Найти критические точки функции\(y=\frac{x^{2}}{17}-ln(x^{2}-8)\)
Решение №3064: Для нахождения критических точек функции \( y = \frac{x^2}{17} - \ln(x^2 - 8) \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{x^2}{17} - \ln(x^2 - 8)\right)
\]
-
Вычислить производную каждого слагаемого:
\[
\frac{d}{dx}\left(\frac{x^2}{17}\right) = \frac{2x}{17}
\]
\[
\frac{d}{dx}\left(-\ln(x^2 - 8)\right) = -\frac{1}{x^2 - 8} \cdot \frac{d}{dx}(x^2 - 8) = -\frac{1}{x^2 - 8} \cdot 2x = -\frac{2x}{x^2 - 8}
\]
-
Итоговая производная:
\[
y' = \frac{2x}{17} - \frac{2x}{x^2 - 8}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\frac{2x}{17} - \frac{2x}{x^2 - 8} = 0
\]
-
Упростить уравнение:
\[
\frac{2x}{17} = \frac{2x}{x^2 - 8}
\]
-
Рассмотреть случай, когда \( x = 0 \):
\[
\frac{2 \cdot 0}{17} = \frac{2 \cdot 0}{0^2 - 8} \implies 0 = 0
\]
Это верно, значит \( x = 0 \) является критической точкой.
-
Рассмотреть случай, когда \( x \neq 0 \):
\[
\frac{2x}{17} = \frac{2x}{x^2 - 8} \implies \frac{1}{17} = \frac{1}{x^2 - 8}
\]
-
Умножить обе стороны на 17 и \( x^2 - 8 \):
\[
17 = x^2 - 8
\]
-
Решить уравнение относительно \( x^2 \):
\[
x^2 = 25
\]
-
Найти \( x \):
\[
x = \pm 5
\]
-
Проверить, какие из найденных точек \( x = 0 \), \( x = 5 \), \( x = -5 \) попадают в область определения функции \( y = \frac{x^2}{17} - \ln(x^2 - 8) \):
\[
x^2 - 8 > 0 \implies x^2 > 8 \implies x > \sqrt{8} \text{ или } x < -\sqrt{8}
\]
-
Поскольку \( \sqrt{8} \approx 2.83 \), точки \( x = 0 \) и \( x = 5 \) не попадают в область определения функции. Точка \( x = -5 \) попадает.
Ответ:
Критическая точка: \( x = -5 \)
Ответ: {-5;5}
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=\frac{4}{3}x^{3}-4x\) на отрезке \([0;2]\)
Решение №3093: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = \frac{4}{3}x^3 - 4x \) на отрезке \([0; 2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{4}{3}x^3 - 4x\right) = 4x^2 - 4
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
4x^2 - 4 = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
4x^2 - 4 = 0 \implies
\]
-
\[
4x^2 = 4 \implies
\]
-
\[
x^2 = 1 \implies
\]
-
\[
x = \pm 1
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([0; 2]\):
\[
x = 1 \quad \text{(попадает в отрезок \([0; 2]\))}
\]
\[
x = -1 \quad \text{(не попадает в отрезок \([0; 2]\))}
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(0) = \frac{4}{3}(0)^3 - 4(0) = 0
\]
\[
y(1) = \frac{4}{3}(1)^3 - 4(1) = \frac{4}{3} - 4 = -\frac{8}{3}
\]
\[
y(2) = \frac{4}{3}(2)^3 - 4(2) = \frac{4}{3} \cdot 8 - 8 = \frac{32}{3} - 8 = \frac{8}{3}
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
\[
\text{Наибольшее значение: } y(2) = \frac{8}{3}
\]
\[
\text{Наименьшее значение: } y(1) = -\frac{8}{3}
\]
Ответ:
Наибольшее значение: \( \frac{8}{3} \)
Наименьшее значение: \( -\frac{8}{3} \)
Ответ: \underset{[-2;2]}{max} y(x)=\frac{8}{3}; \underset{[-2;2]}{min} y(x)=-\frac{8}{3}
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=\sqrt[3]{x^{2}}(x-1)\) на отрезке \(\left [ \frac{1}{1000};1 \right ]\)
Решение №3098: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = \sqrt[3]{x^2}(x-1) \) на отрезке \(\left [ \frac{1}{1000}; 1 \right ]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y = \sqrt[3]{x^2}(x-1) = x^{2/3}(x-1)
\]
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(x^{2/3}(x-1)\right)
\]
Используем правило произведения:
\[
y' = \left(x^{2/3}\right)'(x-1) + x^{2/3}(x-1)'
\]
\[
y' = \frac{2}{3}x^{-1/3}(x-1) + x^{2/3}
\]
\[
y' = \frac{2}{3}x^{-1/3}(x-1) + x^{2/3}
\]
\[
y' = \frac{2}{3}x^{2/3} - \frac{2}{3}x^{-1/3} + x^{2/3}
\]
\[
y' = \frac{5}{3}x^{2/3} - \frac{2}{3}x^{-1/3}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\frac{5}{3}x^{2/3} - \frac{2}{3}x^{-1/3} = 0
\]
Умножим обе части на \( 3x^{1/3} \):
\[
5x - 2 = 0
\]
\[
5x = 2
\]
\[
x = \frac{2}{5}
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \(\left [ \frac{1}{1000}; 1 \right ]\):
Критическая точка \( x = \frac{2}{5} \) попадает в отрезок \(\left [ \frac{1}{1000}; 1 \right ]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y\left(\frac{1}{1000}\right) = \sqrt[3]{\left(\frac{1}{1000}\right)^2}\left(\frac{1}{1000} - 1\right) = \frac{1}{100}\left(\frac{1}{1000} - 1\right) = \frac{1}{100}\left(-\frac{999}{1000}\right) = -\frac{999}{100000}
\]
\[
y\left(\frac{2}{5}\right) = \sqrt[3]{\left(\frac{2}{5}\right)^2}\left(\frac{2}{5} - 1\right) = \left(\frac{2}{5}\right)^{2/3}\left(\frac{2}{5} - 1\right) = \left(\frac{2}{5}\right)^{2/3}\left(-\frac{3}{5}\right) = -\frac{3}{5}\left(\frac{2}{5}\right)^{2/3}
\]
\[
y(1) = \sqrt[3]{1^2}(1-1) = 0
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
\[
y\left(\frac{1}{1000}\right) = -\frac{999}{100000}
\]
\[
y\left(\frac{2}{5}\right) = -\frac{3}{5}\left(\frac{2}{5}\right)^{2/3}
\]
\[
y(1) = 0
\]
-
Наибольшее значение: \( 0 \)
-
Наименьшее значение: \( -\frac{999}{100000} \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 0 \)
Наименьшее значение: \( -\frac{999}{100000} \)
Ответ: \underset{\left [ \frac{1}{1000};1 \right ]}{max} y(x)=0; \underset{[ \frac{1}{1000};1 \right ]}{min} y(x)=-\frac{3}{5}\sqrt[3]{\frac{4}{25}}
Найти точки максимумов и минимумов функций\(y=xe^{x-x^{2}}\)
Решение №3117: Для нахождения точек максимумов и минимумов функции \( y = xe^{x-x^2} \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(xe^{x-x^2})
\]
-
Использовать правило произведения для нахождения производной:
\[
y' = \frac{d}{dx}(x) \cdot e^{x-x^2} + x \cdot \frac{d}{dx}(e^{x-x^2})
\]
-
Найти производные каждого из множителей:
\[
\frac{d}{dx}(x) = 1
\]
\[
\frac{d}{dx}(e^{x-x^2}) = e^{x-x^2} \cdot \frac{d}{dx}(x-x^2) = e^{x-x^2} \cdot (1 - 2x)
\]
-
Подставить найденные производные в выражение для \( y' \):
\[
y' = 1 \cdot e^{x-x^2} + x \cdot e^{x-x^2} \cdot (1 - 2x)
\]
\[
y' = e^{x-x^2} \left( 1 + x(1 - 2x) \right)
\]
\[
y' = e^{x-x^2} \left( 1 + x - 2x^2 \right)
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
e^{x-x^2} \left( 1 + x - 2x^2 \right) = 0
\]
-
Так как \( e^{x-x^2} \) никогда не равно нулю, уравнение сводится к:
\[
1 + x - 2x^2 = 0
\]
-
Решить квадратное уравнение:
\[
2x^2 - x - 1 = 0
\]
-
Использовать формулу для решения квадратного уравнения \( ax^2 + bx + c = 0 \):
\[
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
-
Подставить коэффициенты \( a = 2 \), \( b = -1 \), \( c = -1 \):
\[
