какое необходимое условие возрастания функции

Условия возрастания и убывания функции.

какое необходимое условие возрастания функции какое необходимое условие возрастания функции какое необходимое условие возрастания функции какое необходимое условие возрастания функции

какое необходимое условие возрастания функции

какое необходимое условие возрастания функции

Исследование функции на экстремум.

1.Условия возрастания и убывания функции.

2. Экстремум функции. Необходимое условие экстремума.

3.Достаточные признаки существования экстремума.

Введение.

Основным содержанием данной лекции является исследование функции и построение графиков. Это важнейшие практические результаты математической теории. Аппарат дифференциального исчисления представляет возможность для создания более совершенных методов исследования функции. С помощью производных первого и второго порядка можно, оказывается, достаточно быстро и полно выяснить все наиболее характерные особенности в поведении той или иной функции.

Условия возрастания и убывания функции.

Функция y=f(x) называется возрастающей (убывающей) в промежутке

какое необходимое условие возрастания функции какое необходимое условие возрастания функции

Это значит, что для любых какое необходимое условие возрастания функциии какое необходимое условие возрастания функциив промежутке (а, в) в случае возрастания функции неравенству какое необходимое условие возрастания функциисоответствует неравенство f( какое необходимое условие возрастания функции)>f( какое необходимое условие возрастания функции),т.е. какое необходимое условие возрастания функциии какое необходимое условие возрастания функции,а в случае убывания неравенство f ( какое необходимое условие возрастания функции)>f( какое необходимое условие возрастания функции),т.е. какое необходимое условие возрастания функциии какое необходимое условие возрастания функции.

Теорема 1.(Необходимый признак возрастания (убывания) функции в данном промежутке)

Источник

Алгебра и начала математического анализа. 11 класс

Конспект урока

Алгебра и начала математического анализа, 11 класс

Урок №15. Возрастание и убывание функции.

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме

1) Нахождение промежутков монотонности функции,

2) Определение алгоритма нахождения промежутков возрастания и убывания функции,

3) Решение задачи на нахождения промежутков возрастания и убывания функции

Алгоритм нахождения промежутков возрастания и убывания функции y = f(x)

Колягин Ю.М., Ткачева М.В, Федорова Н.Е. и др., под ред. Жижченко А.Б. Алгебра и начала математического анализа (базовый и профильный уровни) 11 кл. – М.: Просвещение, 2014.

Орлова Е. А., Севрюков П. Ф., Сидельников В. И., Смоляков А.Н. Тренировочные тестовые задания по алгебре и началам анализа для учащихся 10-х и 11-х классов: учебное пособие – М.: Илекса; Ставрополь: Сервисшкола, 2011.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

1. Функция y = f(x), определенная на промежутке Х, называется возрастающей на этом промежутке, если для любой пары чисел х1 и х2 из этого промежутка из неравенства х1 f(x2)

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

№1. Определите промежутки монотонности функции

1.Найдем область определения функции.

D(y) = какое необходимое условие возрастания функции

2.Найдем производную функции.

какое необходимое условие возрастания функции

3.Определим, на каких промежутках производная положительна (на этих промежутках функция возрастает), на каких – отрицательна (на этих промежутках функция убывает).

Применим для этого метод интервалов. Для определения знака на каждом промежутке подставим произвольное значение из этого промежутка в выражение для производной.

какое необходимое условие возрастания функции

Так как на интервале какое необходимое условие возрастания функциипроизводная функции отрицательна, то на этом интервале функция убывает.

Так как на интервале какое необходимое условие возрастания функциипроизводная функции положительна, то на этом интервале функция возрастает.

Так как на интервале какое необходимое условие возрастания функциипроизводная функции отрицательна, то на этом интервале функция убывает.

Так как в точках какое необходимое условие возрастания функциифункция непрерывна, то эти точки входят в промежутки возрастания и убывания данной функции.

Следовательно, функция возрастает на какое необходимое условие возрастания функции; функция убывает на какое необходимое условие возрастания функциии на какое необходимое условие возрастания функции.

Ответ: Функция возрастает на какое необходимое условие возрастания функции

Функция убывает на какое необходимое условие возрастания функциии на какое необходимое условие возрастания функции.

№2. Определите промежутки монотонности функции

у = х 5 –5х 4 +5х 3 – 4.

y =какое необходимое условие возрастания функции

Ответ: Функция возрастает на какое необходимое условие возрастания функции;

функция убывает на какое необходимое условие возрастания функции.

Источник

Возрастание, убывание и экстремумы функции

А сегодня в воздухе витает дух редкого единодушия, и я прямо чувствую, что все присутствующие горят желанием научиться исследовать функцию с помощью производной. Поэтому на экранах ваших мониторов незамедлительно появляется разумная добрая вечная терминология.

