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 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 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 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 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 точки максимумов и минимумов функций\(y=6x+e^{-6x}\)
Решение №13301: Для нахождения точек максимумов и минимумов функции \( y = 6x + e^{-6x} \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(6x + e^{-6x}) = 6 - 6e^{-6x}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
6 - 6e^{-6x} = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
6 - 6e^{-6x} = 0 \implies
\]
\[
6(1 - e^{-6x}) = 0 \implies
\]
\[
1 - e^{-6x} = 0 \implies
\]
\[
e^{-6x} = 1
\]
-
Взять натуральный логарифм обеих частей уравнения:
\[
-6x = 0 \implies
\]
\[
x = 0
\]
-
Проверить поведение функции в окрестности критической точки \( x = 0 \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(6 - 6e^{-6x}) = 36e^{-6x}
\]
-
Определить знак второй производной в точке \( x = 0 \):
\[
y'(0) = 36e^{-6 \cdot 0} = 36 > 0
\]
-
Так как вторая производная положительна в точке \( x = 0 \), точка \( x = 0 \) является точкой минимума.
-
Вычислить значение функции в точке минимума:
\[
y(0) = 6 \cdot 0 + e^{-6 \cdot 0} = 1
\]
Ответ:
Точка минимума: \( x = 0 \)
Значение функции в точке минимума: \( y(0) = 1 \)
Замечание: Для функции \( y = 6x + e^{-6x} \) нет точек максимума, так как функция убывает до минимума в точке \( x = 0 \) и затем возрастает.
Ответ: x_{min}=0
Найти точки максимумов и минимумов функций\(y=\frac{x^{2}}{17}-ln(x^{2}-8)\)
Решение №13306: Для нахождения точек максимумов и минимумов функции \( y = \frac{x^2}{17} - \ln(x^2 - 8) \), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{x^2}{17} - \ln(x^2 - 8)\right)
\]
-
Разделим производную на две части:
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{x^2}{17}\right) - \frac{d}{dx}\left(\ln(x^2 - 8)\right)
\]
-
Найдем производные каждой части:
\[
\frac{d}{dx}\left(\frac{x^2}{17}\right) = \frac{2x}{17}
\]
\[
\frac{d}{dx}\left(\ln(x^2 - 8)\right) = \frac{1}{x^2 - 8} \cdot \frac{d}{dx}(x^2 - 8) = \frac{1}{x^2 - 8} \cdot 2x = \frac{2x}{x^2 - 8}
\]
-
Объединим производные:
\[
y' = \frac{2x}{17} - \frac{2x}{x^2 - 8}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\frac{2x}{17} - \frac{2x}{x^2 - 8} = 0
\]
-
Вынесем \( 2x \) за скобку:
\[
2x \left( \frac{1}{17} - \frac{1}{x^2 - 8} \right) = 0
\]
-
Решим уравнение:
\[
2x = 0 \quad \text{или} \quad \frac{1}{17} - \frac{1}{x^2 - 8} = 0
\]
-
Решение \( 2x = 0 \):
\[
x = 0
\]
-
Решение \( \frac{1}{17} - \frac{1}{x^2 - 8} = 0 \):
\[
\frac{1}{17} = \frac{1}{x^2 - 8}
\]
\[
17 = x^2 - 8
\]
\[
x^2 = 25
\]
\[
x = \pm 5
\]
-
Проверим, какие из критических точек попадают в область определения функции \( x^2 - 8 > 0 \):
\[
x > \sqrt{8} \quad \text{или} \quad x < -\sqrt{8}
\]
-
Точки \( x = 0 \) и \( x = -5 \) не попадают в область определения. Точка \( x = 5 \) попадает.