x = \frac{-(-1) \pm \sqrt{(-1)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-1)}}{2 \cdot 2}
\]
\[
x = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 8}}{4}
\]
\[
x = \frac{1 \pm \sqrt{9}}{4}
\]
\[
x = \frac{1 \pm 3}{4}
\]
-
Получить два корня:
\[
x_1 = \frac{1 + 3}{4} = 1
\]
\[
x_2 = \frac{1 - 3}{4} = -\frac{1}{2}
\]
-
Проверить вторую производную для определения характера критических точек:
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( e^{x-x^2} \left( 1 + x - 2x^2 \right) \right)
\]
-
Использовать правило произведения для нахождения второй производной:
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( e^{x-x^2} \right) \cdot \left( 1 + x - 2x^2 \right) + e^{x-x^2} \cdot \frac{d}{dx} \left( 1 + x - 2x^2 \right)
\]
\[
y' = e^{x-x^2} \cdot (1 - 2x) \cdot \left( 1 + x - 2x^2 \right) + e^{x-x^2} \cdot (1 - 4x)
\]
-
Подставить критические точки \( x = 1 \) и \( x = -\frac{1}{2} \) во вторую производную и определить характер точек:
\[
y'(1) = e^{1-1^2} \left( 1 - 2 \cdot 1 \right) \left( 1 + 1 - 2 \cdot 1^2 \right) + e^{1-1^2} \left( 1 - 4 \cdot 1 \right)
\]
\[
y'(1) = e^0 \left( -1 \right) \left( 0 \right) + e^0 \left( -3 \right)
\]
\[
y'(1) = -3 < 0 \quad \text{(максимум)}
\]
\[
y'\left(-\frac{1}{2}\right) = e^{-\frac{1}{2} - \left(-\frac{1}{2}\right)^2} \left( 1 - 2 \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) \right) \left( 1 - \frac{1}{2} - 2 \left(-\frac{1}{2}\right)^2 \right) + e^{-\frac{1}{2} - \left(-\frac{1}{2}\right)^2} \left( 1 - 4 \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) \right)
\]
\[
y'\left(-\frac{1}{2}\right) = e^{-\frac{1}{4}} \left( 2 \right) \left( 0 \right) + e^{-\frac{1}{4}} \left( 3 \right)
\]
\[
y'\left(-\frac{1}{2}\right) = 3e^{-\frac{1}{4}} > 0 \quad \text{(минимум)}
\]
Ответ:
Точки максимумов и минимумов функции \( y = xe^{x-x^2} \):
Точка максимума: \( x = 1 \)
Точка минимума: \( x = -\frac{1}{2} \)
Ответ: x_{max}=1, x_{min}=-\frac{1}{2}
Найти точки максимумов и минимумов функций\(y=e^{-2x}sin^{2}x\)
Решение №3129: Для нахождения точек максимумов и минимумов функции \( y = e^{-2x} \sin^2 x \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(e^{-2x} \sin^2 x)
\]
-
Использовать правило произведения для дифференцирования:
\[
y' = \left( e^{-2x} \right)' \sin^2 x + e^{-2x} \left( \sin^2 x \right)'
\]
-
Найти производные каждой части:
\[
\left( e^{-2x} \right)' = -2e^{-2x}
\]
\[
\left( \sin^2 x \right)' = 2 \sin x \cos x
\]
-
Подставить производные в формулу:
\[
y' = -2e^{-2x} \sin^2 x + e^{-2x} \cdot 2 \sin x \cos x
\]
-
Упростить выражение:
\[
y' = e^{-2x} \left( -2 \sin^2 x + 2 \sin x \cos x \right)
\]
-
Приравнять производную к нулю для нахождения критических точек:
\[
e^{-2x} \left( -2 \sin^2 x + 2 \sin x \cos x \right) = 0
\]
-
Так как \( e^{-2x} \neq 0 \) для всех \( x \), уравнение упрощается до:
\[
-2 \sin^2 x + 2 \sin x \cos x = 0
\]
-
Разделить уравнение на 2:
\[
-\sin^2 x + \sin x \cos x = 0
\]
-
Вынести общий множитель \( \sin x \):
\[
\sin x (-\sin x + \cos x) = 0
\]
-
Рассмотреть два случая:
\[
\sin x = 0 \quad \text{или} \quad -\sin x + \cos x = 0
\]
-
Решить первое уравнение:
\[
\sin x = 0 \implies x = n\pi \quad \text{где} \quad n \in \mathbb{Z}
\]
-
Решить второе уравнение:
\[
-\sin x + \cos x = 0 \implies \sin x = \cos x \implies \tan x = 1 \implies x = \frac{\pi}{4} + k\pi \quad \text{где} \quad k \in \mathbb{Z}
\]
-
Определить, какие из этих точек являются точками максимума и минимума:
\[
\text{В точках} \quad x = n\pi \quad \text{значение функции} \quad y = e^{-2n\pi} \sin^2(n\pi) = 0
\]
\[
\text{В точках} \quad x = \frac{\pi}{4} + k\pi \quad \text{значение функции} \quad y = e^{-2(\frac{\pi}{4} + k\pi)} \sin^2(\frac{\pi}{4} + k\pi)
\]
-
Проверить вторую производную для определения характера критических точек:
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( e^{-2x} \left( -2 \sin^2 x + 2 \sin x \cos x \right) \right)
\]
-
Дифференцировать и упростить выражение:
\[
y' = e^{-2x} \left( 4 \sin^2 x - 4 \sin x \cos x - 4 \cos^2 x \right)
\]
-
Определить знак второй производной в критических точках:
\[
\text{Для} \quad x = n\pi \quad y' = e^{-2n\pi} \left( 4 \sin^2(n\pi) - 4 \sin(n\pi) \cos(n\pi) - 4 \cos^2(n\pi) \right) = -4e^{-2n\pi} < 0
\]
\[
\text{Для} \quad x = \frac{\pi}{4} + k\pi \quad y' = e^{-2(\frac{\pi}{4} + k\pi)} \left( 4 \sin^2(\frac{\pi}{4} + k\pi) - 4 \sin(\frac{\pi}{4} + k\pi) \cos(\frac{\pi}{4} + k\pi) - 4 \cos^2(\frac{\pi}{4} + k\pi) \right)
\]
-
Сравнить значения и определить точки максимума и минимума:
\[
\text{Точки} \quad x = n\pi \quad \text{являются точками максимума}
\]
\[
\text{Точки} \quad x = \frac{\pi}{4} + k\pi \quad \text{являются точками минимума}
\]
Ответ:
Точки максимума: \( x = n\pi \)
Точки минимума: \( x = \frac{\pi}{4} + k\pi \)
Ответ: x_{min}=\pi n, n\in Z; x_{max}=\frac{\pi }{4}+\pi k, k,n\in Z
Найти наименьшее значение функции на отрезке\(y=2\cdot 3^{3x}-4\cdot 2^{2x}+2\cdot 3^{x}\) на отрезке \([-1;1]\)
Решение №3409: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = 2 \cdot 3^{3x} - 4 \cdot 2^{2x} + 2 \cdot 3^x \) на отрезке \([-1; 1]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( 2 \cdot 3^{3x} - 4 \cdot 2^{2x} + 2 \cdot 3^x \right)
\]
\[
y' = 6 \cdot 3^{3x} \ln(3) - 8 \cdot 2^{2x} \ln(2) + 2 \cdot 3^x \ln(3)
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
6 \cdot 3^{3x} \ln(3) - 8 \cdot 2^{2x} \ln(2) + 2 \cdot 3^x \ln(3) = 0
\]
-
Упростить уравнение:
\[
6 \cdot 3^{3x} \ln(3) + 2 \cdot 3^x \ln(3) = 8 \cdot 2^{2x} \ln(2)
\]
\[
\ln(3) (6 \cdot 3^{3x} + 2 \cdot 3^x) = 8 \cdot 2^{2x} \ln(2)
\]
\[
3^x (6 \cdot 3^{2x} + 2) = \frac{8 \cdot 2^{2x} \ln(2)}{\ln(3)}
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
Это уравнение сложно решить аналитически, поэтому можно использовать численные методы или графики для нахождения критических точек.
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([-1; 1]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-1) = 2 \cdot 3^{-3} - 4 \cdot 2^{-2} + 2 \cdot 3^{-1} = \frac{2}{27} - \frac{4}{4} + \frac{2}{3} = \frac{2}{27} - 1 + \frac{2}{3} = \frac{2}{27} - \frac{27}{27} + \frac{18}{27} = \frac{2 - 27 + 18}{27} = \frac{-7}{27}
\]
\[
y(1) = 2 \cdot 3^3 - 4 \cdot 2^2 + 2 \cdot 3^1 = 2 \cdot 27 - 4 \cdot 4 + 2 \cdot 3 = 54 - 16 + 6 = 44
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наименьшее значение функции на отрезке.
