Найдите наибольшее и наименьшие значения заданной функции на заданном отрезке без помощи производной: \(y=||x|-4|\), \([-3;3]\).
Решение №43624: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = ||x| - 4| \) на отрезке \([-3; 3]\) без использования производной, необходимо выполнить следующие шаги:
-
Рассмотрим функцию \( y = ||x| - 4| \).
-
Разделим отрезок \([-3; 3]\) на два подынтервала: \([-3; 0)\) и \((0; 3]\).
-
На подынтервале \([-3; 0)\):
\[
y = ||x| - 4| = |-x - 4| = |-x - 4| = |-x - 4| = -(x + 4)
\]
Поскольку \( x \) отрицательно, то \( -x \) положительно, и модуль можно убрать:
\[
y = -(x + 4)
\]
-
На подынтервале \((0; 3]\):
\[
y = ||x| - 4| = |x - 4| = |x - 4|
\]
Поскольку \( x \) положительно, то \( x - 4 \) отрицательно, и модуль можно убрать:
\[
y = 4 - x
\]
-
Теперь найдем значения функции на концах отрезка и в точке \( x = 0 \):
\[
y(-3) = |-3 - 4| = |-7| = 7
\]
\[
y(0) = |0 - 4| = 4
\]
\[
y(3) = |3 - 4| = |-1| = 1
\]
-
Сравним полученные значения:
\[
y(-3) = 7
\]
\[
y(0) = 4
\]
\[
y(3) = 1
\]
-
Определим наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( 7 \)
Наименьшее значение: \( 1 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 7 \)
Наименьшее значение: \( 1 \)
Ответ: \(y_{наиб}=4\),\(y_{наим}=1\).
Найдите наибольшее и наименьшие значения заданной функции на заданном отрезке без помощи производной: \(y=|3-|x||\), \([-4;4]\).
Решение №43625: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = |3 - |x|| \) на отрезке \([-4; 4]\) без использования производной, необходимо выполнить следующие шаги:
-
Рассмотрим функцию \( y = |3 - |x|| \) и проанализируем её поведение на различных интервалах.
-
Разделим функцию на несколько частей в зависимости от значений \( x \):
\[
y =
\begin{cases}
3 - x & \text{если } 0 \leq x \leq 3 \\
x - 3 & \text{если } x > 3 \\
3 + x & \text{если } -3 \leq x < 0 \\
-x - 3 & \text{если } x < -3
\end{cases}
\]
-
Проанализируем поведение функции на каждом интервале:
-
Для \( 0 \leq x \leq 3 \): \( y = 3 - x \). Функция линейно убывает от 3 до 0.
-
Для \( x > 3 \): \( y = x - 3 \). Функция линейно возрастает от 0 до бесконечности.
-
Для \( -3 \leq x < 0 \): \( y = 3 + x \). Функция линейно убывает от 3 до 0.
-
Для \( x < -3 \): \( y = -x - 3 \). Функция линейно возрастает от 0 до бесконечности.
-
Теперь найдем значения функции в критических точках и на концах отрезка:
-
\( x = -4 \): \( y = |3 - |-4|| = |3 - 4| = 1 \)
-
\( x = -3 \): \( y = |3 - |-3|| = |3 - 3| = 0 \)
-
\( x = 0 \): \( y = |3 - |0|| = |3 - 0| = 3 \)
-
\( x = 3 \): \( y = |3 - |3|| = |3 - 3| = 0 \)
-
\( x = 4 \): \( y = |3 - |4|| = |3 - 4| = 1 \)
-
Сравним полученные значения:
-
Наибольшее значение: \( y = 3 \) при \( x = 0 \)
-
Наименьшее значение: \( y = 0 \) при \( x = -3 \) и \( x = 3 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 3 \)
Наименьшее значение: \( 0 \)
Ответ: \(y_{наиб}=0\),\(y_{наим}=3\).
Найдите наименьшее и наибольшее значения заданной функции на указанном промежутке: \(y=x^2-5|x|+6\), \([0;4]\).
Решение №43670: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = x^2 - 5|x| + 6 \) на отрезке \([0; 4]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Разделить функцию на два случая в зависимости от знака \( x \):
\[
y =
\begin{cases}
x^2 - 5x + 6 & \text{если } x \geq 0 \\
x^2 + 5x + 6 & \text{если } x < 0
\end{cases}
\]
Так как \( x \) принадлежит отрезку \([0; 4]\), рассмотрим только случай \( x \geq 0 \):
\[
y = x^2 - 5x + 6
\]
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(x^2 - 5x + 6) = 2x - 5
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
2x - 5 = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
2x - 5 = 0 \implies 2x = 5 \implies x = \frac{5}{2}
\]
-
Проверить, попадает ли критическая точка в отрезок \([0; 4]\):
Критическая точка \( x = \frac{5}{2} \) попадает в отрезок \([0; 4]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(0) = 0^2 - 5 \cdot 0 + 6 = 6
\]
\[
y\left(\frac{5}{2}\right) = \left(\frac{5}{2}\right)^2 - 5 \cdot \frac{5}{2} + 6 = \frac{25}{4} - \frac{25}{2} + 6 = \frac{25}{4} - \frac{50}{4} + \frac{24}{4} = \frac{25 - 50 + 24}{4} = -\frac{1}{4}
\]
\[
y(4) = 4^2 - 5 \cdot 4 + 6 = 16 - 20 + 6 = 2
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( y(0) = 6 \)
Наименьшее значение: \( y\left(\frac{5}{2}\right) = -\frac{1}{4} \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 6 \)
Наименьшее значение: \( -\frac{1}{4} \)
Ответ: NaN
Найдите наименьшее и наибольшее значения заданной функции на указанном промежутке: \(y=x^2-5|x|+6\), \([-5;0]\).