Зачем? Одна из причин самая что ни на есть практическая: чтобы было понятно, что от вас вообще требуется в той или иной задаче!

Монотонность функции. Точки экстремума и экстремумы функции

Рассмотрим некоторую функцию какое необходимое условие возрастания функции. Упрощённо полагаем, что она непрерывна на всей числовой прямой:

какое необходимое условие возрастания функции

На всякий случай сразу избавимся от возможных иллюзий, особенно это касается тех читателей, кто недавно ознакомился с интервалами знакопостоянства функции. Сейчас нас НЕ ИНТЕРЕСУЕТ, как расположен график функции относительно оси какое необходимое условие возрастания функции(выше, ниже, где пересекает ось). Для убедительности мысленно сотрите оси и оставьте один график. Потому что интерес именно в нём.

Функция возрастает на интервале, если для любых двух точек этого интервала, связанных отношением какое необходимое условие возрастания функции, справедливо неравенство какое необходимое условие возрастания функции. То есть, бОльшему значению аргумента соответствует бОльшее значение функции, и её график идёт «снизу вверх». Демонстрационная функция какое необходимое условие возрастания функциирастёт на интервале какое необходимое условие возрастания функции.

Аналогично, функция убывает на интервале, если для любых двух точек данного интервала, таких, что какое необходимое условие возрастания функции, справедливо неравенство какое необходимое условие возрастания функции. То есть, бОльшему значению аргумента соответствует мЕньшее значение функции, и её график идёт «сверху вниз». Наша функция какое необходимое условие возрастания функцииубывает на интервалах какое необходимое условие возрастания функции.

Если функция возрастает или убывает на интервале, то её называют строго монотонной на данном интервале. Что такое монотонность? Понимайте в буквальном смысле – однообразие.

Также можно определить неубывающую функцию (смягчённое условие какое необходимое условие возрастания функциив первом определении) и невозрастающую функцию (смягчённое условие какое необходимое условие возрастания функцииво 2-м определении). Неубывающую или невозрастающую функцию на интервале называют монотонной функцией на данном интервале (строгая монотонность – частный случай «просто» монотонности).

Теория рассматривает и другие подходы к определению возрастания/убывания функции, в том числе на полуинтервалах, отрезках, но чтобы не выливать на вашу голову масло-масло-масляное, договоримся оперировать открытыми интервалами с категоричными определениями – это чётче, и для решения многих практических задач вполне достаточно.

Таким образом, в моих статьях за формулировкой «монотонность функции» почти всегда будут скрываться интервалы строгой монотонности (строгого возрастания или строгого убывания функции).

Окрестность точки. Слова, после которых студенты разбегаются, кто куда может, и в ужасе прячутся по углам. …Хотя после поста Пределы по Коши уже, наверное, не прячутся, а лишь слегка вздрагивают =) Не беспокойтесь, сейчас не будет доказательств теорем математического анализа – окрестности мне потребовались, чтобы строже сформулировать определения точек экстремума. Вспоминаем:

Окрестностью точки называют интервал, который содержит данную точку, при этом для удобства интервал часто полагают симметричным. Например, точка какое необходимое условие возрастания функциии её стандартная какое необходимое условие возрастания функции— окрестность:
какое необходимое условие возрастания функции
Собственно, определения:

Точка какое необходимое условие возрастания функцииназывается точкой строгого максимума, если существует её какое необходимое условие возрастания функции-окрестность, для всех значений какое необходимое условие возрастания функциикоторой за исключением самой точки какое необходимое условие возрастания функциивыполнено неравенство какое необходимое условие возрастания функции. В нашем конкретном примере это точка какое необходимое условие возрастания функции.

Точка какое необходимое условие возрастания функцииназывается точкой строгого минимума, если существует её какое необходимое условие возрастания функции-окрестность, для всех значений какое необходимое условие возрастания функциикоторой за исключением самой точки какое необходимое условие возрастания функциивыполнено неравенство какое необходимое условие возрастания функции. На чертеже – точка «а».

Примечание: требование симметричности окрестности вовсе не обязательно. Кроме того, важен сам факт существования окрестности (хоть малюсенькой, хоть микроскопической), удовлетворяющей указанным условиям

Точки какое необходимое условие возрастания функцииназывают точками строго экстремума или просто точками экстремума функции. То есть это обобщенный термин точек максимума и точек минимума.

Как понимать слово «экстремум»? Да так же непосредственно, как и монотонность. Экстремальные точки американских горок.