Наименьшее значение: \( y(-1) = -\frac{7}{27} \)
Ответ:
Наименьшее значение: \( -\frac{7}{27} \)
Ответ: 0
Найти наименьшее значение функции на отрезке\(y=cos3x-15cosx+8\) на отрезке \(\left [ \frac{\pi }{3};\frac{3\pi }{2}\right ]\)
Решение №3411: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = \cos(3x) - 15 \cos(x) + 8 \) на отрезке \(\left[ \frac{\pi}{3}; \frac{3\pi}{2} \right]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx} (\cos(3x) - 15 \cos(x) + 8)
\]
\[
y' = -3 \sin(3x) \cdot 3 + 15 \sin(x)
\]
\[
y' = -9 \sin(3x) + 15 \sin(x)
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
-9 \sin(3x) + 15 \sin(x) = 0
\]
-
Приравнять уравнение к нулю и решить его:
\[
-9 \sin(3x) + 15 \sin(x) = 0
\]
\[
9 \sin(3x) = 15 \sin(x)
\]
\[
\sin(3x) = \frac{15}{9} \sin(x)
\]
\[
\sin(3x) = \frac{5}{3} \sin(x)
\]
-
Использовать формулу для синуса тройного угла:
\[
\sin(3x) = 3 \sin(x) - 4 \sin^3(x)
\]
\[
3 \sin(x) - 4 \sin^3(x) = \frac{5}{3} \sin(x)
\]
-
Решить уравнение относительно \( \sin(x) \):
\[
3 \sin(x) - 4 \sin^3(x) = \frac{5}{3} \sin(x)
\]
\[
3 \sin(x) - \frac{5}{3} \sin(x) = 4 \sin^3(x)
\]
\[
\left(3 - \frac{5}{3}\right) \sin(x) = 4 \sin^3(x)
\]
\[
\frac{4}{3} \sin(x) = 4 \sin^3(x)
\]
\[
\sin(x) = 3 \sin^3(x)
\]
\[
\sin(x) (1 - 3 \sin^2(x)) = 0
\]
-
Решить уравнение:
\[
\sin(x) = 0 \quad \text{или} \quad 1 - 3 \sin^2(x) = 0
\]
\[
\sin(x) = 0 \quad \text{или} \quad \sin^2(x) = \frac{1}{3}
\]
\[
\sin(x) = 0 \quad \text{или} \quad \sin(x) = \pm \frac{1}{\sqrt{3}}
\]
-
Найти соответствующие значения \( x \) в пределах отрезка \(\left[ \frac{\pi}{3}; \frac{3\pi}{2} \right]\):
\[
\sin(x) = 0 \implies x = \pi
\]
\[
\sin(x) = \frac{1}{\sqrt{3}} \implies x = \frac{\pi}{3}
\]
\[
\sin(x) = -\frac{1}{\sqrt{3}} \implies x = \frac{5\pi}{6}
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y\left(\frac{\pi}{3}\right) = \cos\left(3 \cdot \frac{\pi}{3}\right) - 15 \cos\left(\frac{\pi}{3}\right) + 8 = \cos(\pi) - 15 \cdot \frac{1}{2} + 8 = -1 - 7.5 + 8 = -0.5
\]
\[
y\left(\frac{5\pi}{6}\right) = \cos\left(3 \cdot \frac{5\pi}{6}\right) - 15 \cos\left(\frac{5\pi}{6}\right) + 8 = \cos\left(\frac{5\pi}{2}\right) - 15 \cdot \left(-\frac{\sqrt{3}}{2}\right) + 8 = 0 + \frac{15\sqrt{3}}{2} + 8
\]
\[
y(\pi) = \cos(3\pi) - 15 \cos(\pi) + 8 = -1 - 15 \cdot (-1) + 8 = -1 + 15 + 8 = 22
\]
\[
y\left(\frac{3\pi}{2}\right) = \cos\left(3 \cdot \frac{3\pi}{2}\right) - 15 \cos\left(\frac{3\pi}{2}\right) + 8 = \cos\left(\frac{9\pi}{2}\right) - 15 \cdot 0 + 8 = 0 + 8 = 8
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наименьшее значение функции на отрезке:
Наименьшее значение: \( y\left(\frac{\pi}{3}\right) = -0.5 \)
Ответ:
Наименьшее значение: \( -0.5 \)
Ответ: -0.5
Найти наименьшее значение функции на отрезке\(y=\frac{2}{1+\sqrt{2}sin\left ( x+\frac{\pi }{4} \right )}\) на отрезке \(\left [0;\frac{\pi }{2} \right ]\)
Решение №3412: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = \frac{2}{1 + \sqrt{2} \sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right)} \) на отрезке \(\left[0; \frac{\pi}{2}\right]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Исследовать поведение функции \( y \) на заданном отрезке.
-
Рассмотрим функцию \( \sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \).
-
Определим диапазон значений \( x + \frac{\pi}{4} \) на отрезке \(\left[0; \frac{\pi}{2}\right]\):
\[
x + \frac{\pi}{4} \in \left[\frac{\pi}{4}; \frac{3\pi}{4}\right]
\]
-
Найдем диапазон значений \( \sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \) на этом интервале:
\[
\sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \in \left[\sin\left(\frac{\pi}{4}\right); \sin\left(\frac{3\pi}{4}\right)\right]
\]
\[
\sin\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2}, \quad \sin\left(\frac{3\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2}
\]
-
Таким образом, \( \sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \) принимает значения в диапазоне:
\[
\sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \in \left[\frac{\sqrt{2}}{2}; 1\right]
\]
-
Теперь найдем диапазон значений \( 1 + \sqrt{2} \sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \):
\[
1 + \sqrt{2} \sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \in \left[1 + \sqrt{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}; 1 + \sqrt{2} \cdot 1\right]
\]
\[
1 + \sqrt{2} \sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \in \left[1 + 1; 1 + \sqrt{2}\right]
\]
\[
1 + \sqrt{2} \sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right) \in \left[2; 1 + \sqrt{2}\right]
\]
-
Теперь найдем диапазон значений функции \( y \):
\[
y = \frac{2}{1 + \sqrt{2} \sin\left(x + \frac{\pi}{4}\right)} \in \left[\frac{2}{1 + \sqrt{2}}; \frac{2}{2}\right]
\]
\[
y \in \left[\frac{2}{1 + \sqrt{2}}; 1\right]
\]
-
Наименьшее значение функции \( y \) на отрезке \(\left[0; \frac{\pi}{2}\right]\):
\[
y_{\min} = \frac{2}{1 + \sqrt{2}}
\]
Ответ:
Наименьшее значение функции: \( \frac{2}{1 + \sqrt{2}} \)
Ответ: \frac{2}{1+\sqrt{2}}
Найти наибольшее функции на отрезке\(y=\frac{1}{ln2}(2^{x}+2^{-x})\) на отрезке \([-1;2]\)
Решение №3421: Для нахождения наибольшего значения функции \( y = \frac{1}{\ln 2}(2^x + 2^{-x}) \) на отрезке \([-1; 2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{1}{\ln 2}(2^x + 2^{-x})\right)
\]
-
Применим правило производной суммы и цепного правила:
\[
y' = \frac{1}{\ln 2} \left( \frac{d}{dx}(2^x) + \frac{d}{dx}(2^{-x}) \right)
\]
-
Найдем производные каждого слагаемого:
\[
\frac{d}{dx}(2^x) = 2^x \ln 2
\]
\[
\frac{d}{dx}(2^{-x}) = 2^{-x} \ln 2 \cdot (-1) = -2^{-x} \ln 2
\]
-
Подставим производные обратно в выражение для \( y' \):
\[
y' = \frac{1}{\ln 2} \left( 2^x \ln 2 - 2^{-x} \ln 2 \right)
\]
\[
y' = 2^x - 2^{-x}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
2^x - 2^{-x} = 0
\]
-
Решим уравнение относительно \( x \):
\[
2^x = 2^{-x}
\]
-
Подставим \( u = 2^x \):
\[
u = \frac{1}{u}
\]
\[
u^2 = 1
\]
\[
u = \pm 1
\]
-
Так как \( u = 2^x > 0 \), то \( u = 1 \):
\[
2^x = 1 \implies x = 0
\]
-
Проверим, попадает ли критическая точка \( x = 0 \) в отрезок \([-1; 2]\):
Критическая точка \( x = 0 \) попадает в отрезок \([-1; 2]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-1) = \frac{1}{\ln 2}(2^{-1} + 2^1) = \frac{1}{\ln 2}\left(\frac{1}{2} + 2\right) = \frac{1}{\ln 2} \cdot \frac{5}{2} = \frac{5}{2 \ln 2}
\]
\[
y(0) = \frac{1}{\ln 2}(2^0 + 2^0) = \frac{1}{\ln 2}(1 + 1) = \frac{2}{\ln 2}
\]
\[
y(2) = \frac{1}{\ln 2}(2^2 + 2^{-2}) = \frac{1}{\ln 2}\left(4 + \frac{1}{4}\right) = \frac{1}{\ln 2} \cdot \frac{17}{4} = \frac{17}{4 \ln 2}
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее значение функции на отрезке:
\[
y(-1) = \frac{5}{2 \ln 2} \approx 3.608
\]
\[
y(0) = \frac{2}{\ln 2} \approx 2.885
\]
\[
y(2) = \frac{17}{4 \ln 2} \approx 5.983
\]
-
Наибольшее значение: \( y(2) = \frac{17}{4 \ln 2} \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( \frac{17}{4 \ln 2} \)
Ответ: 17/(4ln2)
Найти наименьшее значение функции \(y=(5-2x)^{3}(5-4x)\) на промежутке\( (2; +\infty]\)
Решение №3438: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = (5 - 2x)^3(5 - 4x) \) на промежутке \( (2; +\infty] \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y = (5 - 2x)^3(5 - 4x)
\]
Применим правило произведения для нахождения производной:
\[
y' = (5 - 2x)^3 \cdot \frac{d}{dx}(5 - 4x) + (5 - 4x) \cdot \frac{d}{dx}(5 - 2x)^3
\]
\[
y' = (5 - 2x)^3 \cdot (-4) + (5 - 4x) \cdot 3(5 - 2x)^2 \cdot (-2)
\]
\[
y' = -4(5 - 2x)^3 - 6(5 - 4x)(5 - 2x)^2
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
-4(5 - 2x)^3 - 6(5 - 4x)(5 - 2x)^2 = 0
\]
Вынесем \( (5 - 2x)^2 \) за скобки:
\[
(5 - 2x)^2 \left[ -4(5 - 2x) - 6(5 - 4x) \right] = 0
\]
\[
(5 - 2x)^2 \left[ -4(5 - 2x) - 6(5 - 4x) \right] = 0
\]
\[
(5 - 2x)^2 \left[ -20 + 8x - 30 + 24x \right] = 0
\]
\[
(5 - 2x)^2 \left[ -50 + 32x \right] = 0
\]
Решим уравнение \( (5 - 2x)^2 = 0 \):
\[
5 - 2x = 0 \implies x = \frac{5}{2}
\]
Решим уравнение \( -50 + 32x = 0 \):
\[
32x = 50 \implies x = \frac{50}{32} = \frac{25}{16}
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в промежуток \( (2; +\infty] \):
\[
x = \frac{5}{2} \approx 2.5 \quad \text{(попадает)}
\]
\[
x = \frac{25}{16} \approx 1.5625 \quad \text{(не попадает)}
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах промежутка:
\[
