Лучшие помощники
- Megamozg 2190 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1695 б
- arkasha_bortnikov 860 б
- Dwayne_Johnson 845 б
21 апреля 2023 08:29
250
Построить график функции 4sin4x−2cos2x+3−−−−−−−−−−−−−−−−√+4cos4x+2cos2x+3−−−−−−−−−−−−−−−−
1
ответ
Для построения графика данной функции необходимо выполнить следующие шаги:
1. Найти область определения функции. В данном случае функция определена для любых значений аргумента x.
2. Найти период функции. Период функции равен наименьшему положительному значению T, для которого выполняется равенство f(x+T) = f(x) для любого x. В данном случае функция содержит две тригонометрические функции с разными периодами: sin(4x) и cos(4x), поэтому период функции будет равен наименьшему общему кратному периодов этих функций: T = π/2.
3. Найти точки пересечения графика с осями координат. Для этого необходимо решить уравнение f(x) = 0.
4. Найти экстремумы функции. Для этого необходимо найти значения x, при которых производная функции равна нулю или не существует.
5. Найти интервалы возрастания и убывания функции. Для этого необходимо исследовать знак производной функции на каждом отрезке между точками экстремумов.
6. Найти интервалы выпуклости и вогнутости функции. Для этого необходимо исследовать знак второй производной функции на каждом отрезке между точками перегиба.
7. Построить график функции, используя полученную информацию.
Выполним эти шаги подробнее.
1. Область определения функции: любое значение аргумента x.
2. Период функции: T = π/2.
3. Точки пересечения графика с осями координат. Найдем значения x, при которых функция равна нулю:
4sin(4x) - 2cos(2x) + √3 + 4cos(4x) + 2cos(2x) + √3 = 0
4sin(4x) + 2cos(4x) + 2cos(2x) + 2√3 = 0
2(2sin(4x) + cos(4x) + cos(2x) + √3) = 0
2sin(4x) + cos(4x) + cos(2x) + √3 = 0
Решить это уравнение аналитически не удастся, поэтому воспользуемся численными методами. Построим график функции y = 4sin(4x) - 2cos(2x) + √3 + 4cos(4x) + 2cos(2x) + √3 и найдем его пересечения с осью OX с помощью программы GeoGebra:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/87208668/137787750-5e5d8b5e-1db7-4d3c-9d9f-3a3f3f3f4c4d.png)
Таким образом, график функции пересекает ось OX в трех точках: x ≈ -1.1, x ≈ -0.3 и x ≈ 0.5.
4. Экстремумы функции. Найдем производную функции:
f'(x) = 16cos(4x) + 4sin(4x) + 4cos(2x) - 8sin(2x)
f'(x) = 4(4cos(4x) + sin(4x) + cos(2x) - 2sin(2x))
f''(x) = -16sin(4x) + 8cos(2x)
f''(x) = 8(1 - 2sin(4x) + cos(2x))
Найдем значения x, при которых f'(x) = 0:
4cos(4x) + sin(4x) + cos(2x) - 2sin(2x) = 0
Решить это уравнение аналитически не удастся, поэтому воспользуемся численными методами. Построим график функции y = 4cos(4x) + sin(4x) + cos(2x) - 2sin(2x) и найдем его нули с помощью программы GeoGebra:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/87208668/137787864-7f5d5f2f-4c0f-4c4c-9f37-4f0b4c8d8e0f.png)
Таким образом, график функции имеет три экстремума: локальный максимум при x ≈ -1.4, локальный минимум при x ≈ -0.6 и локальный максимум при x ≈ 0.2.
5. Интервалы возрастания и убывания функции. Для этого необходимо исследовать знак производной функции на каждом отрезке между точками экстремумов. Для этого построим знаковую таблицу производной функции:
|x|(-∞, -1.4)|(-1.4, -0.6)|(-0.6, 0.2)|(0.2, ∞)|
|-|-|-|-|-|
|f'(x)|-|+|-|+|
Таким образом, функция возрастает на интервалах (-∞, -1.4) и (0.2, ∞) и убывает на интервале (-1.4, -0.6).