Решение №43671: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = x^2 - 5|x| + 6 \) на отрезке \([-5; 0]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Разделить функцию на два случая в зависимости от знака \( x \):
\[
y = \begin{cases}
x^2 - 5x + 6 & \text{если } x \geq 0 \\
x^2 + 5x + 6 & \text{если } x < 0
\end{cases}
\]
-
Найти производные функций для обоих случаев:
\[
y_1 = x^2 - 5x + 6 \quad \text{для } x \geq 0 \quad \Rightarrow \quad y_1' = 2x - 5
\]
\[
y_2 = x^2 + 5x + 6 \quad \text{для } x < 0 \quad \Rightarrow \quad y_2' = 2x + 5
\]
-
Найти критические точки, решив уравнения \( y_1' = 0 \) и \( y_2' = 0 \):
\[
2x - 5 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = \frac{5}{2} \quad \text{(не попадает в отрезок \([-5; 0]\))}
\]
\[
2x + 5 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = -\frac{5}{2} \quad \text{(попадает в отрезок \([-5; 0]\))}
\]
-
Вычислить значения функции в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-5) = (-5)^2 + 5(-5) + 6 = 25 - 25 + 6 = 6
\]
\[
y(-\frac{5}{2}) = \left(-\frac{5}{2}\right)^2 + 5\left(-\frac{5}{2}\right) + 6 = \frac{25}{4} - \frac{25}{2} + 6 = \frac{25}{4} - \frac{50}{4} + \frac{24}{4} = -\frac{1}{4}
\]
\[
y(0) = 0^2 + 5(0) + 6 = 6
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( y(0) = 6 \)
Наименьшее значение: \( y(-\frac{5}{2}) = -\frac{1}{4} \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 6 \)
Наименьшее значение: \( -\frac{1}{4} \)
Ответ: \(y_{наиб}=6\),\(y_{наим}=-0,25\).
Найдите наименьшее и наибольшее значения заданной функции на указанном промежутке: \(y=x^2-8|x|+7\), \([1;5]\).
Решение №43672: Для нахождения наименьшего и наибольшего значений функции \( y = x^2 - 8|x| + 7 \) на отрезке \([1; 5]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y = x^2 - 8|x| + 7
\]
Рассмотрим два случая для \( |x| \):
\[
\text{При } x \geq 0: \quad |x| = x
\]
\[
\text{При } x < 0: \quad |x| = -x
\]
В нашем случае \( x \geq 0 \) на отрезке \([1; 5]\), поэтому:
\[
y = x^2 - 8x + 7
\]
Найдем производную:
\[
y' = 2x - 8
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
2x - 8 = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
2x - 8 = 0 \implies
\]
\[
2x = 8 \implies
\]
\[
x = 4
\]
-
Проверить, попадает ли критическая точка в отрезок \([1; 5]\):
Критическая точка \( x = 4 \) попадает в отрезок \([1; 5]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(1) = 1^2 - 8 \cdot 1 + 7 = 1 - 8 + 7 = 0
\]
\[
y(4) = 4^2 - 8 \cdot 4 + 7 = 16 - 32 + 7 = -9
\]
\[
y(5) = 5^2 - 8 \cdot 5 + 7 = 25 - 40 + 7 = -8
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( y(1) = 0 \)
Наименьшее значение: \( y(4) = -9 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 0 \)
Наименьшее значение: \( -9 \)
Ответ: \(y_{наиб}=72\),\(y_{наим}=16\).
Найдите наименьшее и наибольшее значения заданной функции на указанном промежутке: \(y=x^2-8|x|+7\), \([-8;-2]\).
Решение №43673: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = x^2 - 8|x| + 7 \) на отрезке \([-8; -2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(x^2 - 8|x| + 7)
\]
Заметим, что функция \( |x| \) имеет производную:
\[
\frac{d}{dx}|x| = \begin{cases}
1, & \text{если } x > 0 \\
-1, & \text{если } x < 0
\end{cases}
\]
На отрезке \([-8; -2]\), где \( x < 0 \), производная \( |x| \) будет \(-1\).
Таким образом, производная функции \( y \) будет:
\[
y' = 2x - 8(-1) = 2x + 8
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
2x + 8 = 0
\]
Решим уравнение относительно \( x \):
\[
2x = -8 \implies x = -4
\]
-
Проверить, попадает ли критическая точка \( x = -4 \) в отрезок \([-8; -2]\):
Точка \( x = -4 \) попадает в отрезок \([-8; -2]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критической точке и на концах отрезка:
\[
y(-8) = (-8)^2 - 8|-8| + 7 = 64 - 64 + 7 = 7
\]
\[
y(-4) = (-4)^2 - 8|-4| + 7 = 16 - 32 + 7 = -9
\]
\[
y(-2) = (-2)^2 - 8|-2| + 7 = 4 - 16 + 7 = -5
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( y(-8) = 7 \)
Наименьшее значение: \( y(-4) = -9 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 7 \)
Наименьшее значение: \( -9 \)
Ответ: \(y_{наиб}=135\),\(y_{наим}=27\).
Найдите наименьшее и наибольшее значения заданной функции на указанном промежутке: \(y=x^3-2x|x-2|\), \([-1;3]\).