y\left(\frac{5}{2}\right) = \left(5 - 2 \cdot \frac{5}{2}\right)^3 \left(5 - 4 \cdot \frac{5}{2}\right) = (5 - 5)^3 (5 - 10) = 0^3 (-5) = 0
\]
\[
y(2) = (5 - 2 \cdot 2)^3 (5 - 4 \cdot 2) = (5 - 4)^3 (5 - 8) = 1^3 (-3) = -3
\]
\[
y(+\infty) = (5 - 2 \cdot \infty)^3 (5 - 4 \cdot \infty) \rightarrow -\infty
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наименьшее значение функции на промежутке:
Наименьшее значение: \( y(+\infty) = -\infty \)
Ответ:
Наименьшее значение: \( -\infty \)
Ответ: -3
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=x+\frac{4}{(x-2)^{2}}\) на отрезке \([0;5]\)
Решение №6958: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = x + \frac{4}{(x-2)^2} \) на отрезке \([0; 5]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( x + \frac{4}{(x-2)^2} \right)
\]
\[
y' = 1 + \frac{d}{dx} \left( \frac{4}{(x-2)^2} \right)
\]
\[
y' = 1 + 4 \cdot \frac{d}{dx} \left( (x-2)^{-2} \right)
\]
\[
y' = 1 + 4 \cdot (-2) \cdot (x-2)^{-3} \cdot \frac{d}{dx} (x-2)
\]
\[
y' = 1 - 8 \cdot (x-2)^{-3}
\]
\[
y' = 1 - \frac{8}{(x-2)^3}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
1 - \frac{8}{(x-2)^3} = 0
\]
\[
\frac{8}{(x-2)^3} = 1
\]
\[
(x-2)^3 = 8
\]
\[
x-2 = 2
\]
\[
x = 4
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([0; 5]\):
Критическая точка \( x = 4 \) попадает в отрезок \([0; 5]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(0) = 0 + \frac{4}{(0-2)^2} = 0 + \frac{4}{4} = 1
\]
\[
y(4) = 4 + \frac{4}{(4-2)^2} = 4 + \frac{4}{4} = 5
\]
\[
y(5) = 5 + \frac{4}{(5-2)^2} = 5 + \frac{4}{9} = 5 + \frac{4}{9} = 5.444\ldots
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
\[
y(0) = 1
\]
\[
y(4) = 5
\]
\[
y(5) = 5.444\ldots
\]
-
Наибольшее значение: \( y(5) = 5.444\ldots \)
-
Наименьшее значение: \( y(0) = 1 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 5.444\ldots \)
Наименьшее значение: \( 1 \)
Ответ: \underset{[0;5]}{max} y(x) не существует; \underset{[0;5]}{max} y(x) ; \underset{[0;5]}{min} y(x)=1
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=2\sqrt{x}-x\) на отрезке \([0;9]\)
Решение №6959: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = 2\sqrt{x} - x \) на отрезке \([0; 9]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(2\sqrt{x} - x) = 2 \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} - 1 = \frac{1}{\sqrt{x}} - 1
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\frac{1}{\sqrt{x}} - 1 = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
\frac{1}{\sqrt{x}} = 1 \implies \sqrt{x} = 1 \implies x = 1
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([0; 9]\):
Критическая точка \( x = 1 \) попадает в отрезок \([0; 9]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(0) = 2\sqrt{0} - 0 = 0
\]
\[
y(1) = 2\sqrt{1} - 1 = 2 - 1 = 1
\]
\[
y(9) = 2\sqrt{9} - 9 = 2 \cdot 3 - 9 = 6 - 9 = -3
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( y(1) = 1 \)
Наименьшее значение: \( y(9) = -3 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 1 \)
Наименьшее значение: \( -3 \)
Ответ: \underset{[0;9]}{max} y(x)=1; \underset{[0;9]}{min} y(x)=-3
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=\frac{1}{3}x^{3}-\frac{3}{2}x^{2}+1\) на отрезке \([-1;1]\)
Решение №6960: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = \frac{1}{3}x^3 - \frac{3}{2}x^2 + 1 \) на отрезке \([-1; 1]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{1}{3}x^3 - \frac{3}{2}x^2 + 1\right) = x^2 - 3x
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
x^2 - 3x = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
x(x - 3) = 0
\]
\[
x_1 = 0
\]
\[
x_2 = 3
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([-1; 1]\):
\[
x = 0 \text{ попадает в отрезок } [-1; 1]
\]
\[
x = 3 \text{ не попадает в отрезок } [-1; 1]
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-1) = \frac{1}{3}(-1)^3 - \frac{3}{2}(-1)^2 + 1 = -\frac{1}{3} - \frac{3}{2} + 1 = -\frac{1}{3} - \frac{3}{2} + \frac{3}{3} = -\frac{1}{3} - \frac{3}{2} + 1 = -\frac{1}{3} - \frac{3}{2} + \frac{3}{3} = -\frac{1}{3} - \frac{3}{2} + 1 = -\frac{1}{3} - \frac{3}{2} + \frac{3}{3} = -\frac{7}{6}
\]
\[
y(0) = \frac{1}{3}(0)^3 - \frac{3}{2}(0)^2 + 1 = 1
\]
\[
y(1) = \frac{1}{3}(1)^3 - \frac{3}{2}(1)^2 + 1 = \frac{1}{3} - \frac{3}{2} + 1 = \frac{1}{3} - \frac{3}{2} + \frac{3}{3} = \frac{1}{3} - \frac{3}{2} + 1 = \frac{1}{3} - \frac{3}{2} + \frac{3}{3} = -\frac{1}{6}
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
\[
\text{Наибольшее значение: } y(0) = 1
\]
\[
\text{Наименьшее значение: } y(-1) = -\frac{7}{6}
\]
Ответ:
Наибольшее значение: \( 1 \)
Наименьшее значение: \( -\frac{7}{6} \)
Ответ: \underset{[-1;1]}{max} y(x)=1; \underset{[-1;1]}{min} y(x)=-\frac{1}{6}
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=-3x^{3}-9x^{2}+3\) на отрезке \([-1;1]\)
Решение №6961: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = -3x^3 - 9x^2 + 3 \) на отрезке \([-1; 1]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(-3x^3 - 9x^2 + 3) = -9x^2 - 18x
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
-9x^2 - 18x = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
-9x(x + 2) = 0
\]
-
Получаем два корня:
\[
x_1 = 0
\]
\[
x_2 = -2
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([-1; 1]\):
Критическая точка \( x = -2 \) не попадает в отрезок \([-1; 1]\), а точка \( x = 0 \) попадает.
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-1) = -3(-1)^3 - 9(-1)^2 + 3 = 3 - 9 + 3 = -3
\]
\[
y(0) = -3(0)^3 - 9(0)^2 + 3 = 3
\]
\[
y(1) = -3(1)^3 - 9(1)^2 + 3 = -3 - 9 + 3 = -9
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
\[
y(-1) = -3
\]
\[
y(0) = 3
\]
\[
y(1) = -9
\]
-
Наибольшее значение: \( y(0) = 3 \)
-
Наименьшее значение: \( y(1) = -9 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 3 \)
Наименьшее значение: \( -9 \)
Ответ: \underset{[-1;1]}{max} y(x)=3; \underset{[-1;1]}{min} y(x)=-9
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=\frac{x}{8}+\frac{2}{x}\) на отрезке \([1;6]\)
Решение №6963:
-
Найти производную функции \( y = \frac{x}{8} + \frac{2}{x} \):
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{x}{8} + \frac{2}{x}\right) = \frac{1}{8} - \frac{2}{x^2}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\frac{1}{8} - \frac{2}{x^2} = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
\frac{1}{8} = \frac{2}{x^2}
\]
-
Умножим обе части уравнения на \( 8x^2 \):
\[
x^2 = 16
\]
-
Возьмем корень из обеих сторон:
\[
x = \pm 4
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([1; 6]\):
\[
x = 4 \quad \text{(попадает в отрезок)}
\]
\[
x = -4 \quad \text{(не попадает в отрезок)}
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(1) = \frac{1}{8} + \frac{2}{1} = \frac{1}{8} + 2 = \frac{1}{8} + \frac{16}{8} = \frac{17}{8}
\]
\[
y(4) = \frac{4}{8} + \frac{2}{4} = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} = 1
\]
\[
y(6) = \frac{6}{8} + \frac{2}{6} = \frac{3}{4} + \frac{1}{3} = \frac{9}{12} + \frac{4}{12} = \frac{13}{12}
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
\[
y(1) = \frac{17}{8} = 2.125
\]
\[
y(4) = 1
\]
\[
y(6) = \frac{13}{12} \approx 1.083
\]
-
Наибольшее значение: \( y(1) = \frac{17}{8} \)
-
Наименьшее значение: \( y(4) = 1 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( \frac{17}{8} \)
Наименьшее значение: \( 1 \)
Ответ: \underset{[1;6]}{max} y(x)=2\frac{1}{8}; \underset{[1;6]}{min} y(x)=1
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=-x^{4}+2x^{2}+3\) на отрезке \([-2;2]\)
Решение №6967: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = -x^4 + 2x^2 + 3 \) на отрезке \([-2; 2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(-x^4 + 2x^2 + 3) = -4x^3 + 4x
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
-4x^3 + 4x = 0
\]
-
Вынести общий множитель:
\[
4x(1 - x^2) = 0
\]
-
Разделить уравнение на два уравнения:
\[
4x = 0 \quad \text{или} \quad 1 - x^2 = 0
\]
-
Решить уравнения относительно \( x \):
\[
x = 0 \quad \text{или} \quad x^2 = 1 \implies x = 1 \quad \text{или} \quad x = -1
\]
-
Полученные критические точки:
\[
x_1 = 0, \quad x_2 = 1, \quad x_3 = -1
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-2) = -(-2)^4 + 2(-2)^2 + 3 = -16 + 8 + 3 = -5
\]
\[
y(-1) = -(-1)^4 + 2(-1)^2 + 3 = -1 + 2 + 3 = 4
\]
\[
y(0) = -0^4 + 2(0)^2 + 3 = 3
\]
\[
y(1) = -(1)^4 + 2(1)^2 + 3 = -1 + 2 + 3 = 4
\]
\[
y(2) = -(2)^4 + 2(2)^2 + 3 = -16 + 8 + 3 = -5