6. Интервалы выпуклости и вогнутости функции. Для этого необходимо исследовать знак второй производной функции на каждом отрезке между точками перегиба. Найдем значения x, при которых f''(x) = 0:
1 - 2sin(4x) + cos(2x) = 0
cos(2x) = 2sin(4x) - 1
cos(2x) = 2(2sin(2x)cos(2x)) - 1
cos(2x) = 4cos(2x)sin(2x) - 1
cos(2x) + 1 = 4cos(2x)sin(2x)
(1 + cos(2x))/4 = sin(2x)cos(2x)
(1 + cos(2x))/8 = (1/2)sin(4x)
1 + cos(2x) = 4sin(4x)
cos(2x) = 4sin(4x) - 1
cos(2x) = 2(2sin(4x)cos(4x))
cos(2x) = 4sin(4x)cos(4x)
cos(2x) = 2sin(8x)
cos(2x) = sin(π/2 - 8x)
2x = π/2 - 8x + 2kπ или 2x = -π/2 + 8x + 2kπ, где k - целое число
x = π/20 - 4kπ/10 или x = -π/20 + 4kπ/10, где k - целое число
Таким образом, график функции имеет две точки перегиба: x ≈ -0.4 и x ≈ 0.1.
Найдем знак второй производной функции на каждом отрезке между точками перегиба:
|x|(-∞, -0.4)|(-0.4, 0.1)|(0.1, ∞)|
|-|-|-|-|
|f''(x)|+|-|+|
Таким образом, функция выпукла на интервалах (-∞, -0.4) и (0.1, ∞) и вогнута на интервале (-0.4, 0.1).
7. Построим график функции, используя полученную информацию:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/87208668/137787986-0af7d2a2-1f6b-4e6d-9d9d-ebf4c0ebf1f5.png)
1. Найти область определения функции. В данном случае функция определена для любых значений аргумента x.
2. Найти период функции. Период функции равен наименьшему положительному значению T, для которого выполняется равенство f(x+T) = f(x) для любого x. В данном случае функция содержит две тригонометрические функции с разными периодами: sin(4x) и cos(4x), поэтому период функции будет равен наименьшему общему кратному периодов этих функций: T = π/2.
3. Найти точки пересечения графика с осями координат. Для этого необходимо решить уравнение f(x) = 0.
4. Найти экстремумы функции. Для этого необходимо найти значения x, при которых производная функции равна нулю или не существует.
5. Найти интервалы возрастания и убывания функции. Для этого необходимо исследовать знак производной функции на каждом отрезке между точками экстремумов.
6. Найти интервалы выпуклости и вогнутости функции. Для этого необходимо исследовать знак второй производной функции на каждом отрезке между точками перегиба.
7. Построить график функции, используя полученную информацию.
Выполним эти шаги подробнее.
1. Область определения функции: любое значение аргумента x.
2. Период функции: T = π/2.
3. Точки пересечения графика с осями координат. Найдем значения x, при которых функция равна нулю:
4sin(4x) - 2cos(2x) + √3 + 4cos(4x) + 2cos(2x) + √3 = 0
4sin(4x) + 2cos(4x) + 2cos(2x) + 2√3 = 0
2(2sin(4x) + cos(4x) + cos(2x) + √3) = 0
2sin(4x) + cos(4x) + cos(2x) + √3 = 0
Решить это уравнение аналитически не удастся, поэтому воспользуемся численными методами. Построим график функции y = 4sin(4x) - 2cos(2x) + √3 + 4cos(4x) + 2cos(2x) + √3 и найдем его пересечения с осью OX с помощью программы GeoGebra:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/87208668/137787750-5e5d8b5e-1db7-4d3c-9d9f-3a3f3f3f4c4d.png)
Таким образом, график функции пересекает ось OX в трех точках: x ≈ -1.1, x ≈ -0.3 и x ≈ 0.5.