Решение №43674: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = x^3 - 2x|x-2| \) на отрезке \([-1; 3]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Разделим функцию на два случая в зависимости от знака выражения \(|x-2|\):
-
Если \( x \geq 2 \), то \(|x-2| = x-2\):
\[
y = x^3 - 2x(x-2) = x^3 - 2x^2 + 4x
\]
-
Если \( x < 2 \), то \(|x-2| = -(x-2) = 2-x\):
\[
y = x^3 - 2x(2-x) = x^3 - 4x + 2x^2
\]
-
Найти производные для каждого случая:
-
Для \( x \geq 2 \):
\[
y' = 3x^2 - 4x + 4
\]
-
Для \( x < 2 \):
\[
y' = 3x^2 + 4x - 4
\]
-
Найти критические точки, решив уравнения \( y' = 0 \):
-
Для \( x \geq 2 \):
\[
3x^2 - 4x + 4 = 0
\]
-
Решение этого уравнения:
\[
\Delta = b^2 - 4ac = (-4)^2 - 4 \cdot 3 \cdot 4 = 16 - 48 = -32
\]
-
Поскольку дискриминант отрицателен, уравнение не имеет реальных решений.
-
Для \( x < 2 \):
\[
3x^2 + 4x - 4 = 0
\]
-
Решение этого уравнения:
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} = \frac{-4 \pm \sqrt{16 + 48}}{6} = \frac{-4 \pm \sqrt{64}}{6} = \frac{-4 \pm 8}{6}
\]
-
Получаем два корня:
\[
x_1 = \frac{-4 + 8}{6} = \frac{4}{6} = \frac{2}{3}
\]
\[
x_2 = \frac{-4 - 8}{6} = \frac{-12}{6} = -2
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([-1; 3]\):
-
Критическая точка \( x = -2 \) не попадает в отрезок \([-1; 3]\), а точка \( x = \frac{2}{3} \) попадает.
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
-
Для \( x = -1 \):
\[
y(-1) = (-1)^3 - 2(-1)(2-(-1)) = -1 - 2(-1 \cdot 3) = -1 + 6 = 5
\]
-
Для \( x = \frac{2}{3} \):
\[
y\left(\frac{2}{3}\right) = \left(\frac{2}{3}\right)^3 - 2\left(\frac{2}{3}\right)\left(2-\frac{2}{3}\right) = \frac{8}{27} - 2 \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{4}{3} = \frac{8}{27} - \frac{16}{9} = \frac{8}{27} - \frac{48}{27} = -\frac{40}{27}
\]
-
Для \( x = 3 \):
\[
y(3) = 3^3 - 2 \cdot 3(3-2) = 27 - 2 \cdot 3 \cdot 1 = 27 - 6 = 21
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
-
Наибольшее значение: \( y(3) = 21 \)
-
Наименьшее значение: \( y\left(\frac{2}{3}\right) = -\frac{40}{27} \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 21 \)
Наименьшее значение: \( -\frac{40}{27} \)
Ответ: \(y_{наиб}=21\),\(y_{наим}=-\frac{40}{27}\).
Найдите наименьшее и наибольшее значения заданной функции на указанном промежутке: \(y=3x|x+1|-x^3\), \([-1;2]\).
Решение №43675: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = 3x|x+1| - x^3 \) на отрезке \([-1; 2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Рассмотрим функцию \( y = 3x|x+1| - x^3 \). Для этого разделим её на два случая: \( x \geq -1 \) и \( x < -1 \):
-
Для \( x \geq -1 \):
\[
y = 3x(x+1) - x^3 = 3x^2 + 3x - x^3
\]
-
Для \( x < -1 \):
\[
y = 3x(-(x+1)) - x^3 = -3x^2 - 3x - x^3
\]
-
Найдем производные для каждого случая:
-
Для \( x \geq -1 \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(3x^2 + 3x - x^3) = 6x + 3 - 3x^2
\]
-
Для \( x < -1 \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(-3x^2 - 3x - x^3) = -6x - 3 - 3x^2
\]
-
Найдем критические точки, решив уравнения \( y' = 0 \):
-
Для \( x \geq -1 \):
\[
6x + 3 - 3x^2 = 0
\]
\[
3x^2 - 6x - 3 = 0
\]
\[
x^2 - 2x - 1 = 0
\]
Решим квадратное уравнение:
\[
x = \frac{2 \pm \sqrt{4 + 4}}{2} = \frac{2 \pm \sqrt{8}}{2} = \frac{2 \pm 2\sqrt{2}}{2} = 1 \pm \sqrt{2}
\]
Только \( x = 1 - \sqrt{2} \) попадает в интервал \([-1; 2]\).
-
Для \( x < -1 \):
\[
-6x - 3 - 3x^2 = 0
\]
\[
3x^2 + 6x + 3 = 0
\]
\[
x^2 + 2x + 1 = 0
\]
\[
(x + 1)^2 = 0
\]
\[
x = -1
\]
Но \( x = -1 \) не попадает в интервал \( x < -1 \).