Как и в случае с монотонностью, в теории имеют место и даже больше распространены нестрогие постулаты (под которые, естественно, подпадают рассмотренные строгие случаи!):

Точка какое необходимое условие возрастания функцииназывается точкой максимума, если существует её окрестность, такая, что для всех значений какое необходимое условие возрастания функцииданной окрестности выполнено неравенство какое необходимое условие возрастания функции.
Точка какое необходимое условие возрастания функцииназывается точкой минимума, если существует её окрестность, такая, что для всех значений какое необходимое условие возрастания функцииданной окрестности выполнено неравенство какое необходимое условие возрастания функции.

Заметьте, что согласно последним двум определениям, любая точка функции-константы (либо «ровного участка» какой-нибудь функции) считается как точкой максимума, так и точкой минимума! Функция какое необходимое условие возрастания функции, к слову, одновременно является и невозрастающей и неубывающей, то есть монотонной. Однако оставим сии рассуждения теоретикам, поскольку на практике мы почти всегда созерцаем традиционные «холмы» и «впадины» (см. чертёж) с уникальным «царём горы» какое необходимое условие возрастания функцииили «принцессой болота» какое необходимое условие возрастания функции. Как разновидность, встречается остриё, направленное вверх либо вниз, например, минимум функции какое необходимое условие возрастания функциив точке какое необходимое условие возрастания функции.

Да, кстати, о королевских особах:
– значение какое необходимое условие возрастания функцииназывают максимумом функции;
– значение какое необходимое условие возрастания функцииназывают минимумом функции.

Общее название – экстремумы функции.

Пожалуйста, будьте аккуратны в словах!

Точки экстремума – это «иксовые» значения.
Экстремумы – «игрековые» значения.

! Примечание: иногда перечисленными терминами называют точки «икс-игрек», лежащие непосредственно на САМОМ ГРАФИКЕ функции.

Сколько может быть экстремумов у функции?

Ни одного, 1, 2, 3, … и т.д. до бесконечности. Например, у синуса бесконечно много минимумов и максимумов.

ВАЖНО! Термин «максимум функции» не тождественен термину «максимальное значение функции». Легко заметить, что значение какое необходимое условие возрастания функциимаксимально лишь в локальной окрестности, а слева вверху есть и «покруче товарищи». Аналогично, «минимум функции» – не то же самое, что «минимальное значение функции», и на чертеже мы видим, что значение какое необходимое условие возрастания функцииминимально только на определённом участке. В этой связи точки экстремума также называют точками локального экстремума, а экстремумы – локальными экстремумами. Ходят-бродят неподалёку и глобальные собратья. Так, любая парабола имеет в своей вершине глобальный минимум или глобальный максимум. Далее я не буду различать типы экстремумов, и пояснение озвучено больше в общеобразовательных целях – добавочные прилагательные «локальный»/«глобальный» не должны заставать врасплох.

Чайникам на первых порах рекомендую создать и осмыслить небольшой терминологический конспект, чтобы не путать Иран с Ираком.

Подытожим наш небольшой экскурс в теорию контрольным выстрелом: что подразумевает задание «найдите промежутки монотонности и точки экстремума функции»?

Формулировка побуждает найти:

– интервалы возрастания/убывания функции (намного реже фигурирует неубывание, невозрастание);

– точки максимума и/или точки минимума (если таковые существуют). Ну и от незачёта подальше лучше найти сами минимумы/максимумы 😉

Как всё это определить? С помощью производной функции!

Как найти интервалы возрастания, убывания,
точки экстремума и экстремумы функции?

Многие правила, по сути, уже известны и понятны из урока о смысле производной.

Рассмотрим дифференцируемую на некотором интервале функцию какое необходимое условие возрастания функции. Тогда:

– если производная какое необходимое условие возрастания функциина интервале, то функция какое необходимое условие возрастания функциивозрастает на данном интервале;

– если производная какое необходимое условие возрастания функциина интервале, то функция какое необходимое условие возрастания функцииубывает на данном интервале.

Примечание: справедливы и обратные утверждения.

Пусть точка какое необходимое условие возрастания функциипринадлежит области определения функции какое необходимое условие возрастания функции. Данная точка называется критической, если в ней производная равна нулю: какое необходимое условие возрастания функциилибо значения какое необходимое условие возрастания функциине существует. Критическая точка может быть точкой экстремума. А может и не быть. Очень скоро мы рассмотрим необходимые и достаточные условия существования экстремума.