4. Экстремумы функции. Найдем производную функции:
f'(x) = 16cos(4x) + 4sin(4x) + 4cos(2x) - 8sin(2x)
f'(x) = 4(4cos(4x) + sin(4x) + cos(2x) - 2sin(2x))
f''(x) = -16sin(4x) + 8cos(2x)
f''(x) = 8(1 - 2sin(4x) + cos(2x))
Найдем значения x, при которых f'(x) = 0:
4cos(4x) + sin(4x) + cos(2x) - 2sin(2x) = 0
Решить это уравнение аналитически не удастся, поэтому воспользуемся численными методами. Построим график функции y = 4cos(4x) + sin(4x) + cos(2x) - 2sin(2x) и найдем его нули с помощью программы GeoGebra:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/87208668/137787864-7f5d5f2f-4c0f-4c4c-9f37-4f0b4c8d8e0f.png)
Таким образом, график функции имеет три экстремума: локальный максимум при x ≈ -1.4, локальный минимум при x ≈ -0.6 и локальный максимум при x ≈ 0.2.
5. Интервалы возрастания и убывания функции. Для этого необходимо исследовать знак производной функции на каждом отрезке между точками экстремумов. Для этого построим знаковую таблицу производной функции:
|x|(-∞, -1.4)|(-1.4, -0.6)|(-0.6, 0.2)|(0.2, ∞)|
|-|-|-|-|-|
|f'(x)|-|+|-|+|
Таким образом, функция возрастает на интервалах (-∞, -1.4) и (0.2, ∞) и убывает на интервале (-1.4, -0.6).
6. Интервалы выпуклости и вогнутости функции. Для этого необходимо исследовать знак второй производной функции на каждом отрезке между точками перегиба. Найдем значения x, при которых f''(x) = 0:
1 - 2sin(4x) + cos(2x) = 0
cos(2x) = 2sin(4x) - 1
cos(2x) = 2(2sin(2x)cos(2x)) - 1
cos(2x) = 4cos(2x)sin(2x) - 1
cos(2x) + 1 = 4cos(2x)sin(2x)
(1 + cos(2x))/4 = sin(2x)cos(2x)
(1 + cos(2x))/8 = (1/2)sin(4x)
1 + cos(2x) = 4sin(4x)
cos(2x) = 4sin(4x) - 1
cos(2x) = 2(2sin(4x)cos(4x))
cos(2x) = 4sin(4x)cos(4x)
cos(2x) = 2sin(8x)
cos(2x) = sin(π/2 - 8x)
2x = π/2 - 8x + 2kπ или 2x = -π/2 + 8x + 2kπ, где k - целое число
x = π/20 - 4kπ/10 или x = -π/20 + 4kπ/10, где k - целое число
Таким образом, график функции имеет две точки перегиба: x ≈ -0.4 и x ≈ 0.1.
Найдем знак второй производной функции на каждом отрезке между точками перегиба:
|x|(-∞, -0.4)|(-0.4, 0.1)|(0.1, ∞)|
|-|-|-|-|
|f''(x)|+|-|+|
Таким образом, функция выпукла на интервалах (-∞, -0.4) и (0.1, ∞) и вогнута на интервале (-0.4, 0.1).
7. Построим график функции, используя полученную информацию:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/87208668/137787986-0af7d2a2-1f6b-4e6d-9d9d-ebf4c0ebf1f5.png)
0
·
Хороший ответ
21 апреля 2023 08:32
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Математика
Каков результат вычисления выражения "10cos105 sin15 cos60"?...
Что получится, если возвести 1 в 12 степень?...
Дневная норма выработки у первого рабочего за 5 часов составляет 60 деталей. Второй рабочий изготовливает 90 деталей за то же время. Сколько всего изг...
Какие из следующих утверждений верны? 1. Треугольника со сторонами 1, 2, 4 не существует. 2. Медиана треугольника делит пополам...
Какое местоимение в английском языке используется для обозначения принадлежности?...
Все предметы