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( y(-1) = 4 \) и \( y(1) = 4 \)
Наименьшее значение: \( y(-2) = -5 \) и \( y(2) = -5 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 4 \)
Наименьшее значение: \( -5 \)
Ответ: \underset{[-2;2]}{max} y(x)=4; \underset{[-2;2]}{min} y(x)=-5
Найти точки максимумов и минимумов функций\(y=\frac{x}{lnx}\)
Решение №7008: Для нахождения точек максимумов и минимумов функции \( y = \frac{x}{\ln x} \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( \frac{x}{\ln x} \right)
\]
-
Применим правило дифференцирования частного:
\[
y' = \frac{(\ln x) \cdot \frac{d}{dx}(x) - x \cdot \frac{d}{dx}(\ln x)}{(\ln x)^2}
\]
-
Вычислим производные:
\[
\frac{d}{dx}(x) = 1 \quad \text{и} \quad \frac{d}{dx}(\ln x) = \frac{1}{x}
\]
-
Подставим производные в формулу:
\[
y' = \frac{\ln x \cdot 1 - x \cdot \frac{1}{x}}{(\ln x)^2} = \frac{\ln x - 1}{(\ln x)^2}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\frac{\ln x - 1}{(\ln x)^2} = 0
\]
-
Решим уравнение относительно \( x \):
\[
\ln x - 1 = 0 \implies \ln x = 1 \implies x = e
\]
-
Проверим, является ли точка \( x = e \) точкой экстремума, используя вторую производную:
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( \frac{\ln x - 1}{(\ln x)^2} \right)
\]
-
Вычислим вторую производную:
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( \frac{\ln x - 1}{(\ln x)^2} \right)
\]
-
Применим правило дифференцирования частного:
\[
y' = \frac{(\ln x)^2 \cdot \frac{d}{dx}(\ln x - 1) - (\ln x - 1) \cdot \frac{d}{dx}((\ln x)^2)}{((\ln x)^2)^2}
\]
-
Вычислим производные:
\[
\frac{d}{dx}(\ln x - 1) = \frac{1}{x} \quad \text{и} \quad \frac{d}{dx}((\ln x)^2) = 2 \ln x \cdot \frac{1}{x}
\]
-
Подставим производные в формулу:
\[
y' = \frac{(\ln x)^2 \cdot \frac{1}{x} - (\ln x - 1) \cdot 2 \ln x \cdot \frac{1}{x}}{(\ln x)^4}
\]
-
Упростим выражение:
\[
y' = \frac{(\ln x)^2 \cdot \frac{1}{x} - 2 (\ln x)^2 \cdot \frac{1}{x} + 2 \ln x \cdot \frac{1}{x}}{(\ln x)^4}
\]
\[
y' = \frac{-\ln x + 2}{x (\ln x)^3}
\]
-
Оценим вторую производную в точке \( x = e \):
\[
y'(e) = \frac{-\ln e + 2}{e (\ln e)^3} = \frac{-1 + 2}{e \cdot 1^3} = \frac{1}{e} > 0
\]
-
Так как вторая производная положительна в точке \( x = e \), точка \( x = e \) является точкой минимума.
Ответ:
Точка минимума: \( x = e \)
Ответ: x_{min}=e
Найти наименьшее значение функции на отрезке\(y=\sqrt{100-x^{2}}\) на отрезке \([-6;8]\)
Решение №7276: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = \sqrt{100 - x^2} \) на отрезке \([-6; 8]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Записать функцию:
\[
y = \sqrt{100 - x^2}
\]
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( \sqrt{100 - x^2} \right)
\]
Используем правило дифференцирования корня:
\[
y' = \frac{1}{2 \sqrt{100 - x^2}} \cdot (-2x) = \frac{-x}{\sqrt{100 - x^2}}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\frac{-x}{\sqrt{100 - x^2}} = 0
\]
\[
-x = 0 \implies x = 0
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([-6; 8]\):
Критическая точка \( x = 0 \) попадает в отрезок \([-6; 8]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-6) = \sqrt{100 - (-6)^2} = \sqrt{100 - 36} = \sqrt{64} = 8
\]
\[
y(0) = \sqrt{100 - 0^2} = \sqrt{100} = 10
\]
\[
y(8) = \sqrt{100 - 8^2} = \sqrt{100 - 64} = \sqrt{36} = 6
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наименьшее значение функции на отрезке:
Наименьшее значение: \( y(8) = 6 \)
Ответ:
Наименьшее значение: \( 6 \)
Ответ: 6
Найти наибольшее функции на отрезке\(y=\sqrt[3]{\frac{x^{2}}{2x-1}}\) на отрезке \([\frac{3}{4};2]\)
Решение №7291: Для нахождения наибольшего значения функции \( y = \sqrt[3]{\frac{x^2}{2x-1}} \) на отрезке \([\frac{3}{4}; 2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y = \left( \frac{x^2}{2x-1} \right)^{\frac{1}{3}}
\]
\[
y' = \frac{1}{3} \left( \frac{x^2}{2x-1} \right)^{-\frac{2}{3}} \cdot \frac{d}{dx} \left( \frac{x^2}{2x-1} \right)
\]
Найдем производную внутренней функции:
\[
\frac{d}{dx} \left( \frac{x^2}{2x-1} \right) = \frac{(2x)(2x-1) - x^2(2)}{(2x-1)^2} = \frac{2x(2x-1) - 2x^2}{(2x-1)^2} = \frac{2x^2 - 2x}{(2x-1)^2}
\]
\[
y' = \frac{1}{3} \left( \frac{x^2}{2x-1} \right)^{-\frac{2}{3}} \cdot \frac{2x^2 - 2x}{(2x-1)^2}
\]
Упростим выражение:
\[
y' = \frac{1}{3} \cdot \frac{(2x-1)^{\frac{2}{3}}}{x^{\frac{4}{3}}} \cdot \frac{2x(x-1)}{(2x-1)^2} = \frac{2x(x-1)}{3x^{\frac{4}{3}}(2x-1)^{\frac{4}{3}}}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\frac{2x(x-1)}{3x^{\frac{4}{3}}(2x-1)^{\frac{4}{3}}} = 0
\]
Это уравнение будет равно нулю, если:
\[
2x(x-1) = 0
\]
Решим это уравнение:
\[
x = 0 \quad \text{или} \quad x = 1
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([\frac{3}{4}; 2]\):
Критическая точка \( x = 0 \) не попадает в отрезок \([\frac{3}{4}; 2]\), а точка \( x = 1 \) попадает.
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y\left(\frac{3}{4}\right) = \sqrt[3]{\frac{\left(\frac{3}{4}\right)^2}{2 \cdot \frac{3}{4} - 1}} = \sqrt[3]{\frac{\left(\frac{3}{4}\right)^2}{\frac{3}{2} - 1}} = \sqrt[3]{\frac{\left(\frac{3}{4}\right)^2}{\frac{1}{2}}} = \sqrt[3]{\frac{\left(\frac{3}{4}\right)^2 \cdot 2}{1}} = \sqrt[3]{\frac{9}{8}}
\]
\[
y(1) = \sqrt[3]{\frac{1^2}{2 \cdot 1 - 1}} = \sqrt[3]{\frac{1}{1}} = 1
\]
\[
y(2) = \sqrt[3]{\frac{2^2}{2 \cdot 2 - 1}} = \sqrt[3]{\frac{4}{3}}
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее значение функции на отрезке:
\[
y\left(\frac{3}{4}\right) = \sqrt[3]{\frac{9}{8}}
\]
\[
y(1) = 1
\]
\[
y(2) = \sqrt[3]{\frac{4}{3}}
\]
Сравним значения:
\[
\sqrt[3]{\frac{9}{8}} \approx 1.067
\]
\[
\sqrt[3]{\frac{4}{3}} \approx 1.115
\]
Наибольшее значение: \( y(2) = \sqrt[3]{\frac{4}{3}} \approx 1.115 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( \sqrt[3]{\frac{4}{3}} \)
Ответ: \underset{[\frac{3}{4};2]}{max} y(x)=\sqrt[4]{\frac{4}{3}}; \underset{[\frac{3}{4};2]}{min} y(x)=1
Найти наибольшее функции на отрезке\(y=sinx+cos2x\) на отрезке \([0;\pi ]\)
Решение №7296: Для нахождения наибольшего значения функции \( y = \sin x + \cos 2x \) на отрезке \([0; \pi]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(\sin x + \cos 2x) = \cos x - 2 \sin 2x
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\cos x - 2 \sin 2x = 0
\]
-
Используем тождество \( \sin 2x = 2 \sin x \cos x \):
\[
\cos x - 2 \cdot 2 \sin x \cos x = 0
\]
\[
\cos x - 4 \sin x \cos x = 0
\]
\[
\cos x (1 - 4 \sin x) = 0
\]
-
Решить уравнение \( \cos x (1 - 4 \sin x) = 0 \):
\[
\cos x = 0 \quad \text{или} \quad 1 - 4 \sin x = 0
\]
-
Решим каждое из уравнений:
\[
\cos x = 0 \implies x = \frac{\pi}{2}
\]
\[
1 - 4 \sin x = 0 \implies \sin x = \frac{1}{4} \implies x = \arcsin \frac{1}{4}
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([0; \pi]\):
\[
x = \frac{\pi}{2} \quad \text{и} \quad x = \arcsin \frac{1}{4}
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(0) = \sin 0 + \cos 2 \cdot 0 = 0 + 1 = 1
\]
\[
y\left(\frac{\pi}{2}\right) = \sin \frac{\pi}{2} + \cos 2 \cdot \frac{\pi}{2} = 1 + \cos \pi = 1 - 1 = 0
\]
\[
y(\pi) = \sin \pi + \cos 2 \pi = 0 + 1 = 1
\]
\[
y\left(\arcsin \frac{1}{4}\right) = \sin \left(\arcsin \frac{1}{4}\right) + \cos 2 \left(\arcsin \frac{1}{4}\right)
\]
\[
= \frac{1}{4} + \cos \left(2 \arcsin \frac{1}{4}\right)
\]
-
Используем тождество \( \cos 2\theta = 1 - 2 \sin^2 \theta \):
\[
\cos \left(2 \arcsin \frac{1}{4}\right) = 1 - 2 \left(\frac{1}{4}\right)^2 = 1 - 2 \cdot \frac{1}{16} = 1 - \frac{1}{8} = \frac{7}{8}
\]
\[
y\left(\arcsin \frac{1}{4}\right) = \frac{1}{4} + \frac{7}{8} = \frac{1}{4} + \frac{7}{8} = \frac{2}{8} + \frac{7}{8} = \frac{9}{8}
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее значение функции на отрезке:
\[
y(0) = 1, \quad y\left(\frac{\pi}{2}\right) = 0, \quad y(\pi) = 1, \quad y\left(\arcsin \frac{1}{4}\right) = \frac{9}{8}
\]
Наибольшее значение: \( y\left(\arcsin \frac{1}{4}\right) = \frac{9}{8} \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( \frac{9}{8} \)
Ответ: 1.125
Найти наибольшее значение функций\(y=|\sqrt{6x-x^{2}-5}-3|+\sqrt{6x-x^{2}-5} +x^{3}-6x^{2}\)
Решение №7306: Для нахождения наибольшего значения функции \( y = |\sqrt{6x - x^2 - 5} - 3| + \sqrt{6x - x^2 - 5} + x^3 - 6x^2 \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Определить область допустимых значений (ОДЗ) функции \( y \). Она зависит от выражения под корнем \( \sqrt{6x - x^2 - 5} \).