Но сначала потренируемся на кошках разделаемся с простейшими примерами. Почин положен в конце теоретической статьи о производной, и на очереди другие жертвы анализа. Заодно есть возможность провести маленькое самотестирование – насколько хорошо вы запомнили, как выглядят графики жизненно важных функций? В тяжелом случае, конечно же, следует открыть первый урок на соседней вкладке и щёлкать туда-сюда по мере комментариев.

Производная кубической функции какое необходимое условие возрастания функциинеотрицательна:
какое необходимое условие возрастания функциидля любого «икс».
Действительно, кубическая парабола идёт «снизу вверх». Бесконечно близко около точки какое необходимое условие возрастания функциискорость изменения функции равна нулю, о чём в рупор кричит производная: какое необходимое условие возрастания функции. И вот вам, кстати, сразу пример, когда в критической точке нет максимума или минимума функции.

Функция какое необходимое условие возрастания функцииобитает на промежутке какое необходимое условие возрастания функции, а её производная неравенством какое необходимое условие возрастания функцииоднозначно показывает, что «корень из икс» строго растёт на интервале какое необходимое условие возрастания функцииВ критической точке какое необходимое условие возрастания функциифункция определена, но не дифференцируема.
С геометрических позиций тут нет общей касательной. Однако в теории рассматриваются так называемые односторонние производные, и в указанной точке существует правосторонняя производная с правосторонней касательной. Желающие разобраться в этом подробнее могут покурить первый том матана.

Примечание: согласно информации первого параграфа, точка какое необходимое условие возрастания функциине является точкой минимума функции какое необходимое условие возрастания функции(хотя «по понятиям» это вроде бы так). Дело в том, что определения точек максимума и минимума предполагают существование функции
и слева и справа от данных точек. Так же не считаются точками экстремума крайние значения области определения арксинуса и арккосинуса (см. ниже).

Стандартная гипербола какое необходимое условие возрастания функцииидёт «сверху вниз», то есть данная функция убывает на всей области определения. Что и показывает её производная:
какое необходимое условие возрастания функциидля любого «икс» кроме нуля.
Здесь, к слову, точка какое необходимое условие возрастания функциивообще не считается критической, так как функция какое необходимое условие возрастания функциибанально в ней не определена.

Экспоненциальная функция какое необходимое условие возрастания функциирастёт на всей числовой прямой (для любого значения «икс» справедливо строгое неравенство какое необходимое условие возрастания функции). Исследуя же производную какое необходимое условие возрастания функции, легко сделать вывод, что функция какое необходимое условие возрастания функциинаоборот – убывает на какое необходимое условие возрастания функции.

Что делает натуральный логарифм какое необходимое условие возрастания функциисегодня вечером?
Растёт:
какое необходимое условие возрастания функциина интервале какое необходимое условие возрастания функции.

Начертите/распечатайте на соседних либо одном чертеже (иль просто представьте в уме) графики функции какое необходимое условие возрастания функциии её производной какое необходимое условие возрастания функции. Там, где график косинуса находится над осью какое необходимое условие возрастания функции, синус растёт. Обратно – где график какое необходимое условие возрастания функциирасположен ниже оси абсцисс, синус убывает. А в тех точках, где косинус пересекает ось (какое необходимое условие возрастания функции), синусоида какое необходимое условие возрастания функциидостигает минимума или максимума.

Аналогичная история с косинусом какое необходимое условие возрастания функциии его производной какое необходимое условие возрастания функции(второй кадр запечатлён в статье Геометрические преобразования графиков).

Производная тангенса какое необходимое условие возрастания функциинесёт бодрую весть о том, что функция какое необходимое условие возрастания функциивозрастает на всей области определения.

С котангенсом и его производной какое необходимое условие возрастания функцииситуация ровно противоположная.

Арксинус на интервале какое необходимое условие возрастания функциирастёт – производная здесь положительна: какое необходимое условие возрастания функции.
При какое необходимое условие возрастания функциифункция какое необходимое условие возрастания функцииопределена, но не дифференцируема. Однако в критической точке какое необходимое условие возрастания функциисуществует правосторонняя производная и правостороння касательная, а на другом краю – их левосторонние визави.

Думаю, вам не составит особого труда провести похожие рассуждения для арккосинуса и его производной.

Все перечисленные случаи, многие из которых представляют собой табличные производные, напоминаю, следуют непосредственно из определения производной.

Зачем исследовать функцию с помощью производной?

Чтобы лучше узнать, как выглядит график этой функции: где он идёт «снизу вверх», где «сверху вниз», где достигает минимумов максимумов (если вообще достигает). Не все функции такие простые – в большинстве случаев у нас вообще нет ни малейшего представления о графике той или иной функции.