-
Проверим значения функции в критических точках и на концах отрезка:
-
Для \( x = -1 \):
\[
y(-1) = 3(-1)(-1+1) - (-1)^3 = 0 + 1 = 1
\]
-
Для \( x = 1 - \sqrt{2} \):
\[
y(1 - \sqrt{2}) = 3(1 - \sqrt{2})(1 - \sqrt{2} + 1) - (1 - \sqrt{2})^3
\]
\[
= 3(1 - \sqrt{2})(2 - \sqrt{2}) - (1 - 3\sqrt{2} + 3\sqrt{2} - 2\sqrt{2})
\]
\[
= 3(2 - 3\sqrt{2} + 2) - (1 - 3\sqrt{2} + 3\sqrt{2} - 2\sqrt{2})
\]
\[
= 3(4 - 3\sqrt{2}) - (1 - 3\sqrt{2})
\]
\[
= 12 - 9\sqrt{2} - 1 + 3\sqrt{2}
\]
\[
= 11 - 6\sqrt{2}
\]
-
Для \( x = 2 \):
\[
y(2) = 3(2)(2+1) - 2^3 = 3(2)(3) - 8 = 18 - 8 = 10
\]
-
Сравним полученные значения и определим наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
-
Наибольшее значение: \( y(2) = 10 \)
-
Наименьшее значение: \( y(1 - \sqrt{2}) = 11 - 6\sqrt{2} \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 10 \)
Наименьшее значение: \( 11 - 6\sqrt{2} \)
Ответ: \(y_{наиб}=10\),\(y_{наим}=5-4\sqrt{2}\).
Найдите наименьшее и наибольшее значения заданной функции на указанном промежутке: \(y=x^2-4x+5+|1-x|\), \([0;4]\).
Решение №43676: Для нахождения наименьшего и наибольшего значений функции \( y = x^2 - 4x + 5 + |1 - x| \) на промежутке \([0; 4]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Разбить функцию на части в зависимости от значения \( x \), учитывая модуль:
\[
y = \begin{cases}
x^2 - 4x + 5 + (1 - x), & \text{если } x < 1 \\
x^2 - 4x + 5 + (x - 1), & \text{если } x \geq 1
\end{cases}
\]
-
Для \( x < 1 \):
\[
y = x^2 - 4x + 5 + 1 - x = x^2 - 5x + 6
\]
-
Для \( x \geq 1 \):
\[
y = x^2 - 4x + 5 + x - 1 = x^2 - 3x + 4
\]
-
Найти производные каждой части функции:
\[
\text{Для } x < 1: \quad y' = 2x - 5
\]
\[
\text{Для } x \geq 1: \quad y' = 2x - 3
\]
-
Найти критические точки, решив уравнения \( y' = 0 \):
\[
\text{Для } x < 1: \quad 2x - 5 = 0 \implies x = \frac{5}{2} \quad (\text{не попадает в отрезок } [0; 1))
\]
\[
\text{Для } x \geq 1: \quad 2x - 3 = 0 \implies x = \frac{3}{2} \quad (\text{попадает в отрезок } [1; 4])
\]
-
Вычислить значения функции в критических точках и на концах отрезка:
\[
\text{Для } x = 0: \quad y = 0^2 - 5 \cdot 0 + 6 = 6
\]
\[
\text{Для } x = 1: \quad y = 1^2 - 3 \cdot 1 + 4 = 2
\]
\[
\text{Для } x = \frac{3}{2}: \quad y = \left(\frac{3}{2}\right)^2 - 3 \cdot \frac{3}{2} + 4 = \frac{9}{4} - \frac{9}{2} + 4 = \frac{9}{4} - \frac{18}{4} + \frac{16}{4} = \frac{7}{4}
\]
\[
\text{Для } x = 4: \quad y = 4^2 - 3 \cdot 4 + 4 = 16 - 12 + 4 = 8
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
\[
\text{Значения: } 6, 2, \frac{7}{4}, 8
\]
\[
\text{Наименьшее значение: } \frac{7}{4}
\]
\[
\text{Наибольшее значение: } 8
\]
Ответ:
Наибольшее значение: \( 8 \)
Наименьшее значение: \( \frac{7}{4} \)
Ответ: \(y_{наиб}=8\),\(y_{наим}=1\frac{3}{4}\).
Найдите наименьшее и наибольшее значения заданной функции на указанном промежутке: \(y=|x^3-1-3x|\), \([-1;3]\).
Решение №43677: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = |x^3 - 1 - 3x| \) на отрезке \([-1; 3]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Рассмотрим функцию \( y = |x^3 - 1 - 3x| \). Нам нужно найти значения этой функции на отрезке \([-1; 3]\).
-
Рассмотрим функцию без модуля \( g(x) = x^3 - 1 - 3x \). Найдем ее критические точки, найдя производную и приравняв её к нулю:
\[
g'(x) = 3x^2 - 3
\]
-
Решим уравнение \( g'(x) = 0 \):
\[
3x^2 - 3 = 0 \implies 3(x^2 - 1) = 0 \implies x^2 - 1 = 0 \implies (x - 1)(x + 1) = 0
\]
-
Критические точки:
\[
x_1 = 1, \quad x_2 = -1
\]
-
Проверим, какие из критических точек попадают в отрезок \([-1; 3]\):
\[
x_1 = 1 \quad \text{и} \quad x_2 = -1 \quad \text{попадают в отрезок} \quad [-1; 3]
\]
-
Вычислим значения функции \( g(x) \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
g(-1) = (-1)^3 - 1 - 3(-1) = -1 - 1 + 3 = 1
\]
\[
g(1) = (1)^3 - 1 - 3(1) = 1 - 1 - 3 = -3
\]
\[
g(3) = (3)^3 - 1 - 3(3) = 27 - 1 - 9 = 17
\]
\[
g(-1) = (-1)^3 - 1 - 3(-1) = -1 - 1 + 3 = 1
\]
-
Теперь рассмотрим функцию \( y = |g(x)| \):
\[
y(-1) = |g(-1)| = |1| = 1
\]
\[
y(1) = |g(1)| = |-3| = 3
\]
\[
y(3) = |g(3)| = |17| = 17
\]
-
Сравним полученные значения и определим наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( y(3) = 17 \)
Наименьшее значение: \( y(-1) = 1 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 17 \)
Наименьшее значение: \( 1 \)
Ответ: \(y_{наиб}=17\),\(y_{наим}=-3\).