\[
6x - x^2 - 5 \geq 0
\]
-
Решим неравенство:
\[
-x^2 + 6x - 5 \geq 0
\]
-
Приведем квадратное уравнение к стандартному виду:
\[
x^2 - 6x + 5 \leq 0
\]
-
Решим квадратное уравнение \( x^2 - 6x + 5 = 0 \):
\[
x = \frac{6 \pm \sqrt{36 - 20}}{2} = \frac{6 \pm \sqrt{16}}{2} = \frac{6 \pm 4}{2}
\]
-
Получаем два корня:
\[
x_1 = \frac{6 + 4}{2} = 5
\]
\[
x_2 = \frac{6 - 4}{2} = 1
\]
-
Область допустимых значений:
\[
1 \leq x \leq 5
\]
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y = |\sqrt{6x - x^2 - 5} - 3| + \sqrt{6x - x^2 - 5} + x^3 - 6x^2
\]
-
Рассмотрим два случая для \( |\sqrt{6x - x^2 - 5} - 3| \):
-
Случай 1: \( \sqrt{6x - x^2 - 5} - 3 \geq 0 \)
\[
y = \sqrt{6x - x^2 - 5} - 3 + \sqrt{6x - x^2 - 5} + x^3 - 6x^2 = 2\sqrt{6x - x^2 - 5} - 3 + x^3 - 6x^2
\]
-
Случай 2: \( \sqrt{6x - x^2 - 5} - 3 < 0 \)
\[
y = -(\sqrt{6x - x^2 - 5} - 3) + \sqrt{6x - x^2 - 5} + x^3 - 6x^2 = 3 + x^3 - 6x^2
\]
-
Найдем производную для первого случая:
\[
y' = \frac{d}{dx}(2\sqrt{6x - x^2 - 5} - 3 + x^3 - 6x^2)
\]
\[
y' = 2 \cdot \frac{6 - 2x}{2\sqrt{6x - x^2 - 5}} + 3x^2 - 12x = \frac{6 - 2x}{\sqrt{6x - x^2 - 5}} + 3x^2 - 12x
\]
-
Найдем производную для второго случая:
\[
y' = \frac{d}{dx}(3 + x^3 - 6x^2)
\]
\[
y' = 3x^2 - 12x
\]
-
Найти критические точки, решив уравнения \( y' = 0 \) для обоих случаев.
-
Для первого случая:
\[
\frac{6 - 2x}{\sqrt{6x - x^2 - 5}} + 3x^2 - 12x = 0
\]
-
Для второго случая:
\[
3x^2 - 12x = 0
\]
\[
3x(x - 4) = 0
\]
\[
x = 0 \quad \text{или} \quad x = 4
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в ОДЗ \( 1 \leq x \leq 5 \):
Точка \( x = 0 \) не попадает в ОДЗ, а точка \( x = 4 \) попадает.
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(1) = |\sqrt{6 \cdot 1 - 1^2 - 5} - 3| + \sqrt{6 \cdot 1 - 1^2 - 5} + 1^3 - 6 \cdot 1^2 = |0 - 3| + 0 + 1 - 6 = 3 + 0 + 1 - 6 = -2
\]
\[
y(4) = |\sqrt{6 \cdot 4 - 4^2 - 5} - 3| + \sqrt{6 \cdot 4 - 4^2 - 5} + 4^3 - 6 \cdot 4^2 = |0 - 3| + 0 + 64 - 96 = 3 + 0 + 64 - 96 = -29
\]
\[
y(5) = |\sqrt{6 \cdot 5 - 5^2 - 5} - 3| + \sqrt{6 \cdot 5 - 5^2 - 5} + 5^3 - 6 \cdot 5^2 = |0 - 3| + 0 + 125 - 150 = 3 + 0 + 125 - 150 = -22
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее значение функции на отрезке:
\[
\text{Наибольшее значение: } y(1) = -2
\]
Ответ:
Наибольшее значение: \( -2 \)
Ответ: -2
Найти наибольшее значение функций\(y=|6-\sqrt{20-5x^{2}}|+x^{2}-4x^{3}+\sqrt{20-5x^{2}}\)
Решение №7307: Для нахождения наибольшего значения функции \( y = |6 - \sqrt{20 - 5x^2}| + x^2 - 4x^3 + \sqrt{20 - 5x^2} \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Определить область допустимых значений (ОДЗ) для функции. Функция определена, если выражение под корнем неотрицательно:
\[
20 - 5x^2 \geq 0 \implies x^2 \leq 4 \implies -2 \leq x \leq 2
\]
-
Упростить функцию, учитывая область допустимых значений:
\[
y = |6 - \sqrt{20 - 5x^2}| + x^2 - 4x^3 + \sqrt{20 - 5x^2}
\]
-
Рассмотрим два случая для модуля:
-
Случай 1: \( 6 - \sqrt{20 - 5x^2} \geq 0 \):
\[
y = 6 - \sqrt{20 - 5x^2} + x^2 - 4x^3 + \sqrt{20 - 5x^2} = 6 + x^2 - 4x^3
\]
-
Случай 2: \( 6 - \sqrt{20 - 5x^2} < 0 \):
\[
y = -(6 - \sqrt{20 - 5x^2}) + x^2 - 4x^3 + \sqrt{20 - 5x^2} = -6 + \sqrt{20 - 5x^2} + x^2 - 4x^3 + \sqrt{20 - 5x^2} = -6 + 2\sqrt{20 - 5x^2} + x^2 - 4x^3
\]
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(6 + x^2 - 4x^3) = 2x - 12x^2
\]
\[
y' = \frac{d}{dx}(-6 + 2\sqrt{20 - 5x^2} + x^2 - 4x^3) = 2x - 12x^2 + \frac{d}{dx}(2\sqrt{20 - 5x^2})
\]
\[
\frac{d}{dx}(2\sqrt{20 - 5x^2}) = 2 \cdot \frac{1}{2\sqrt{20 - 5x^2}} \cdot (-10x) = -\frac{10x}{\sqrt{20 - 5x^2}}
\]
\[
y' = 2x - 12x^2 - \frac{10x}{\sqrt{20 - 5x^2}}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
2x - 12x^2 - \frac{10x}{\sqrt{20 - 5x^2}} = 0
\]
\[
x(2 - 12x - \frac{10}{\sqrt{20 - 5x^2}}) = 0
\]
\[
x = 0 \quad \text{или} \quad 2 - 12x - \frac{10}{\sqrt{20 - 5x^2}} = 0
\]
-
Решить уравнение \( 2 - 12x - \frac{10}{\sqrt{20 - 5x^2}} = 0 \):
\[
2 - 12x = \frac{10}{\sqrt{20 - 5x^2}}
\]
\[
\sqrt{20 - 5x^2}(2 - 12x) = 10
\]
\[
2\sqrt{20 - 5x^2} - 12x\sqrt{20 - 5x^2} = 10
\]
\[
\sqrt{20 - 5x^2} = \frac{10}{2 - 12x}
\]
\[
20 - 5x^2 = \left(\frac{10}{2 - 12x}\right)^2
\]
\[
20 - 5x^2 = \frac{100}{(2 - 12x)^2}
\]
\[
(20 - 5x^2)(2 - 12x)^2 = 100
\]
\[
400 - 200x^2 = 100
\]
\[
300 = 200x^2
\]
\[
x^2 = \frac{3}{2}
\]
\[
x = \pm \sqrt{\frac{3}{2}}
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([-2; 2]\):
\[
x = 0, \quad x = \pm \sqrt{\frac{3}{2}}
\]
Все критические точки попадают в отрезок \([-2; 2]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-2) = |6 - \sqrt{20 - 5(-2)^2}| + (-2)^2 - 4(-2)^3 + \sqrt{20 - 5(-2)^2}
\]
\[
y(-2) = |6 - \sqrt{20 - 20}| + 4 + 32 + \sqrt{20 - 20} = 6 + 4 + 32 = 42
\]
\[
y(2) = |6 - \sqrt{20 - 5(2)^2}| + (2)^2 - 4(2)^3 + \sqrt{20 - 5(2)^2}
\]
\[
y(2) = |6 - \sqrt{20 - 20}| + 4 - 32 + \sqrt{20 - 20} = 6 + 4 - 32 = -22
\]
\[
y(0) = |6 - \sqrt{20 - 5(0)^2}| + (0)^2 - 4(0)^3 + \sqrt{20 - 5(0)^2}
\]
\[
y(0) = |6 - \sqrt{20}| + 0 + \sqrt{20} = 6 + \sqrt{20}
\]
\[
y(\sqrt{\frac{3}{2}}) = |6 - \sqrt{20 - 5(\sqrt{\frac{3}{2}})^2}| + (\sqrt{\frac{3}{2}})^2 - 4(\sqrt{\frac{3}{2}})^3 + \sqrt{20 - 5(\sqrt{\frac{3}{2}})^2}
\]
\[
y(\sqrt{\frac{3}{2}}) = |6 - \sqrt{20 - \frac{15}{2}}| + \frac{3}{2} - 4(\frac{3}{2})^{3/2} + \sqrt{20 - \frac{15}{2}}
\]
\[
y(\sqrt{\frac{3}{2}}) = |6 - \sqrt{\frac{25}{2}}| + \frac{3}{2} - 4(\frac{3\sqrt{2}}{4}) + \sqrt{\frac{25}{2}}
\]
\[
y(\sqrt{\frac{3}{2}}) = 6 + \frac{3}{2} - 3\sqrt{2} + \sqrt{\frac{25}{2}}
\]
\[
y(-\sqrt{\frac{3}{2}}) = |6 - \sqrt{20 - 5(-\sqrt{\frac{3}{2}})^2}| + (-\sqrt{\frac{3}{2}})^2 - 4(-\sqrt{\frac{3}{2}})^3 + \sqrt{20 - 5(-\sqrt{\frac{3}{2}})^2}
\]
\[
y(-\sqrt{\frac{3}{2}}) = |6 - \sqrt{20 - \frac{15}{2}}| + \frac{3}{2} + 4(\frac{3}{2})^{3/2} + \sqrt{20 - \frac{15}{2}}
\]
\[
y(-\sqrt{\frac{3}{2}}) = 6 + \frac{3}{2} + 3\sqrt{2} + \sqrt{\frac{25}{2}}
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее значение функции на отрезке:
\[
y(-2) = 42
\]
\[
y(2) = -22
\]
\[
y(0) = 6 + \sqrt{20}
\]
\[
y(\sqrt{\frac{3}{2}}) = 6 + \frac{3}{2} - 3\sqrt{2} + \sqrt{\frac{25}{2}}
\]
\[
y(-\sqrt{\frac{3}{2}}) = 6 + \frac{3}{2} + 3\sqrt{2} + \sqrt{\frac{25}{2}}
\]
-