-
Вычислим значения функции в критических точках:
\[
y(5) = \frac{5^2}{17} - \ln(5^2 - 8) = \frac{25}{17} - \ln(25 - 8) = \frac{25}{17} - \ln(17)
\]
-
Сравним значения функции в критических точках и определим точки максимумов и минимумов:
Ответ:
Точка минимума: \( x = 5 \)
Значение функции в точке минимума: \( y(5) = \frac{25}{17} - \ln(17) \)
Ответ: x_{min}=-5, x_{min}=5
Найти наименьшее значение функции на отрезке\(y=xln5-xlnx\) на отрезке \(\left [ \frac{5}{3};\frac{5}{2} \right ]\)
Решение №13579: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = x \ln 5 - x \ln x \) на отрезке \(\left[ \frac{5}{3}; \frac{5}{2} \right]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(x \ln 5 - x \ln x)
\]
\[
y' = \ln 5 - (\ln x + x \cdot \frac{1}{x})
\]
\[
y' = \ln 5 - \ln x - 1
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\ln 5 - \ln x - 1 = 0
\]
\[
\ln 5 - \ln x = 1
\]
\[
\ln \frac{5}{x} = 1
\]
\[
\frac{5}{x} = e
\]
\[
x = \frac{5}{e}
\]
-
Проверить, попадает ли критическая точка в отрезок \(\left[ \frac{5}{3}; \frac{5}{2} \right]\):
\[
\frac{5}{e} \approx 1.839 \quad \text{(не попадает в отрезок \(\left[ \frac{5}{3}; \frac{5}{2} \right]\))}
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) на концах отрезка:
\[
y\left( \frac{5}{3} \right) = \frac{5}{3} \ln 5 - \frac{5}{3} \ln \left( \frac{5}{3} \right)
\]
\[
y\left( \frac{5}{2} \right) = \frac{5}{2} \ln 5 - \frac{5}{2} \ln \left( \frac{5}{2} \right)
\]
-
Вычислим значения:
\[
y\left( \frac{5}{3} \right) = \frac{5}{3} \ln 5 - \frac{5}{3} \left( \ln 5 - \ln 3 \right)
\]
\[
y\left( \frac{5}{3} \right) = \frac{5}{3} \ln 5 - \frac{5}{3} \ln 5 + \frac{5}{3} \ln 3
\]
\[
y\left( \frac{5}{3} \right) = \frac{5}{3} \ln 3
\]
\[
y\left( \frac{5}{2} \right) = \frac{5}{2} \ln 5 - \frac{5}{2} \left( \ln 5 - \ln 2 \right)
\]
\[
y\left( \frac{5}{2} \right) = \frac{5}{2} \ln 5 - \frac{5}{2} \ln 5 + \frac{5}{2} \ln 2
\]
\[
y\left( \frac{5}{2} \right) = \frac{5}{2} \ln 2
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наименьшее значение функции на отрезке:
\[
\frac{5}{3} \ln 3 \quad \text{и} \quad \frac{5}{2} \ln 2
\]
\[
\ln 3 \approx 1.0986 \quad \text{и} \quad \ln 2 \approx 0.6931
\]
\[
\frac{5}{3} \ln 3 \approx 1.831 \quad \text{и} \quad \frac{5}{2} \ln 2 \approx 1.7328
\]
\[
\text{Наименьшее значение:} \quad y\left( \frac{5}{2} \right) = \frac{5}{2} \ln 2
\]
Ответ:
Наименьшее значение: \( \frac{5}{2} \ln 2 \)
Ответ: 2,5ln2
Найти наименьшее значение функции на отрезке\(y=\frac{1}{ln2}(2^{x}+2^{-x})\) на отрезке \([-1;2]\)
Решение №13580: Для нахождения наименьшего значения функции \( y = \frac{1}{\ln 2}(2^x + 2^{-x}) \) на отрезке \([-1; 2]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{1}{\ln 2}(2^x + 2^{-x})\right)
\]
Применяем правило производной суммы и производной составной функции:
\[
y' = \frac{1}{\ln 2} \left( \frac{d}{dx}(2^x) + \frac{d}{dx}(2^{-x}) \right)
\]
\[
y' = \frac{1}{\ln 2} \left( 2^x \ln 2 + 2^{-x} (-\ln 2) \right)
\]
\[
y' = \frac{1}{\ln 2} \left( 2^x \ln 2 - 2^{-x} \ln 2 \right)
\]
\[
y' = 2^x - 2^{-x}
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
2^x - 2^{-x} = 0
\]
\[
2^x = 2^{-x}
\]
\[
2^{2x} = 1
\]
\[
2x = 0
\]
\[
x = 0
\]
-
Проверить, какие из критических точек попадают 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 наименьшее значение функции на отрезке:
\[
y(-1) = \frac{5}{2 \ln 2}
\]
\[
y(0) = \frac{2}{\ln 2}
\]
\[
y(2) = \frac{17}{4 \ln 2}
\]
