):
    \( x^3 - x^2 - 2x > 0 \).
    \( x (x^2 - x - 2) > 0 \).

  • Находим корни квадратного трехчлена \( x^2 - x - 2 = 0 \):
    \( x_1 = -1 \), \( x_2 = 2 \).
    Таким образом, \( x^2 - x - 2 = (x + 1)(x - 2) \).

  • Неравенство: \( x (x + 1) (x - 2) > 0 \).

  • Используем метод интервалов. Корни: \( -1 \), \( 0 \), \( 2 \).
    Начинаем со знака \( + \) справа (\( x > 2 \)). Знаки чередуются: \( +, -, +, - \).
    \( x \in (-1; 0) \cup (2; +\infty) \).

Ответ: Производная функции положительна при \( x \in (-1; 0) \cup (2; +\infty) \).

3) \( f(x) = (x + 2)^2 \sqrt{x} \)
Ответ

Шаг 1: Нахождение области определения и производной \( f'(x) \)

  • Область определения функции: \( x \ge 0 \).

  • Используем правило произведения: \( u = (x + 2)^2 \), \( v = \sqrt{x} = x^{\frac{1}{2}} \).
    \( u' = 2(x + 2) \).
    \( v' = \frac{1}{2\sqrt{x}} \).

  • \( f'(x) = 2(x + 2)\sqrt{x} + (x + 2)^2 \frac{1}{2\sqrt{x}} \).


Шаг 2: Решение неравенства \( f'(x) > 0 \)

  • Выносим общий множитель \( (x + 2) \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} \):
    \( f'(x) = \frac{x + 2}{2\sqrt{x}} \left[ 2\sqrt{x} \cdot 2\sqrt{x} + (x + 2) \right] \).
    \( f'(x) = \frac{x + 2}{2\sqrt{x}} \left[ 4x + x + 2 \right] = \frac{(x + 2)(5x + 2)}{2\sqrt{x}} \).

  • Требуется решить неравенство \( \frac{(x + 2)(5x + 2)}{2\sqrt{x}} > 0 \).

  • На ОДЗ (\( x > 0 \)):
    \( 2\sqrt{x} \) всегда положительно.
    \( x + 2 \) всегда положительно (\( x > 0 \)).
    \( 5x + 2 \) всегда положительно (\( x > 0 \)).

  • Следовательно, \( f'(x) > 0 \) для всех \( x \) из области определения, где производная существует.

Ответ: Производная функции положительна при \( x \in (0; +\infty) \).

4) \( f(x) = (x - 3)\sqrt{x} \)
Ответ

Шаг 1: Нахождение области определения и производной \( f'(x) \)

  • Область определения функции: \( x \ge 0 \).

  • Используем производную, найденную в задаче 810 (3) для \( (x - 1)\sqrt{x} \), но здесь \( (x - 3)\sqrt{x} \).
    Находим производную: \( u = x - 3 \), \( v = \sqrt{x} = x^{\frac{1}{2}} \).
    \( f'(x) = 1 \cdot \sqrt{x} + (x - 3) \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} = \frac{2x + x - 3}{2\sqrt{x}} = \frac{3x - 3}{2\sqrt{x}} \).


Шаг 2: Решение неравенства \( f'(x) > 0 \)

  • Требуется решить неравенство \( \frac{3x - 3}{2\sqrt{x}} > 0 \).

  • На ОДЗ (\( x > 0 \)):
    Знаменатель \( 2\sqrt{x} \) всегда положителен.
    Неравенство эквивалентно: \( 3x - 3 > 0 \).

  • Решаем линейное неравенство:
    \( 3x > 3 \implies x > 1 \).

  • Учитывая ОДЗ \( x > 0 \), окончательное условие \( x > 1 \).

Ответ: Производная функции положительна при \( x \in (1; +\infty) \).

Что применять при решении

Определение производной

Производной функции \( f(x) \) в точке \( x_0 \) называется предел отношения приращения функции к приращению аргумента при стремлении приращения аргумента к нулю, при условии, что этот предел существует.
\( f'(x_0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x} \)

Производная степенной функции

Производная степенной функции \( f(x) = x^n \) вычисляется как произведение показателя степени на \( x \) в степени, уменьшенной на единицу. Это правило применимо для любого действительного числа \( n \).
\( (x^n)' = n x^{n-1} \)

Правила дифференцирования

Правила для нахождения производной суммы, разности, произведения и частного функций, а также правило для производной функции, умноженной на константу.
\( (f \pm g)' = f' \pm g' \); \( (c f)' = c f' \); \( (f g)' = f' g + f g' \); \( (\frac{f}{g})' = \frac{f' g - f g'}{g^2} \)

Производная сложной функции (Цепное правило)

Если функция \( F(x) \) является композицией функций, т.е. \( F(x) = f(g(x)) \), то её производная равна производной внешней функции, вычисленной в точке внутренней функции, умноженной на производную внутренней функции.
\( (f(g(x)))' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \)

Условие дифференцируемости

Функция \( y = f(x) \) дифференцируема в точке \( x_0 \) тогда и только тогда, когда существует её производная \( f'(x_0) \). На практике для функции, заданной разными формулами на разных интервалах, это означает существование и равенство левой и правой производных в точке стыка, а также непрерывность функции в этой точке.
\( f'_{-}(x_0) = f'_{+}(x_0) \)

Физический смысл производной

Если \( s(t) \) - закон движения тела, то производная \( s'(t) \) является мгновенной скоростью \( v(t) \) тела в момент времени \( t \).
\( v(t) = s'(t) \)

Не сходится своя задача? Разберём по шагам

  • Формула, подстановка и расчёт
  • Числа считает калькулятор, а не нейросеть
  • Бесплатно и без регистрации
Решить задачу Разбор задачи бесплатный

Другие упражнения из параграфа § 46

Данные параграфа

К параграфу →
Глава
Глава 8
Параграф
§ 46 — Производная
Учебник
Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы
Автор
Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год
2025

Задали работу по этой теме?

Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.

Создать проект Готовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.