Наибольшее значение: \( y(-2) = 42 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 42 \)
Ответ: 42
Найти наибольшее значение функции \(y=(2x-1)^{3}(1-0,4x)\)
Решение №7310: Для нахождения наибольшего значения функции \( y = (2x - 1)^3 (1 - 0.4x) \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y = (2x - 1)^3 (1 - 0.4x)
\]
Для удобства, обозначим \( u = (2x - 1)^3 \) и \( v = 1 - 0.4x \). Тогда \( y = u \cdot v \). Используем правило произведения для нахождения производной:
\[
y' = u'v + uv'
\]
Найдем производные \( u \) и \( v \):
\[
u = (2x - 1)^3 \implies u' = 3(2x - 1)^2 \cdot 2 = 6(2x - 1)^2
\]
\[
v = 1 - 0.4x \implies v' = -0.4
\]
Теперь подставим \( u \), \( u' \), \( v \) и \( v' \) в формулу производной произведения:
\[
y' = 6(2x - 1)^2 (1 - 0.4x) + (2x - 1)^3 (-0.4)
\]
Упростим выражение:
\[
y' = 6(2x - 1)^2 (1 - 0.4x) - 0.4(2x - 1)^3
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
6(2x - 1)^2 (1 - 0.4x) - 0.4(2x - 1)^3 = 0
\]
Вынесем общий множитель \( (2x - 1)^2 \):
\[
(2x - 1)^2 \left[ 6(1 - 0.4x) - 0.4(2x - 1) \right] = 0
\]
Уравнение \( (2x - 1)^2 = 0 \) дает \( x = \frac{1}{2} \).
Теперь решим второе уравнение:
\[
6(1 - 0.4x) - 0.4(2x - 1) = 0
\]
Упростим:
\[
6 - 2.4x - 0.8x + 0.4 = 0 \implies 6.4 - 3.2x = 0 \implies x = 2
\]
Таким образом, критические точки: \( x = \frac{1}{2} \) и \( x = 2 \).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках:
\[
y\left(\frac{1}{2}\right) = (2 \cdot \frac{1}{2} - 1)^3 (1 - 0.4 \cdot \frac{1}{2}) = 0
\]
\[
y(2) = (2 \cdot 2 - 1)^3 (1 - 0.4 \cdot 2) = 3^3 \cdot (1 - 0.8) = 27 \cdot 0.2 = 5.4
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее значение функции:
Наибольшее значение: \( y(2) = 5.4 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 5.4 \)
Ответ: 5.4
Найти критические точки функции\(y=5^{2x+1}-2\cdot 5^{x+3}\)
Решение №13211: Для нахождения критических точек функции \( y = 5^{2x+1} - 2 \cdot 5^{x+3} \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( 5^{2x+1} - 2 \cdot 5^{x+3} \right)
\]
Используем правило дифференцирования для функции вида \( a^{u(x)} \):
\[
\frac{d}{dx} \left( a^{u(x)} \right) = a^{u(x)} \ln(a) \cdot \frac{d}{dx} u(x)
\]
Тогда:
\[
\frac{d}{dx} \left( 5^{2x+1} \right) = 5^{2x+1} \ln(5) \cdot \frac{d}{dx} (2x+1) = 5^{2x+1} \ln(5) \cdot 2
\]
\[
\frac{d}{dx} \left( 2 \cdot 5^{x+3} \right) = 2 \cdot 5^{x+3} \ln(5) \cdot \frac{d}{dx} (x+3) = 2 \cdot 5^{x+3} \ln(5)
\]
Таким образом:
\[
y' = 2 \cdot 5^{2x+1} \ln(5) - 2 \cdot 5^{x+3} \ln(5)
\]
\[
y' = 2 \ln(5) \left( 5^{2x+1} - 5^{x+3} \right)
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
2 \ln(5) \left( 5^{2x+1} - 5^{x+3} \right) = 0
\]
Поскольку \( 2 \ln(5) \neq 0 \), то:
\[
5^{2x+1} - 5^{x+3} = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
5^{2x+1} = 5^{x+3}
\]
Поскольку основания одинаковы, равенство показателей экспонент:
\[
2x + 1 = x + 3
\]
\[
2x - x = 3 - 1
\]
\[
x = 2
\]
Ответ:
Критическая точка: \( x = 2 \)
Ответ: 2
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=\frac{2}{x-1}+\frac{x}{2}\) на отрезке \(\left [ 0;\frac{1}{1000} \right ]\)
Решение №13253: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = \frac{2}{x-1} + \frac{x}{2} \) на отрезке \([0; \frac{1}{1000}]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{2}{x-1} + \frac{x}{2}\right)
\]
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{2}{x-1}\right) + \frac{d}{dx}\left(\frac{x}{2}\right)
\]
\[
y' = -\frac{2}{(x-1)^2} + \frac{1}{2}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
-\frac{2}{(x-1)^2} + \frac{1}{2} = 0
\]
\[
-\frac{2}{(x-1)^2} = -\frac{1}{2}
\]
\[
\frac{2}{(x-1)^2} = \frac{1}{2}
\]
\[
(x-1)^2 = 4
\]
\[
x-1 = \pm 2
\]
\[
x = 3 \quad \text{или} \quad x = -1
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([0; \frac{1}{1000}]\):
Критические точки \( x = 3 \) и \( x = -1 \) не попадают в отрезок \([0; \frac{1}{1000}]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) на концах отрезка:
\[
y(0) = \frac{2}{0-1} + \frac{0}{2} = -2
\]
\[
y\left(\frac{1}{1000}\right) = \frac{2}{\frac{1}{1000}-1} + \frac{\frac{1}{1000}}{2}
\]
\[
y\left(\frac{1}{1000}\right) = \frac{2}{\frac{1}{1000} - \frac{1000}{1000}} + \frac{1}{2000}
\]
\[
y\left(\frac{1}{1000}\right) = \frac{2}{-\frac{999}{1000}} + \frac{1}{2000}
\]
\[
y\left(\frac{1}{1000}\right) = -\frac{2 \cdot 1000}{999} + \frac{1}{2000}
\]
\[
y\left(\frac{1}{1000}\right) = -\frac{2000}{999} + \frac{1}{2000}
\]
\[
y\left(\frac{1}{1000}\right) \approx -2.002 + 0.0005 = -2.0015
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( y(0) = -2 \)
Наименьшее значение: \( y\left(\frac{1}{1000}\right) \approx -2.0015 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( -2 \)
Наименьшее значение: \( -2.0015 \)
Ответ: \underset{[0;\frac{5}{2}]}{max} y(x)=\frac{31}{12}; \underset{[0;\frac{5}{2}]}{min} y(x)=-2
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=4x^{4}-2x^{2}-5\) на отрезке \([0;2]\)
Решение №13254: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = 4x^4 - 2x^2 - 5 \) на отрезке \([0; 2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(4x^4 - 2x^2 - 5) = 16x^3 - 4x
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
16x^3 - 4x = 0
\]
-
Вынести общий множитель:
\[
4x(4x^2 - 1) = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
4x = 0 \quad \text{или} \quad 4x^2 - 1 = 0
\]
-
Решить \( 4x = 0 \):
\[
x_1 = 0
\]
-
Решить \( 4x^2 - 1 = 0 \):
\[
4x^2 = 1 \implies x^2 = \frac{1}{4} \implies x = \pm \frac{1}{2}
\]
\[
x_2 = \frac{1}{2} \quad \text{и} \quad x_3 = -\frac{1}{2}
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([0; 2]\):
\[
x_1 = 0 \quad \text{попадает}
\]
\[
x_2 = \frac{1}{2} \quad \text{попадает}
\]
\[
x_3 = -\frac{1}{2} \quad \text{не попадает}
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(0) = 4(0)^4 - 2(0)^2 - 5 = -5
\]
\[
y\left(\frac{1}{2}\right) = 4\left(\frac{1}{2}\right)^4 - 2\left(\frac{1}{2}\right)^2 - 5 = 4 \cdot \frac{1}{16} - 2 \cdot \frac{1}{4} - 5 = \frac{1}{4} - \frac{1}{2} - 5 = -\frac{1}{4} - 5 = -5.25
\]
\[
y(2) = 4(2)^4 - 2(2)^2 - 5 = 4 \cdot 16 - 2 \cdot 4 - 5 = 64 - 8 - 5 = 51
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
\[
\text{Наибольшее значение: } y(2) = 51