Сравнивая эти значения, видим, что наименьшее значение \( y \) достигается в точке \( x = 0 \):
\[
y(0) = \frac{2}{\ln 2}
\]
Ответ:
Наименьшее значение: \( \frac{2}{\ln 2} \)
Ответ: \underset{[-1;2]}{max} y(x)=\frac{17}{4ln2}; \underset{[-1;2]}{min} y(x)=\frac{2}{ln2}
Найти наибольшее функции на отрезке\(y=xln5-xlnx\) на отрезке \(\left [ \frac{5}{3};\frac{5}{2} \right ]\)
Решение №13592: Для нахождения наибольшего значения функции \( y = x \ln 5 - x \ln x \) на отрезке \(\left[ \frac{5}{3}; \frac{5}{2} \right]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx}(x \ln 5 - x \ln x)
\]
\[
y' = \ln 5 - (\ln x + x \cdot \frac{1}{x})
\]
\[
y' = \ln 5 - \ln x - 1
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
\ln 5 - \ln x - 1 = 0
\]
\[
\ln 5 - \ln x = 1
\]
\[
\ln \left( \frac{5}{x} \right) = 1
\]
\[
\frac{5}{x} = e
\]
\[
x = \frac{5}{e}
\]
-
Проверить, попадает ли критическая точка в отрезок \(\left[ \frac{5}{3}; \frac{5}{2} \right]\):
\[
\frac{5}{e} \approx 1.839 \quad \text{(не попадает в отрезок \(\left[ \frac{5}{3}; \frac{5}{2} \right]\))}
\]
-
Вычислить значения функции \( y \) на концах отрезка:
\[
y\left( \frac{5}{3} \right) = \frac{5}{3} \ln 5 - \frac{5}{3} \ln \left( \frac{5}{3} \right)
\]
\[
y\left( \frac{5}{3} \right) = \frac{5}{3} \ln 5 - \frac{5}{3} \left( \ln 5 - \ln 3 \right)
\]
\[
y\left( \frac{5}{3} \right) = \frac{5}{3} \ln 5 - \frac{5}{3} \ln 5 + \frac{5}{3} \ln 3
\]
\[
y\left( \frac{5}{3} \right) = \frac{5}{3} \ln 3
\]
\[
y\left( \frac{5}{2} \right) = \frac{5}{2} \ln 5 - \frac{5}{2} \ln \left( \frac{5}{2} \right)
\]
\[
y\left( \frac{5}{2} \right) = \frac{5}{2} \ln 5 - \frac{5}{2} \left( \ln 5 - \ln 2 \right)
\]
\[
y\left( \frac{5}{2} \right) = \frac{5}{2} \ln 5 - \frac{5}{2} \ln 5 + \frac{5}{2} \ln 2
\]
\[
y\left( \frac{5}{2} \right) = \frac{5}{2} \ln 2
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее значение функции на отрезке:
\[
y\left( \frac{5}{3} \right) = \frac{5}{3} \ln 3
\]
\[
y\left( \frac{5}{2} \right) = \frac{5}{2} \ln 2
\]
\[
\frac{5}{3} \ln 3 \approx 1.83 \quad \text{(логарифмы в основании 10)}
\]
\[
\frac{5}{2} \ln 2 \approx 1.73 \quad \text{(логарифмы в основании 10)}
\]
-
Наибольшее значение:
\[
\text{Наибольшее значение функции на отрезке: } y\left( \frac{5}{3} \right) = \frac{5}{3} \ln 3
\]
Ответ:
Наибольшее значение: \( \frac{5}{3} \ln 3 \)
Ответ: 5/e
Найти наибольшее функции на отрезке\(y=2\cdot 3^{3x}-4\cdot 2^{2x}+2\cdot 3^{x}\) на отрезке \([-1;1]\)
Решение №13594: Для нахождения наибольшего 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 \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( 2 \cdot 3^{3x} - 4 \cdot 2^{2x} + 2 \cdot 3^x \right)
\]
-
Вычислим производную каждого слагаемого отдельно:
\[
\frac{d}{dx} \left( 2 \cdot 3^{3x} \right) = 2 \cdot 3^{3x} \cdot \ln(3) \cdot 3 = 6 \cdot 3^{3x} \cdot \ln(3)
\]
\[
\frac{d}{dx} \left( -4 \cdot 2^{2x} \right) = -4 \cdot 2^{2x} \cdot \ln(2) \cdot 2 = -8 \cdot 2^{2x} \cdot \ln(2)
\]
\[
\frac{d}{dx} \left( 2 \cdot 3^x \right) = 2 \cdot 3^x \cdot \ln(3)
\]
-
Составим производную функции \( y \):
\[
y' = 6 \cdot 3^{3x} \cdot \ln(3) - 8 \cdot 2^{2x} \cdot \ln(2) + 2 \cdot 3^x \cdot \ln(3)
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
6 \cdot 3^{3x} \cdot \ln(3) - 8 \cdot 2^{2x} \cdot \ln(2) + 2 \cdot 3^x \cdot \ln(3) = 0
\]
-
Это уравнение сложно решить аналитически, поэтому мы можем использовать численные методы или графический анализ для нахождения критических точек.
