ГДЗ: Упражнение 914 - § 50 (Экстремумы функции) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)
Пояснение: Точки экстремума — это критические точки, в которых производная меняет знак. Для параболы \( y = ax^2 + bx + c \) при \( a > 0 \) точка минимума находится в вершине.
Исследуем знак производной (достаточное условие экстремума): Производная \( y' = 4x - 20 \) является возрастающей линейной функцией, которая меняет знак с «−» на «+» в точке \( x = 5 \). Если \( x < 5 \), то \( y' < 0 \) (функция убывает). Если \( x > 5 \), то \( y' > 0 \) (функция возрастает). Следовательно, в точке \( x = 5 \) функция имеет минимум.
Ответ: Точка минимума: \( 5 \).
2)
\( y = 3x^2 + 36x - 1 \)
Ответ
Пояснение: Точки экстремума — это критические точки, в которых производная меняет знак. Для параболы \( y = ax^2 + bx + c \) при \( a > 0 \) точка минимума находится в вершине.
Исследуем знак производной (достаточное условие экстремума): Производная \( y' = 6x + 36 \) является возрастающей линейной функцией, которая меняет знак с «−» на «+» в точке \( x = -6 \). Если \( x < -6 \), то \( y' < 0 \) (функция убывает). Если \( x > -6 \), то \( y' > 0 \) (функция возрастает). Следовательно, в точке \( x = -6 \) функция имеет минимум.
Ответ: Точка минимума: \( -6 \).
3)
\( y = x + \frac{5}{x} \)
Ответ
Пояснение: Точки экстремума — это критические точки, в которых производная меняет знак.
Исследуем знак производной. Приведём к общему знаменателю: \( y' = \frac{x^2 - 5}{x^2} \). Знаменатель \( x^2 \) всегда положителен (при \( x \ne 0 \)). Знак производной определяется знаком числителя \( x^2 - 5 \).
Если \( x < -\sqrt{5} \), например \( x = -3 \), то \( y' > 0 \) (возрастание).
Если \( -\sqrt{5} < x < 0 \), например \( x = -1 \), то \( y' < 0 \) (убывание).
Если \( 0 < x < \sqrt{5} \), например \( x = 1 \), то \( y' < 0 \) (убывание).
Если \( x > \sqrt{5} \), например \( x = 3 \), то \( y' > 0 \) (возрастание).
В точке \( x = -\sqrt{5} \) производная меняет знак с «+» на «−», значит, это точка максимума. В точке \( x = \sqrt{5} \) производная меняет знак с «−» на «+», значит, это точка минимума.
Ответ: Точка максимума: \( -\sqrt{5} \). Точка минимума: \( \sqrt{5} \).
4)
\( y = 4 + \frac{x}{16} \)
Ответ
Пояснение: Точки экстремума — это критические точки, в которых производная меняет знак.
Найдём стационарные точки (\( y' = 0 \)): \( \frac{1}{16} = 0 \). Это равенство не выполняется ни при каком \( x \).
Так как производная \( y' = \frac{1}{16} \) всегда положительна, функция \( y = 4 + \frac{x}{16} \) строго возрастает на всей области определения и не имеет точек экстремума.
Ответ: Точек экстремума нет.
Что применять при решении
Точка максимума
Точка \( x_0 \) называется точкой максимума функции \( f(x) \), если существует такая окрестность точки \( x_0 \), что для всех \( x \ne x_0 \) из этой окрестности выполняется неравенство \( f(x) < f(x_0) \).
Точка минимума
Точка \( x_0 \) называется точкой минимума функции \( f(x) \), если существует такая окрестность точки \( x_0 \), что для всех \( x \ne x_0 \) из этой окрестности выполняется неравенство \( f(x) > f(x_0) \).
Точки экстремума
Точки максимума и минимума называются точками экстремума. Значения функции в этих точках называются экстремумами функции.
Теорема Ферма (необходимое условие экстремума)
Если функция \( f(x) \) имеет в точке \( x_0 \) экстремум и дифференцируема в этой точке, то \( f'(x_0) = 0 \).
\( f'(x_0) = 0 \)
Стационарные точки
Внутренние точки области определения функции, в которых производная равна нулю, называются стационарными точками. Точки, в которых производная равна нулю или не существует, называются критическими точками.
Достаточное условие экстремума
Если производная \( f'(x) \) при переходе через стационарную точку \( x_0 \)
меняет знак с «+» на «−», то \( x_0 \) — точка максимума;
меняет знак с «−» на «+», то \( x_0 \) — точка минимума;
не меняет знак, то \( x_0 \) не является точкой экстремума.
Создать проектГотовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.
Уведомление об авторском праве и цитировании
ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов
используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме,
оправданном поставленной целью.
Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве
(в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).
В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования
указаны для каждого используемого фрагмента.