Настала пора перейти к более содержательным примерам и рассмотреть алгоритм нахождения интервалов монотонности и экстремумов функции:

Найти интервалы возрастания/убывания и экстремумы функции

какое необходимое условие возрастания функции

Решение:

1) На первом шаге нужно найти область определения функции, а также взять на заметку точки разрыва (если они существуют). В данном случае функция непрерывна на всей числовой прямой, и данное действие в известной степени формально. Но в ряде случаев здесь разгораются нешуточные страсти, поэтому отнесёмся к абзацу без пренебрежения.

2) Второй пункт алгоритма обусловлен

необходимым условием экстремума:

Если в точке какое необходимое условие возрастания функцииесть экстремум, то какое необходимое условие возрастания функциилибо значения какое необходимое условие возрастания функциине существует.

Смущает концовка? Экстремум функции «модуль икс».

Условие необходимо, но не достаточно, и обратное утверждение справедливо далеко не всегда. Так, из равенства какое необходимое условие возрастания функцииещё не следует, что функция достигает максимума или минимума в точке какое необходимое условие возрастания функции. Классический пример уже засветился выше – это кубическая парабола какое необходимое условие возрастания функциии её критическая точка какое необходимое условие возрастания функции.

Но как бы там ни было, необходимое условие экстремума диктует надобность в отыскании подозрительных точек. Для этого следует найти производную и решить уравнение какое необходимое условие возрастания функции:

какое необходимое условие возрастания функции

Получилось обычное квадратное уравнение:
какое необходимое условие возрастания функции

Положительный дискриминант доставляет две критические точки:
какое необходимое условие возрастания функции

Примечание: корни можно традиционно обозначить через какое необходимое условие возрастания функции, однако в ходе полного исследования функции удобнее обойтись без подстрочных индексов, так как они вносят лишние оговорки и путаницу

Итак, какое необходимое условие возрастания функции– критические точки

Но экстремумов в них может и не оказаться, поэтому нужно продолжить решение.

первое достаточное условие экстремума,

которое вкратце формулируется следующим образом: пусть функция дифференцируема в некоторой окрестности критической точки какое необходимое условие возрастания функции. Тогда:

если при переходе через точку какое необходимое условие возрастания функциипроизводная меняет знак с «плюса» на «минус», то в данной точке функция достигает максимума;

если при переходе через точку какое необходимое условие возрастания функциипроизводная меняет знак с «минуса» на «плюс», то в данной точке функция достигает минимума.

Тут всё очень и очень наглядно, представьте – функция росла-росла-росла, и после прохождения некоторого рубежа вдруг стала убывать. Максимум. Во втором случае график шёл-шёл-шёл «сверху вниз», а при переходе через точку какое необходимое условие возрастания функцииразвернулся в противоположную сторону. Минимум.

Исходя из вышесказанного, вытекает логичное решение: на числовой прямой нужно отложить точки разрыва функции, критические точки и определить знаки производной на интервалах, которые входят в область определения функции.

В рассматриваемом примере с непрерывностью на какое необходимое условие возрастания функциивсё тип-топ, поэтому работаем только с найдёнными критическими точками.

Напрашивается метод интервалов, который уже применялся для определения интервалов знакопостоянства функции. Так почему бы его не использовать для производной? Ведь производная тоже простая смертная функция, найдёшь её – и делай всё, что хочешь.

Внимание! Сейчас мы работаем с ПРОИЗВОДНОЙ, а не с самой функцией!

Перед нами парабола какое необходимое условие возрастания функции, ветви которой направлены вниз, и многим читателям уже понятны знаки производной, но ради повторения снова пройдёмся по всем этапам метода интервалов. Отложим на числовой прямой найденные критические точки:
какое необходимое условие возрастания функции
I) Берём какую-нибудь точку интервала какое необходимое условие возрастания функциии находим значение производной в данной точке. Удобнее всего выбрать какое необходимое условие возрастания функции:
какое необходимое условие возрастания функции, значит, производная отрицательна на всём интервале какое необходимое условие возрастания функции.

II) Выбираем точку какое необходимое условие возрастания функции, принадлежащую интервалу какое необходимое условие возрастания функции, и проводим аналогичное действие:
какое необходимое условие возрастания функции, следовательно, какое необходимое условие возрастания функциина всём интервале какое необходимое условие возрастания функции.

III) Вычислим значение производной в наиболее удобной точке какое необходимое условие возрастания функциипоследнего интервала:
какое необходимое условие возрастания функции, поэтому какое необходимое условие возрастания функциив любой точке интервала какое необходимое условие возрастания функции.

В результате получены следующие знаки производной:
какое необходимое условие возрастания функции
Время собирать урожай!