-
Проверить значения функции \( y \) в критических точках и на концах отрезка:
\[
y(-1) = 2 \cdot 3^{3(-1)} - 4 \cdot 2^{2(-1)} + 2 \cdot 3^{-1} = 2 \cdot 3^{-3} - 4 \cdot 2^{-2} + 2 \cdot 3^{-1} = \frac{2}{27} - \frac{4}{4} + \frac{2}{3} = \frac{2}{27} - 1 + \frac{2}{3}
\]
\[
y(1) = 2 \cdot 3^{3(1)} - 4 \cdot 2^{2(1)} + 2 \cdot 3^1 = 2 \cdot 3^3 - 4 \cdot 2^2 + 2 \cdot 3 = 2 \cdot 27 - 4 \cdot 4 + 2 \cdot 3 = 54 - 16 + 6 = 44
\]
-
Сравнить полученные значения и определить наибольшее значение функции на отрезке:
\[
y(-1) = \frac{2}{27} - 1 + \frac{2}{3} \approx -0.59
\]
\[
y(1) = 44
\]
-
Наибольшее значение на отрезке \([-1; 1]\) является \( y(1) = 44 \).
Ответ:
Наибольшее значение: \( 44 \)
Ответ: 24
Найти производную и наименьшее значение функции\(y=4^{-x}+(6a-7)(0,5)^{x}-2(7a-4a^{2})\) на отрезке \([-log_{2}3; log_{2}3]\)
Решение №13611: Для нахождения производной и наименьшего значения функции \( y = 4^{-x} + (6a - 7)(0.5)^x - 2(7a - 4a^2) \) на отрезке \([- \log_2 3; \log_2 3]\), необходимо выполнить следующие шаги:
-
Найти производную функции \( y \):
\[
y' = \frac{d}{dx} \left( 4^{-x} + (6a - 7)(0.5)^x - 2(7a - 4a^2) \right)
\]
-
Найти производные каждого из слагаемых:
\[
\frac{d}{dx} \left( 4^{-x} \right) = -4^{-x} \ln 4
\]
\[
\frac{d}{dx} \left( (6a - 7)(0.5)^x \right) = (6a - 7)(0.5)^x \ln 0.5
\]
\[
\frac{d}{dx} \left( -2(7a - 4a^2) \right) = 0 \quad \text{(постоянная)}
\]
-
Объединить производные:
\[
y' = -4^{-x} \ln 4 + (6a - 7)(0.5)^x \ln 0.5
\]
-
Найти критические точки, решив уравнение \( y' = 0 \):
\[
-4^{-x} \ln 4 + (6a - 7)(0.5)^x \ln 0.5 = 0
\]
-
Решить уравнение относительно \( x \):
\[
-4^{-x} \ln 4 = (6a - 7)(0.5)^x \ln 0.5
\]
\[
4^{-x} \ln 4 = (6a - 7)(0.5)^x \ln 0.5
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{\ln 0.5}{\ln 4}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
\[
4^{-x} = (6a - 7)(0.5)^x \frac{-1}{2}
\]
Ответ: \(y^{'}=2ln\frac{1}{2}\cdot 4^{-x}+(6a-7)(0,5)^{-x}ln\frac{1}{2}\)