ГДЗ: Упражнение 918 - § 50 (Экстремумы функции) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)
Точки, где \( y' = 0 \): Числитель \( -3 \ne 0 \), поэтому \( y' \) нигде не равна нулю.
Точки, где \( y' \) не существует: Знаменатель равен нулю при \( 2 - 3x = 0 \implies x = \frac{2}{3} \). В этой точке функция определена (\( y(\frac{2}{3}) = 0 \)). Так как \( x = \frac{2}{3} \) — граничная точка области определения, и в ней функция определена, но производная не существует, она является критической точкой.
Ответ: Критическая точка: \( \frac{2}{3} \).
2)
\( y = \sqrt{x^3 - 3x} \)
Ответ
Пояснение: Критические точки — это точки, где производная равна нулю или не существует.
Точки, где \( y' = 0 \): Числитель \( 3(x^2 - 1) = 0 \implies x^2 = 1 \implies x = \pm 1 \). Проверим принадлежность области определения:
\( x = 1 \): \( 1^3 - 3(1) = -2 < 0 \). Не принадлежит области определения.
\( x = -1 \): \( (-1)^3 - 3(-1) = -1 + 3 = 2 \ge 0 \). Принадлежит области определения. \( x = -1 \) — критическая точка (стационарная).
Точки, где \( y' \) не существует: Знаменатель равен нулю (граничные точки области определения): \( x^3 - 3x = 0 \implies x = 0, x = \pm \sqrt{3} \). Это критические точки (внутренние, где производная не существует — их следует проверять, но в школьном курсе обычно считают их критическими).
Пояснение: Критические точки — это точки, где производная равна нулю или не существует. Функция может быть записана как:
\( y = \begin{cases} x - 1, & \text{если } x \ge 1 \\ -(x - 1), & \text{если } x < 1 \end{cases} \)
Найдём производную (для \( x \ne 1 \)): \( y' = \begin{cases} 1, & \text{если } x > 1 \\ -1, & \text{если } x < 1 \end{cases} \)
Точки, где \( y' = 0 \): \( y' \) нигде не равна нулю.
Точки, где \( y' \) не существует: В точке \( x = 1 \) производная не существует, так как левосторонняя производная (\(-1\)) не равна правосторонней (\(1\)). Это критическая точка (точка «излома»).
Ответ: Критическая точка: \( 1 \).
4)
\( y = |x^2 - |x| - 2| \)
Ответ
Пояснение: Критические точки — это точки, где производная равна нулю или не существует. Для функции с абсолютными значениями производная не существует в точках, где подмодульное выражение равно нулю (точки «излома»).
Первый модуль: \( |x| \). Производная не существует в \( x = 0 \).
Второй модуль: \( |x^2 - |x| - 2| \). Точки «излома» также могут возникнуть, когда \( x^2 - |x| - 2 = 0 \).
Если \( x \ge 0 \), то \( x^2 - x - 2 = 0 \implies (x - 2)(x + 1) = 0 \). Подходит \( x = 2 \) (\( x = -1 \) не подходит).
Если \( x < 0 \), то \( x^2 - (-x) - 2 = 0 \implies x^2 + x - 2 = 0 \implies (x + 2)(x - 1) = 0 \). Подходит \( x = -2 \) (\( x = 1 \) не подходит).
Критические точки из «изломов»: \( x = -2, 0, 2 \).
Стационарные точки \( y' = 0 \): Найдем производную на интервалах, где подмодульные выражения не равны нулю, и приравняем её к нулю.
На интервале \( (2; +\infty) \), \( y = x^2 - x - 2 \). \( y' = 2x - 1 \). \( 2x - 1 = 0 \implies x = 0.5 \). Не принадлежит интервалу.
На интервале \( (0; 2) \), \( y = -(x^2 - x - 2) = -x^2 + x + 2 \). \( y' = -2x + 1 \). \( -2x + 1 = 0 \implies x = 0.5 \). Принадлежит интервалу. \( x = 0.5 \) — критическая точка (стационарная).
На интервале \( (-2; 0) \), \( y = -(x^2 + x - 2) = -x^2 - x + 2 \). \( y' = -2x - 1 \). \( -2x - 1 = 0 \implies x = -0.5 \). Принадлежит интервалу. \( x = -0.5 \) — критическая точка (стационарная).
На интервале \( (-\infty; -2) \), \( y = x^2 + x - 2 \). \( y' = 2x + 1 \). \( 2x + 1 = 0 \implies x = -0.5 \). Не принадлежит интервалу.
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.