\]
\[
\text{Наименьшее значение: } y\left(\frac{1}{2}\right) = -5.25
\]
Ответ:
Наибольшее значение: \( 51 \)
Наименьшее значение: \( -5.25 \)
Ответ: \underset{[0;2]}{max} y(x)=51; \underset{[0;2]}{min} y(x)=-5,25
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=-2x^{3}-9x^{2}+12\) на отрезке \([0;3]\)
Решение №13255: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = -2x^3 - 9x^2 + 12 \) на отрезке \([0; 3]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(-2x^3 - 9x^2 + 12) = -6x^2 - 18x
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
-6x^2 - 18x = 0
\]
-
Вынести общий множитель:
\[
-6x(x + 3) = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
x = 0 \quad \text{или} \quad x = -3
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([0; 3]\):
Критическая точка \( x = -3 \) не попадает в отрезок \([0; 3]\), а точка \( x = 0 \) попадает.
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(0) = -2(0)^3 - 9(0)^2 + 12 = 12
\]
\[
y(3) = -2(3)^3 - 9(3)^2 + 12 = -2 \cdot 27 - 9 \cdot 9 + 12 = -54 - 81 + 12 = -123
\]
\[
y(-3) \quad \text{(не попадает в отрезок)}
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Наибольшее значение: \( y(0) = 12 \)
Наименьшее значение: \( y(3) = -123 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 12 \)
Наименьшее значение: \( -123 \)
Ответ: \underset{[0;3]}{max} y(x)=9; \underset{[0;3]}{min} y(x)=0
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=x^{2}(x-2)\) на отрезке \([1;2]\)
Решение №13260: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = x^2(x - 2) \) на отрезке \([1; 2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}[x^2(x - 2)] = \frac{d}{dx}[x^3 - 2x^2] = 3x^2 - 4x
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
3x^2 - 4x = 0
\]
-
Вынести общий множитель:
\[
x(3x - 4) = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
x = 0 \quad \text{или} \quad 3x - 4 = 0 \implies x = \frac{4}{3}
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([1; 2]\):
\[
x = 0 \quad \text{не попадает в отрезок} \quad [1; 2]
\]
\[
x = \frac{4}{3} \quad \text{попадает в отрезок} \quad [1; 2]
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(1) = 1^2(1 - 2) = 1^2(-1) = -1
\]
\[
y\left(\frac{4}{3}\right) = \left(\frac{4}{3}\right)^2\left(\frac{4}{3} - 2\right) = \left(\frac{16}{9}\right)\left(-\frac{2}{3}\right) = -\frac{32}{27}
\]
\[
y(2) = 2^2(2 - 2) = 4 \cdot 0 = 0
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
\[
y(1) = -1
\]
\[
y\left(\frac{4}{3}\right) = -\frac{32}{27}
\]
\[
y(2) = 0
\]
Сравнивая значения, получаем:
\[
-1 > -\frac{32}{27} \quad \text{и} \quad 0 > -1
\]
Наибольшее значение: \( y(2) = 0 \)
Наименьшее значение: \( y\left(\frac{4}{3}\right) = -\frac{32}{27} \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 0 \)
Наименьшее значение: \( -\frac{32}{27} \)
Ответ: \underset{[1;2]}{max} y(x)=0; \underset{[1;2]}{min} y(x)=-\frac{32}{27}
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=-2x^{3}-3x^{2}+12x-2\) на отрезке \([-2;1]\)
Решение №13262:
Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = -2x^3 - 3x^2 + 12x - 2 \) на отрезке \([-2; 1]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(-2x^3 - 3x^2 + 12x - 2) = -6x^2 - 6x + 12
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
-6x^2 - 6x + 12 = 0
\]
-
Упростим уравнение, разделив все члены на -6:
\[
x^2 + x - 2 = 0
\]
-
Решим квадратное уравнение \( x^2 + x - 2 = 0 \) методом разложения на множители:
\[
(x + 2)(x - 1) = 0
\]
-
Найдем корни уравнения:
\[
x + 2 = 0 \implies x = -2
\]
\[
x - 1 = 0 \implies x = 1
\]
-
Проверим, какие из критических точек попадают в отрезок \([-2; 1]\):
Критические точки \( x = -2 \) и \( x = 1 \) попадают в отрезок \([-2; 1]\).
-
Вычислим значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-2) = -2(-2)^3 - 3(-2)^2 + 12(-2) - 2 = -2(-8) - 3(4) + 12(-2) - 2 = 16 - 12 - 24 - 2 = -22
\]
\[
y(1) = -2(1)^3 - 3(1)^2 + 12(1) - 2 = -2 - 3 + 12 - 2 = 5
\]
\[
y(-1) = -2(-1)^3 - 3(-1)^2 + 12(-1) - 2 = -2(-1) - 3(1) + 12(-1) - 2 = 2 - 3 - 12 - 2 = -15
\]
-
Сравним полученные значения и определим наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
\[
y(-2) = -22, \quad y(1) = 5, \quad y(-1) = -15
\]
Наибольшее значение: \( y(1) = 5 \)
Наименьшее значение: \( y(-2) = -22 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( 5 \)
Наименьшее значение: \( -22 \)
Ответ: \underset{[-2;1]}{max} y(x)=9; \underset{[-2;1]}{min} y(x)=-54
Найти наибольшее и наименьшее значение функции\(y=\frac{x}{x-x^{2}-1}\) на отрезке \([-2;2]\)
Решение №13263: Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции \( y = \frac{x}{x - x^2 - 1} \) на отрезке \([-2; 2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( \frac{x}{x - x^2 - 1} \right)
\]
Применим правило дифференцирования частного:
\[
y' = \frac{(x - x^2 - 1) \cdot 1 - x \cdot (1 - 2x - 1)}{(x - x^2 - 1)^2} = \frac{x - x^2 - 1 - x + 2x^2}{(x - x^2 - 1)^2} = \frac{x^2 - 1}{(x - x^2 - 1)^2}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\frac{x^2 - 1}{(x - x^2 - 1)^2} = 0
\]
Это уравнение равно нулю, когда числитель равен нулю:
\[
x^2 - 1 = 0
\]
Решаем это уравнение:
\[
x^2 = 1 \implies x = \pm 1
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают в отрезок \([-2; 2]\):
Обе критические точки \( x = -1 \) и \( x = 1 \) попадают в отрезок \([-2; 2]\).
-
Вычислить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-2) = \frac{-2}{-2 - (-2)^2 - 1} = \frac{-2}{-2 - 4 - 1} = \frac{-2}{-7} = \frac{2}{7}
\]
\[
y(-1) = \frac{-1}{-1 - (-1)^2 - 1} = \frac{-1}{-1 - 1 - 1} = \frac{-1}{-3} = \frac{1}{3}
\]
\[
y(1) = \frac{1}{1 - 1^2 - 1} = \frac{1}{1 - 1 - 1} = \frac{1}{-1} = -1
\]
\[
y(2) = \frac{2}{2 - 2^2 - 1} = \frac{2}{2 - 4 - 1} = \frac{2}{-3} = -\frac{2}{3}
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке:
Сравним значения:
\[
y(-2) = \frac{2}{7} \approx 0.286
\]
\[
y(-1) = \frac{1}{3} \approx 0.333
\]
\[
y(1) = -1
\]
\[
y(2) = -\frac{2}{3} \approx -0.667
\]
Наибольшее значение: \( y(-1) = \frac{1}{3} \)
Наименьшее значение: \( y(1) = -1 \)
Ответ:
Наибольшее значение: \( \frac{1}{3} \)
Наименьшее значение: \( -1 \)
Ответ: \underset{[-2;2]}{max} y(x)=\frac{1}{3}; \underset{[-2;2]}{min} y(x)=-1