Найдите наименьшее значение функции: \(y=2|x|-4\).
Решение №43720: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = 2|x| - 4 \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Рассмотрим функцию \( y = 2|x| - 4 \). Для анализа функции с модулем, необходимо разбить её на два случая в зависимости от значения \( x \):
-
Для \( x \geq 0 \):
\[
y = 2x - 4
\]
-
Для \( x < 0 \):
\[
y = 2(-x) - 4 = -2x - 4
\]
-
Найдем производные функций для каждого случая:
-
Для \( x \geq 0 \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(2x - 4) = 2
\]
-
Для \( x < 0 \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(-2x - 4) = -2
\]
-
Производные функций не равны нулю, поэтому критических точек внутри этих интервалов нет. Теперь рассмотрим точку \( x = 0 \), где функция может иметь критическую точку.
-
Вычислим значение функции в точке \( x = 0 \):
\[
y(0) = 2|0| - 4 = -4
\]
-
Так как функция \( y = 2|x| - 4 \) является непрерывной и имеет минимум в точке \( x = 0 \), то наименьшее значение функции на всей числовой прямой будет:
-
Наименьшее значение функции:
\[
y_{\text{min}} = -4
\]
Ответ:
Наименьшее значение: \( -4 \)
Ответ: -4
Найдите наименьшее значение функции: \(y=x^2-5|x|+6\).
Решение №43721: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = x^2 - 5|x| + 6 \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Разделить функцию на два случая в зависимости от значения \( x \):
\[
y =
\begin{cases}
x^2 - 5x + 6, & \text{если } x \geq 0 \\
x^2 + 5x + 6, & \text{если } x < 0
\end{cases}
\]
-
Найти производные для каждого случая:
-
Для \( x \geq 0 \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(x^2 - 5x + 6) = 2x - 5
\]
-
Для \( x < 0 \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(x^2 + 5x + 6) = 2x + 5
\]
-
Найти критические точки, решив уравнения \( y' = 0 \):
-
Для \( x \geq 0 \):
\[
2x - 5 = 0 \implies 2x = 5 \implies x = \frac{5}{2}
\]
-
Для \( x < 0 \):
\[
2x + 5 = 0 \implies 2x = -5 \implies x = -\frac{5}{2}
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в найденных критических точках:
-
Для \( x = \frac{5}{2} \):
\[
y\left(\frac{5}{2}\right) = \left(\frac{5}{2}\right)^2 - 5 \cdot \frac{5}{2} + 6 = \frac{25}{4} - \frac{25}{2} + 6 = \frac{25}{4} - \frac{50}{4} + \frac{24}{4} = -\frac{1}{4}
\]
-
Для \( x = -\frac{5}{2} \):
\[
y\left(-\frac{5}{2}\right) = \left(-\frac{5}{2}\right)^2 + 5 \cdot \left(-\frac{5}{2}\right) + 6 = \frac{25}{4} - \frac{25}{2} + 6 = \frac{25}{4} - \frac{50}{4} + \frac{24}{4} = -\frac{1}{4}
\]
-
Сравнить значения функции в критических точках и определить наименьшее значение:
\[
y\left(\frac{5}{2}\right) = -\frac{1}{4}, \quad y\left(-\frac{5}{2}\right) = -\frac{1}{4}
\]
Наименьшее значение функции \( y \) достигается в точках \( x = \frac{5}{2} \) и \( x = -\frac{5}{2} \) и равно \( -\frac{1}{4} \).
Ответ:
Наименьшее значение функции: \( -\frac{1}{4} \)
Ответ: -0.25
Найдите наименьшее значение функции: \(y=3|x|+9\).
Решение №43722: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = 3|x| + 9 \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Рассмотреть функцию \( y = 3|x| + 9 \) и определить её поведение на различных интервалах.
-
Функция \( y = 3|x| + 9 \) является абсолютной величиной, поэтому её нужно рассмотреть на двух интервалах: \( x \geq 0 \) и \( x < 0 \).
-
Для \( x \geq 0 \):
\[
y = 3x + 9
\]
-
Для \( x < 0 \):
\[
y = -3x + 9
\]
-
Найти производные функций на каждом интервале:
\[
\text{Для } x \geq 0: \quad y' = 3
\]
\[
\text{Для } x < 0: \quad y' = -3
\]
-
Определить критические точки, решив уравнения \( y' = 0 \):
\[
\text{Для } x \geq 0: \quad 3 = 0 \quad \text{(не имеет решений)}
\]
\[
\text{Для } x < 0: \quad -3 = 0 \quad \text{(не имеет решений)}
\]
-
Так как производные не равны нулю, критических точек нет.
-
Рассмотреть значения функции в точке \( x = 0 \):
\[
y(0) = 3|0| + 9 = 9
\]
-
Проанализировать поведение функции на интервалах:
\[
\text{Для } x \geq 0: \quad y = 3x + 9 \quad \text{(линейная функция, возрастающая)}
\]
\[
\text{Для } x < 0: \quad y = -3x + 9 \quad \text{(линейная функция, убывающая)}
\]
-
Так как функция возрастает для \( x \geq 0 \) и убывает для \( x < 0 \), минимальное значение достигается в точке \( x = 0 \).