На интервалах какое необходимое условие возрастания функциипроизводная отрицательна, значит, САМА ФУНКЦИЯ какое необходимое условие возрастания функциина данных интервалах убывает, и её график идёт «сверху вниз». На среднем интервале какое необходимое условие возрастания функции, значит, функция возрастает на какое необходимое условие возрастания функции, и её график идёт «снизу вверх».

При переходе через точку какое необходимое условие возрастания функциипроизводная меняет знак с «–» на «+», следовательно, в этой точке функция достигает минимума:
какое необходимое условие возрастания функции

При переходе же через точку какое необходимое условие возрастания функциипроизводная меняет знак с «+» на «–», и функция достигает максимума в данной точке:
какое необходимое условие возрастания функции

Ответ: функции возрастает на интервале какое необходимое условие возрастания функциии убывает на интервалах какое необходимое условие возрастания функции. В точке какое необходимое условие возрастания функциифункция достигает минимума: какое необходимое условие возрастания функции, а в точке какое необходимое условие возрастания функции– максимума: какое необходимое условие возрастания функции

Остерегайтесь сокращенной записи какое необходимое условие возрастания функции. Под значками какое необходимое условие возрастания функцииобычно понимают минимальное и максимальное значение, а это, как пояснялось выше, далеко не то же самое, что минимум и максимум.

Пример так тщательно провёрнут через мясорубку, что грех не привести графическое изображение всех событий. Незнакомец теоретической части статьи снимает шляпу:
какое необходимое условие возрастания функции
Что произошло? На первом этапе мы нашли производную какое необходимое условие возрастания функциии критические точки какое необходимое условие возрастания функции(в которых парабола пересекает ось абсцисс). Затем методом интервалов было установлено, где какое необходимое условие возрастания функции(парабола ниже оси) и какое необходимое условие возрастания функции(парабола выше оси). Таким образом, с помощью производной мы узнали интервалы возрастания/убывания и экстремумы «синей» функции.

Помимо 1-го достаточного условия экстремума существует и 2-е достаточное условие, однако для исследования функций оно малоинформативно и больше используется в экстремальных задачах.

В начале первой статьи о графиках функции я рассказывал, как быстро построить параболу на примере какое необходимое условие возрастания функции: «…берём первую производную и приравниваем ее к нулю: какое необходимое условие возрастания функции…Итак, решение нашего уравнения: какое необходимое условие возрастания функции– именно в этой точке и находится вершина параболы…». Теперь, думаю, всем понятно, почему вершина параболы находится именно в этой точке =) Вообще, следовало бы начать с похожего примера и здесь, но он уж слишком прост (даже для чайника). К тому же, аналог есть в самом конце урока о производной функции. Поэтому повысим степень:

Найти промежутки монотонности и экстремумы функции
какое необходимое условие возрастания функции

Это пример для самостоятельного решения. Полное решение и примерный чистовой образец оформления задачи в конце урока.

Наступил долгожданный момент встречи с дробно-рациональными функциями:

Исследовать функцию с помощью первой производной
какое необходимое условие возрастания функции

Обратите внимание, как вариативно можно переформулировать фактически одно и то же задание.

Решение:

1) Функция терпит бесконечные разрывы в точках какое необходимое условие возрастания функции.

2) Детектируем критические точки. Найдём первую производную и приравняем её к нулю:
какое необходимое условие возрастания функции

Решим уравнение какое необходимое условие возрастания функции. Дробь равна нулю, когда её числитель равен нулю:
какое необходимое условие возрастания функции

Таким образом, получаем три критические точки:
какое необходимое условие возрастания функции

3) Откладываем на числовой прямой ВСЕ обнаруженные точки и методом интервалов определяем знаки ПРОИЗВОДНОЙ:
какое необходимое условие возрастания функции
Напоминаю, что необходимо взять какую-нибудь точку интервала, вычислить в ней значение производной какое необходимое условие возрастания функциии определить её знак. Выгоднее даже не считать, а «прикинуть» устно. Возьмём, например, точку какое необходимое условие возрастания функции, принадлежащую интервалу какое необходимое условие возрастания функции, и выполним подстановку: какое необходимое условие возрастания функции.
какое необходимое условие возрастания функции
Два «плюса» и один «минус» дают «минус», поэтому какое необходимое условие возрастания функции, а значит, производная отрицательна и на всём интервале какое необходимое условие возрастания функции.

Действие, как вы понимаете, нужно провести для каждого из шести интервалов. Кстати, обратите внимание, что множитель числителя какое необходимое условие возрастания функциии знаменатель какое необходимое условие возрастания функциистрого положительны для любой точки любого интервала, что существенно облегчает задачу.

