Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 900 б
- Dwayne_Johnson 870 б
8 февраля 2024 11:36
435
Известно, что функция у = F(x)-первообразная для функции у = (x^3-4x)/ корень x-1 Исследуйте функцию у = F(x) на монотонность и экстремумы.
1
ответ
Для исследования монотонности и экстремумов функции у = F(x), мы должны вычислить ее производную.
Для начала, найдем первообразную функции у = (x^3-4x)/√(x-1). Для этого проинтегрируем данную функцию:
∫(x^3-4x)/√(x-1) dx = ∫(x^3/√(x-1)) dx - ∫(4x/√(x-1)) dx
Проинтегрируем каждое слагаемое по отдельности:
∫(x^3/√(x-1)) dx = 2/5 * (x-1)^{5/2} + C1
∫(4x/√(x-1)) dx = 8/3 * (x-1)^(3/2) + C2
Где C1 и C2 - произвольные постоянные.
Теперь, чтобы найти функцию у = F(x), возьмем разность первообразных:
F(x) = (2/5 * (x-1)^{5/2}) - (8/3 * (x-1)^(3/2)) + C
Где C = C1 - C2 - произвольная постоянная.
Теперь, чтобы исследовать монотонность и экстремумы функции у = F(x), найдем ее производную:
F'(x) = (2/5 * (5/2) * (x-1)^(3/2-1)) - (8/3 * (3/2) * (x-1)^(1/2-1))
Упростим:
F'(x) = (1/5 * (x-1)^(1/2)) - (8/3 * (x-1)^(-1/2))
Теперь проанализируем производную функции F(x) для определения монотонности и экстремумов.
1. Чтобы определить интервалы возрастания и убывания функции F(x), найдем точки, в которых производная равна нулю или не существует:
F'(x) = 0
(1/5 * (x-1)^(1/2)) - (8/3 * (x-1)^(-1/2)) = 0
(1/5 * (x-1)^(1/2)) = (8/3 * (x-1)^(-1/2))
(x-1)^(1/2) = (8/3 * (x-1)^(-1/2)) / (1/5)
(x-1)^(1/2) = (40/3) * (x-1)^(-1/2)
Умножим обе части уравнения на (x-1)^(1/2):
(x-1) = (40/3) * (x-1)
Раскроем скобки:
x - 1 = (40/3) * x - 40/3
Перенесем все члены с x на одну сторону:
(40/3) * x - x = 1 - 40/3
(40/3 - 1) * x = (3 - 40/3)
(40/3 - 3/3) * x = (9 - 40)/3
(37/3) * x = (-31)/3
x = -31/37
Таким образом, функция F(x) имеет точку экстремума при x = -31/37.
2. Теперь, чтобы определить интервалы возрастания и убывания функции F(x), анализируем знак производной на разных интервалах:
- ∞ < x < -31/37: F'(x) < 0, значит функция F(x) убывает на этом интервале.
- -31/37 < x < 1: F'(x) > 0, значит функция F(x) возрастает на этом интервале.
- 1 < x < ∞: F'(x) < 0, значит функция F(x) убывает на этом интервале.
Таким образом, функция у = F(x) убывает на интервале (-∞, -31/37) и (1, ∞), и возрастает на интервале (-31/37, 1).
Также, функция F(x) имеет точку экстремума при x = -31/37.
Для начала, найдем первообразную функции у = (x^3-4x)/√(x-1). Для этого проинтегрируем данную функцию:
∫(x^3-4x)/√(x-1) dx = ∫(x^3/√(x-1)) dx - ∫(4x/√(x-1)) dx
Проинтегрируем каждое слагаемое по отдельности:
∫(x^3/√(x-1)) dx = 2/5 * (x-1)^{5/2} + C1
∫(4x/√(x-1)) dx = 8/3 * (x-1)^(3/2) + C2
Где C1 и C2 - произвольные постоянные.
Теперь, чтобы найти функцию у = F(x), возьмем разность первообразных:
F(x) = (2/5 * (x-1)^{5/2}) - (8/3 * (x-1)^(3/2)) + C
Где C = C1 - C2 - произвольная постоянная.
Теперь, чтобы исследовать монотонность и экстремумы функции у = F(x), найдем ее производную:
F'(x) = (2/5 * (5/2) * (x-1)^(3/2-1)) - (8/3 * (3/2) * (x-1)^(1/2-1))
Упростим:
F'(x) = (1/5 * (x-1)^(1/2)) - (8/3 * (x-1)^(-1/2))
Теперь проанализируем производную функции F(x) для определения монотонности и экстремумов.
1. Чтобы определить интервалы возрастания и убывания функции F(x), найдем точки, в которых производная равна нулю или не существует:
F'(x) = 0
(1/5 * (x-1)^(1/2)) - (8/3 * (x-1)^(-1/2)) = 0
(1/5 * (x-1)^(1/2)) = (8/3 * (x-1)^(-1/2))
(x-1)^(1/2) = (8/3 * (x-1)^(-1/2)) / (1/5)
(x-1)^(1/2) = (40/3) * (x-1)^(-1/2)
Умножим обе части уравнения на (x-1)^(1/2):
(x-1) = (40/3) * (x-1)
Раскроем скобки:
x - 1 = (40/3) * x - 40/3
Перенесем все члены с x на одну сторону:
(40/3) * x - x = 1 - 40/3
(40/3 - 1) * x = (3 - 40/3)
(40/3 - 3/3) * x = (9 - 40)/3
(37/3) * x = (-31)/3
x = -31/37
Таким образом, функция F(x) имеет точку экстремума при x = -31/37.
2. Теперь, чтобы определить интервалы возрастания и убывания функции F(x), анализируем знак производной на разных интервалах:
- ∞ < x < -31/37: F'(x) < 0, значит функция F(x) убывает на этом интервале.
- -31/37 < x < 1: F'(x) > 0, значит функция F(x) возрастает на этом интервале.
- 1 < x < ∞: F'(x) < 0, значит функция F(x) убывает на этом интервале.
Таким образом, функция у = F(x) убывает на интервале (-∞, -31/37) и (1, ∞), и возрастает на интервале (-31/37, 1).
Также, функция F(x) имеет точку экстремума при x = -31/37.
0
·
Хороший ответ
8 февраля 2024 11:39
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Математика
Какие предложения в задании?...
сколько колебаний выполнят среды за 2мин если растояние между двумя соседними впадинами равно 5 м а скорость волны в данной среде ровна 200м/с...
Will you still be living in this city in five years?...
Что получится, если разделить 25 на 2?...
1) как называют запись натурального числа, которой мы пользуемся? 2) Сколько знаков используют при записи натуральных чисел в десятичной системе? Как...