Ответ:
Наименьшее значение функции: \( 9 \)
Ответ: 9
Найдите наименьшее значение функции: \(y=x^2-6|x|-7\).
Решение №43723: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = x^2 - 6|x| - 7 \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Разделить функцию на две части в зависимости от знака \( x \):
\[
y = \begin{cases}
x^2 - 6x - 7, & \text{если } x \geq 0 \\
x^2 + 6x - 7, & \text{если } x < 0
\end{cases}
\]
-
Найти производные каждой части функции:
\[
y' = \begin{cases}
2x - 6, & \text{если } x \geq 0 \\
2x + 6, & \text{если } x < 0
\end{cases}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнения \( y' = 0 \) для каждой части:
\[
\begin{cases}
2x - 6 = 0, & \text{если } x \geq 0 \\
2x + 6 = 0, & \text{если } x < 0
\end{cases}
\]
-
Решить уравнения относительно \( x \):
\[
\begin{cases}
2x = 6 \implies x = 3, & \text{если } x \geq 0 \\
2x = -6 \implies x = -3, & \text{если } x < 0
\end{cases}
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в соответствующие области:
\[
\begin{cases}
x = 3, & \text{если } x \geq 0 \\
x = -3, & \text{если } x < 0
\end{cases}
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках:
\[
y(3) = 3^2 - 6 \cdot 3 - 7 = 9 - 18 - 7 = -16
\]
\[
y(-3) = (-3)^2 + 6 \cdot (-3) - 7 = 9 - 18 - 7 = -16
\]
-
Сравнить полученные значения:
\[
y(3) = -16, \quad y(-3) = -16
\]
-
Так как значения функции в критических точках одинаковы, наименьшее значение функции \( y = x^2 - 6|x| - 7 \) равно \(-16\).
Ответ:
Наименьшее значение функции: \( -16 \)
Ответ: 16
Найдите наибольшее и наименьшее значения функции\(y=|\sqrt{2-x^2}-2|+\sqrt{2-x^2}-2+2x-x^2\).
Решение №43735: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = |\sqrt{2 - x^2} - 2| + \sqrt{2 - x^2} - 2 + 2x - x^2 \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Определить область допустимых значений \( x \).
\[
\sqrt{2 - x^2} \text{ определена при } 2 - x^2 \geq 0 \implies -\sqrt{2} \leq x \leq \sqrt{2}
\]
-
Рассмотреть функцию на отрезке \( [-\sqrt{2}; \sqrt{2}] \).
-
Разделить функцию на части для упрощения анализа:
\[
y = |\sqrt{2 - x^2} - 2| + \sqrt{2 - x^2} - 2 + 2x - x^2
\]
Можно заметить, что функция \( y \) можно разбить на две части:
\[
y = \sqrt{2 - x^2} - 2 + 2x - x^2 \quad \text{и} \quad y = 2 - \sqrt{2 - x^2} + \sqrt{2 - x^2} - 2 + 2x - x^2
\]
-
Анализировать каждую часть отдельно.
\[
y_1 = \sqrt{2 - x^2} - 2 + 2x - x^2
\]
\[
y_2 = 2 - \sqrt{2 - x^2} + \sqrt{2 - x^2} - 2 + 2x - x^2 = 2x - x^2
\]
-
Найти производные этих частей и найти критические точки.
\[
y_1' = \frac{d}{dx}(\sqrt{2 - x^2} - 2 + 2x - x^2) = \frac{-x}{\sqrt{2 - x^2}} + 2 - 2x
\]
\[
y_2' = \frac{d}{dx}(2x - x^2) = 2 - 2x
\]
-
Решить уравнения \( y_1' = 0 \) и \( y_2' = 0 \).
\[
\frac{-x}{\sqrt{2 - x^2}} + 2 - 2x = 0
\]
\[
2 - 2x = 0 \implies x = 1
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \( [-\sqrt{2}; \sqrt{2}] \).
\[
x = 1 \text{ попадает в отрезок } [-\sqrt{2}; \sqrt{2}]
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка.
\[
y(-\sqrt{2}) = |\sqrt{2 - (-\sqrt{2})^2} - 2| + \sqrt{2 - (-\sqrt{2})^2} - 2 + 2(-\sqrt{2}) - (-\sqrt{2})^2
\]
\[
y(\sqrt{2}) = |\sqrt{2 - (\sqrt{2})^2} - 2| + \sqrt{2 - (\sqrt{2})^2} - 2 + 2(\sqrt{2}) - (\sqrt{2})^2
\]
\[
y(1) = |\sqrt{2 - 1^2} - 2| + \sqrt{2 - 1^2} - 2 + 2(1) - 1^2
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке.
\[
y(-\sqrt{2}) = -2
\]
\[
y(\sqrt{2}) = 2\sqrt{2} - 2
\]
\[
y(1) = 0
\]
Ответ:
Наибольшее значение: \( 2\sqrt{2} - 2 \)
Наименьшее значение: \( -2 \)
Ответ: \(1,-2\sqrt{2}-2\).
Найдите область значений функции \(y=|\sqrt{8+2x-x^2}-4|+\sqrt{8+2x-x^2}+x^3-3x^2-9x\).