Итак, производная сообщила нам, что САМА ФУНКЦИЯ какое необходимое условие возрастания функциивозрастает на какое необходимое условие возрастания функциии убывает на какое необходимое условие возрастания функции. Однотипные интервалы удобно скреплять значком объединения какое необходимое условие возрастания функции.

В точке какое необходимое условие возрастания функциифункция достигает максимума: какое необходимое условие возрастания функции
В точке какое необходимое условие возрастания функциифункция достигает минимума: какое необходимое условие возрастания функции

Подумайте, почему можно заново не пересчитывать второе значение 😉

При переходе через точку какое необходимое условие возрастания функциипроизводная не меняет знак, поэтому у функции там НЕТ ЭКСТРЕМУМА – она как убывала, так и осталась убывающей.

! Повторим важный момент: точки какое необходимое условие возрастания функциине считаются критическими – в них функция не определена. Соответственно, здесь экстремумов не может быть в принципе (даже если производная меняет знак).

Ответ: функция возрастает на какое необходимое условие возрастания функциии убывает на какое необходимое условие возрастания функцииВ точке какое необходимое условие возрастания функциидостигается максимум функции: какое необходимое условие возрастания функции, а в точке какое необходимое условие возрастания функции– минимум: какое необходимое условие возрастания функции.

Знание интервалов монотонности и экстремумов вкупе с установленными асимптотами даёт уже очень хорошее представление о внешнем виде графика функции. Человек среднего уровня подготовки способен устно определить, что у графика функции какое необходимое условие возрастания функцииесть две вертикальные асимптоты какое необходимое условие возрастания функциии наклонная асимптота какое необходимое условие возрастания функции. Вот наш герой:
какое необходимое условие возрастания функции
Постарайтесь ещё раз соотнести результаты исследования с графиком данной функции.
В критической точке какое необходимое условие возрастания функцииэкстремума нет, но существует перегиб графика (что, как правило, и бывает в похожих случаях).

Найти экстремумы функции
какое необходимое условие возрастания функции

Найти интервалы монотонности, максимумы и минимумы функции
какое необходимое условие возрастания функции

…прямо какой-то Праздник «икса в кубе» сегодня получается.
Тааак, кто там на галёрке предложил за это выпить? =)

В каждой задаче есть свои содержательные нюансы и технические тонкости, которые закомментированы в конце урока.

Как отмечалось, в ходе выполнения задания всегда нужно внимательно следить за точками разрыва и интервалами, которые не входят в область определения функции. Казус состоит в том, что иногда производная может существовать на таких участках! Простейший пример: производная натурального логарифма какое необходимое условие возрастания функцииопределена на интервале какое необходимое условие возрастания функции, но сам логарифм – нет. Интервалы, которые не входят в область определения функции, НЕЛЬЗЯ рассматривать и у производной!

Типичный барьерный риф:

Найти интервалы монотонности и экстремумы функции
какое необходимое условие возрастания функции

Приближаю оформление к боевым условиям и прекращаю нумерацию пунктов алгоритма.

Решение: в Примере 11 статьи об интервалах знакопостоянства была найдена область определения данной функции: какое необходимое условие возрастания функции, знание которой КРИТИЧЕСКИ ВАЖНО учитывать в нашей задаче:
какое необходимое условие возрастания функции

Вроде бы всё хорошо: у нас есть корень какое необходимое условие возрастания функциии крайние точки области определения:какое необходимое условие возрастания функции.

Но производная проявила своеволие – она в отличие от свого родителя определена и на интервале какое необходимое условие возрастания функции. Более того, точка какое необходимое условие возрастания функции(не критическая. ;)) вошла в этот нехороший интервал! Что делать? Мама всегда права, поэтому определяем знаки производной только на интервалах области определения функции:
какое необходимое условие возрастания функции
Функция убывает на интервале какое необходимое условие возрастания функциии возрастает на интервале какое необходимое условие возрастания функции. Точки экстремума (и, понятно, экстремумы) ОТСУТСТВУЮТ. Значение какое необходимое условие возрастания функцииосталось не при делах, так как на интервале какое необходимое условие возрастания функциипопросту нет графика функции какое необходимое условие возрастания функции.

Ответ: функция убывает на интервале какое необходимое условие возрастания функциии возрастает накакое необходимое условие возрастания функции, экстремумы отсутствуют.

Будьте очень внимательны, если вам встретится логарифм или корень – в подобных примерах просто необходимо увАжить область определения функции!

Найти интервалы монотонности и экстремумы функции
какое необходимое условие возрастания функции

Это приятный разгрузочный пример для самостоятельного решения.