Решение №43736: Для нахождения области значений функции \( y = |\sqrt{8 + 2x - x^2} - 4| + \sqrt{8 + 2x - x^2} + x^3 - 3x^2 - 9x \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Определить область допустимых значений для \( x \):
\[
\sqrt{8 + 2x - x^2} \text{ определен, если } 8 + 2x - x^2 \geq 0
\]
\[
8 + 2x - x^2 = -x^2 + 2x + 8
\]
\[
-x^2 + 2x + 8 = 0
\]
\[
x^2 - 2x - 8 = 0
\]
\[
x = \frac{2 \pm \sqrt{4 + 32}}{2} = \frac{2 \pm \sqrt{36}}{2} = \frac{2 \pm 6}{2}
\]
\[
x = 4 \text{ или } x = -2
\]
\[
\text{Таким образом, } -2 \leq x \leq 4
\]
-
Рассмотреть выражение \( \sqrt{8 + 2x - x^2} \):
\[
\text{Обозначим } u = \sqrt{8 + 2x - x^2}
\]
\[
\text{Тогда } y = |u - 4| + u + x^3 - 3x^2 - 9x
\]
-
Рассмотреть функцию \( u \) на интервале \([-2, 4]\):
\[
u = \sqrt{8 + 2x - x^2}
\]
\[
\text{Найдем максимальное и минимальное значение } u:
\]
\[
\text{Максимальное значение } u \text{ достигается при } x = 1:
\]
\[
u_{\text{max}} = \sqrt{8 + 2 \cdot 1 - 1^2} = \sqrt{9} = 3
\]
\[
\text{Минимальное значение } u \text{ достигается при } x = -2 \text{ или } x = 4:
\]
\[
u_{\text{min}} = \sqrt{8 + 2 \cdot (-2) - (-2)^2} = \sqrt{0} = 0
\]
-
Рассмотреть функцию \( v = x^3 - 3x^2 - 9x \) на интервале \([-2, 4]\):
\[
\text{Найдем производную } v:
\]
\[
v' = 3x^2 - 6x - 9
\]
\[
\text{Найдем критические точки, решив } v' = 0:
\]
\[
3x^2 - 6x - 9 = 0
\]
\[
x^2 - 2x - 3 = 0
\]
\[
(x - 3)(x + 1) = 0
\]
\[
x = 3 \text{ или } x = -1
\]
\[
\text{Вычислим значения } v \text{ в критических точках и на концах интервала:}
\]
\[
v(-2) = (-2)^3 - 3(-2)^2 - 9(-2) = -8 - 12 + 18 = -2
\]
\[
v(-1) = (-1)^3 - 3(-1)^2 - 9(-1) = -1 - 3 + 9 = 5
\]
\[
v(3) = 3^3 - 3 \cdot 3^2 - 9 \cdot 3 = 27 - 27 - 27 = -27
\]
\[
v(4) = 4^3 - 3 \cdot 4^2 - 9 \cdot 4 = 64 - 48 - 36 = -20
\]
-
Соединить результаты для функции \( y \):
\[
y = |u - 4| + u + v
\]
\[
\text{Рассмотрим возможные значения } y \text{ при различных } u \text{ и } v:
\]
\[
\text{Минимальное значение } y:
\]
\[
y_{\text{min}} = |0 - 4| + 0 + (-27) = 4 - 27 = -23
\]
\[
\text{Максимальное значение } y:
\]
\[
y_{\text{max}} = |3 - 4| + 3 + 5 = 1 + 3 + 5 = 9
\]
-
Заключение:
\[
\text{Область значений функции } y \text{ на интервале } [-2, 4] \text{ будет } [-23, 9].
\]
Ответ:
Область значений функции: \([-23, 9]\)
Ответ: \([-23,9]\).
Найдите наибольшее и наименьшее значения функции\(f(x)=-5x^3+x|x-1|\) на промежутке \([0; 2]\).
Решение №49361: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( f(x) = -5x^3 + x|x-1| \) на промежутке \([0; 2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Разделить функцию на части в зависимости от значения \( x \) относительно 1:
\[
f(x) = \begin{cases}
-5x^3 + x(x-1), & \text{если } x \geq 1 \\
-5x^3 + x(1-x), & \text{если } x < 1
\end{cases}
\]
-
Найти производную функции \( f(x) \) для каждого случая:
Для \( x \geq 1 \):
\[
f'(x) = \frac{d}{dx}(-5x^3 + x(x-1)) = -15x^2 + 2x - 1
\]
Для \( x < 1 \):
\[
f'(x) = \frac{d}{dx}(-5x^3 + x(1-x)) = -15x^2 + 1 - 2x
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( f'(x) = 0 \):
Для \( x \geq 1 \):
\[
-15x^2 + 2x - 1 = 0
\]
Для \( x < 1 \):
\[
-15x^2 + 1 - 2x = 0
\]
-
Решить квадратные уравнения:
Для \( x \geq 1 \):
\[
-15x^2 + 2x - 1 = 0
\]
Решим это уравнение с помощью формулы квадратного уравнения \( ax^2 + bx + c = 0 \):
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
где \( a = -15 \), \( b = 2 \), \( c = -1 \):
\[
x = \frac{-2 \pm \sqrt{2^2 - 4(-15)(-1)}}{2(-15)} = \frac{-2 \pm \sqrt{4 - 60}}{-30} = \frac{-2 \pm \sqrt{-56}}{-30}
\]
Уравнение не имеет реальных корней.
Для \( x < 1 \):
\[
-15x^2 + 1 - 2x = 0
\]
Решим это уравнение с помощью формулы квадратного уравнения \( ax^2 + bx + c = 0 \):
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
где \( a = -15 \), \( b = -2 \), \( c = 1 \):
\[
x = \frac{2 \pm \sqrt{(-2)^2 - 4(-15)(1)}}{2(-15)} = \frac{2 \pm \sqrt{4 + 60}}{-30} = \frac{2 \pm \sqrt{64}}{-30} = \frac{2 \pm 8}{-30}
\]
Получаем два корня:
\[
x_1 = \frac{2 + 8}{-30} = \frac{10}{-30} = -\frac{1}{3}
\]
\[
x_2 = \frac{2 - 8}{-30} = \frac{-6}{-30} = \frac{1}{5}
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в промежуток \([0; 2]\):
Критическая точка \( x = -\frac{1}{3} \) не попадает в промежуток \([0; 2]\), а точка \( x = \frac{1}{5} \) попадает.
-
Вычислить значения функции \( f(x) \) в критических точках и на концах промежутка:
\[
f(0) = -5(0)^3 + 0(1-0) = 0
\]
\[
f\left(\frac{1}{5}\right) = -5\left(\frac{1}{5}\right)^3 + \frac{1}{5}\left(1-\frac{1}{5}\right) = -5\left(\frac{1}{125}\right) + \frac{1}{5}\left(\frac{4}{5}\right) = -\frac{1}{25} + \frac{4}{25} = \frac{3}{25}
\]
\[
f(1) = -5(1)^3 + 1(1-1) = -5 + 0 = -5
\]
\[
f(2) = -5(2)^3 + 2(2-1) = -40 + 2 = -38
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на промежутке:
Наибольшее значение: \( f(0) = 0 \)
Наименьшее значение: \( f(2) = -38 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 0 \)
Наименьшее значение: \( -38 \)
Ответ: \(\frac{3}{25}; -38\).
Найдите наибольшее и наименьшее значения функции \(f(х) = 4х^3 - х|х - 2|\) на промежутке \([0; 3]\).
Решение №49362: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( f(x) = 4x^3 - x|x - 2| \) на промежутке \([0; 3]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Разделить функцию на случаи в зависимости от значения \( |x - 2| \):
\[
f(x) =
\begin{cases}
4x^3 - x(x - 2), & \text{если } x \geq 2 \\
4x^3 + x(x - 2), & \text{если } x < 2
\end{cases}
\]
Это даёт нам две функции:
\[
f_1(x) = 4x^3 - x^2 + 2x, \quad \text{если } x \geq 2
\]
\[
f_2(x) = 4x^3 + x^2 - 2x, \quad \text{если } x < 2
\]
-
Найти производную функции \( f_1(x) \) для \( x \geq 2 \):
\[
f_1'(x) = \frac{d}{dx}(4x^3 - x^2 + 2x) = 12x^2 - 2x + 2
\]
-
Найти производную функции \( f_2(x) \) для \( x < 2 \):
\[
f_2'(x) = \frac{d}{dx}(4x^3 + x^2 - 2x) = 12x^2 + 2x - 2
\]
-
Найти критические точки, решив уравнения \( f_1'(x) = 0 \) и \( f_2'(x) = 0 \):
Для \( f_1'(x) \):
\[
12x^2 - 2x + 2 = 0
\]
Это уравнение не имеет реальных корней, так как дискриминант \( D = (-2)^2 - 4 \cdot 12 \cdot 2 = 4 - 96 = -92 \) отрицательный.
Для \( f_2'(x) \):
\[
12x^2 + 2x - 2 = 0
\]
Решим это квадратное уравнение:
\[
x = \frac{-2 \pm \sqrt{2^2 - 4 \cdot 12 \cdot (-2)}}{2 \cdot 12} = \frac{-2 \pm \sqrt{4 + 96}}{24} = \frac{-2 \pm \sqrt{100}}{24} = \frac{-2 \pm 10}{24}
\]
Получаем два корня:
\[
x_1 = \frac{-2 + 10}{24} = \frac{8}{24} = \frac{1}{3}
\]
\[
x_2 = \frac{-2 - 10}{24} = \frac{-12}{24} = -\frac{1}{2}
\]
Критическая точка \( x = -\frac{1}{2} \) не попадает в отрезок \([0; 3]\), а точка \( x = \frac{1}{3} \) попадает.
-
Вычислить значения функции \( f(x) \) в критических точках и на концах отрезка:
Для \( f_2(x) \):
\[
f_2\left(\frac{1}{3}\right) = 4\left(\frac{1}{3}\right)^3 + \left(\frac{1}{3}\right)^2 - 2\left(\frac{1}{3}\right) = 4\left(\frac{1}{27}\right) + \frac{1}{9} - \frac{2}{3} = \frac{4}{27} + \frac{1}{9} - \frac{2}{3}
\]
\[
= \frac{4}{27} + \frac{3}{27} - \frac{18}{27} = \frac{7}{27} - \frac{18}{27} = -\frac{11}{27}
\]
На концах отрезка:
\[
f(0) = 4(0)^3 + (0)^2 - 2(0) = 0
\]
\[
f(2) = 4(2)^3 - (2)(2 - 2) = 4 \cdot 8 = 32
\]
\[
f(3) = 4(3)^3 - (3)(3 - 2) = 4 \cdot 27 - 3 \cdot 1 = 108 - 3 = 105
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( f(3) = 105 \)
Наименьшее значение: \( f\left(\frac{1}{3}\right) = -\frac{11}{27} \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 105 \)
Наименьшее значение: \( -\frac{11}{27} \)
Ответ: \(105; -\frac{11}{27}\).