И заключительный пример посвящен другому приключению непослушной дочери:

Найти точки экстремума функции
какое необходимое условие возрастания функции

Решение: функция определена и непрерывна на всей числовой прямой.
Найдём критические точки:
какое необходимое условие возрастания функции

На всякий случай детализирую преобразования знаменателя:
какое необходимое условие возрастания функции, затем сокращаем числитель и знаменатель на «икс».

Таким образом, какое необходимое условие возрастания функции– критические точки. Почему значения какое необходимое условие возрастания функции, обращающие знаменатель производной в ноль, следует отнести к критическим точкам? А дело в том, что САМА-ТО ФУНКЦИЯ в них определена! Ситуация необычна, но клубок распутывается по стандартной схеме.

Определим знаки производной на полученных интервалах:
какое необходимое условие возрастания функции
Функция возрастает на интервале какое необходимое условие возрастания функциии убывает на какое необходимое условие возрастания функции.

В точке какое необходимое условие возрастания функциифункция достигает минимума: какое необходимое условие возрастания функции.
В точке какое необходимое условие возрастания функциифункция достигает максимума: какое необходимое условие возрастания функции.
В точке какое необходимое условие возрастания функциинет экстремума.

Ответ: какое необходимое условие возрастания функции– точка минимума, какое необходимое условие возрастания функции– точка максимума

По условию требовалось найти точки экстремума и что-то добавлять излишне. Но в решении как бы невзначай вычислены и сами экстремумы 😉

Давайте посмотрим на на эту оригинальную картину:
какое необходимое условие возрастания функции
В точке какое необходимое условие возрастания функции– классическое остриё, направленное вниз, при какое необходимое условие возрастания функции– «нормальный» максимум. В точках какое необходимое условие возрастания функциифункция не дифференцируема, однако в них существуют бесконечные производные и вертикальные касательные (см. теорию производной).

. да, родители и дети бывают разными. Но мама права в 95% случаев с погрешностью какое необходимое условие возрастания функции. Я проводил статистическое исследование.

Пример 2: Решение:

1) Функция определена и непрерывна на всей числовой прямой.
2) Найдём критические точки:
какое необходимое условие возрастания функции
какое необходимое условие возрастания функции– критическая точка.
3) Методом интервалов определим знаки производной:
какое необходимое условие возрастания функции
Ответ: функция убывает на интервале какое необходимое условие возрастания функциии возрастает на интервале какое необходимое условие возрастания функции. В точке какое необходимое условие возрастания функциифункция достигает минимума: какое необходимое условие возрастания функции

Пример 4: Решение:

1) Функция терпит бесконечный разрыв в точке какое необходимое условие возрастания функции.
2) Найдём критические точки:
какое необходимое условие возрастания функции
какое необходимое условие возрастания функции, какое необходимое условие возрастания функции– критические точки.
3) Методом интервалов определим знаки производной:
какое необходимое условие возрастания функции
В точке какое необходимое условие возрастания функциифункция достигает минимума: какое необходимое условие возрастания функции.
В точке какое необходимое условие возрастания функцииэкстремум отсутствует.

Ответ: в точке какое необходимое условие возрастания функциифункция достигает минимума: какое необходимое условие возрастания функции
Примечание: обратите внимание, что информацию об интервалах монотонности раскрывать не обязательно, так как по условию требовалось найти только экстремумы функции

Пример 5: Решение:

1) Функция определена и непрерывна на всей числовой прямой кроме точки какое необходимое условие возрастания функции.

2) Найдём критические точки:
какое необходимое условие возрастания функции
Примечание: в данном случае перед дифференцированием выгодно почленно разделить числитель на знаменатель
какое необходимое условие возрастания функции– критическая точка.
3) Определим знаки производной:
какое необходимое условие возрастания функции
Ответ: функция возрастает на какое необходимое условие возрастания функциии убывает на какое необходимое условие возрастания функции. В точке какое необходимое условие возрастания функцииона достигает максимума: какое необходимое условие возрастания функции

Пример 7: Решение:

Область определения: какое необходимое условие возрастания функции.
Найдём критические точки:
какое необходимое условие возрастания функции
какое необходимое условие возрастания функции– критическая точка.
Определим знаки производной:
какое необходимое условие возрастания функции
Ответ: функция убывает на интервале какое необходимое условие возрастания функциии возрастает на интервале какое необходимое условие возрастания функцииВ точке какое необходимое условие возрастания функциифункция достигает минимума: какое необходимое условие возрастания функции

Автор: Емелин Александр

(Переход на главную страницу)

какое необходимое условие возрастания функции «Всё сдал!» — онлайн-сервис помощи студентам

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *