Нейросеть

ГДЗ: Упражнение 841 - § 47 (Производные некоторых элементарных функций) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Страницы: 245, 246, 247, 248, 249, 250
Глава: Глава 8
Параграф: § 47 - Производные некоторых элементарных функций
Учебник: Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы -
Автор: Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год: 2025
Издание:

841 упражнение:

Выяснить, при каких значениях \( x \) значение производной функции \( f(x) \) равно 0:

1) \( f(x) = x - \cos x \)

Шаг 1: Находим производную \( f'(x) \):
\( f'(x) = (x)' - (\cos x)' = 1 - (-\sin x) = 1 + \sin x \).

Шаг 2: Приравниваем производную к нулю и решаем уравнение:
\( f'(x) = 0 \implies 1 + \sin x = 0 \)
\( \sin x = -1 \)

Шаг 3: Находим общую формулу для корней:
Уравнение \( \sin x = -1 \) имеет решения вида:
\( x = -\frac{\pi}{2} + 2\pi n \), где \( n \) — любое целое число.

Ответ: \( x = -\frac{\pi}{2} + 2\pi n \), где \( n \in \mathbb{Z} \)

2) \( f(x) = \frac{1}{x} - \sin x \)

Шаг 1: Находим производную \( f'(x) \).
Перепишем: \( f(x) = x^{-1} - \sin x \).
\( f'(x) = (x^{-1})' - (\sin x)' = -1 x^{-2} - \cos x = -\frac{1}{x^2} - \cos x \).

Шаг 2: Приравниваем производную к нулю и решаем уравнение:
\( f'(x) = 0 \implies -\frac{1}{x^2} - \cos x = 0 \)
\( \cos x = -\frac{1}{x^2} \)

Шаг 3: Анализируем уравнение.
Поскольку \( x^2 > 0 \), то \( -\frac{1}{x^2} < 0 \).
Уравнение \( \cos x = -\frac{1}{x^2} \) является трансцендентным и не имеет простого аналитического решения. Оно решается численными методами. Однако, можем заметить, что так как \( x^2 \ge 0 \), то \( -\frac{1}{x^2} \le 0 \). Поскольку \( |\cos x| \le 1 \) и \( 0 < x^2 \), то \( -1 \le -\frac{1}{x^2} < 0 \). Решения существуют, когда \( \cos x \) находится в диапазоне \( [-1, -\frac{1}{x^2}) \).

Ответ: Решение является корнем трансцендентного уравнения \( \cos x = -\frac{1}{x^2} \). Требуется численный метод. В рамках школьного курса достаточно указать уравнение.

3) \( f(x) = 2 \ln (x+3) - x \)

Шаг 1: Находим производную \( f'(x) \).
Используем правило разности и цепное правило для логарифма:
\( f'(x) = (2 \ln (x+3))' - (x)' = 2 \cdot \frac{(x+3)'}{x+3} - 1 = 2 \cdot \frac{1}{x+3} - 1 = \frac{2}{x+3} - 1 \).

Шаг 2: Приравниваем производную к нулю и решаем уравнение. Область определения функции: \( x+3 > 0 \implies x > -3 \).
\( f'(x) = 0 \implies \frac{2}{x+3} - 1 = 0 \)
\( \frac{2}{x+3} = 1 \)
\( 2 = x+3 \)
\( x = 2 - 3 \)
\( x = -1 \).

Шаг 3: Проверяем, входит ли корень в область определения. \( -1 > -3 \). Входит.

Ответ: \( x = -1 \)

4) \( f(x) = \ln (1 - 2x) + 2x \)

Шаг 1: Находим производную \( f'(x) \).
Используем правило суммы и цепное правило для логарифма:
\( f'(x) = (\ln (1 - 2x))' + (2x)' = \frac{(1-2x)'}{1-2x} + 2 = \frac{-2}{1-2x} + 2 \).

Шаг 2: Приравниваем производную к нулю и решаем уравнение. Область определения функции: \( 1-2x > 0 \implies 2x < 1 \implies x < \frac{1}{2} \).
\( f'(x) = 0 \implies \frac{-2}{1-2x} + 2 = 0 \)
\( 2 = \frac{2}{1-2x} \)
\( 1 = \frac{1}{1-2x} \)
\( 1-2x = 1 \)
\( -2x = 0 \)
\( x = 0 \).

Шаг 3: Проверяем, входит ли корень в область определения. \( 0 < \frac{1}{2} \). Входит.

Ответ: \( x = 0 \)

5) \( f(x) = x^2 + 2x - 12 \ln x \)

Шаг 1: Находим производную \( f'(x) \).
Используем правило суммы/разности и формулы производных:
\( f'(x) = (x^2)' + (2x)' - (12 \ln x)' = 2x + 2 - 12 \cdot \frac{1}{x} = 2x + 2 - \frac{12}{x} \).

Шаг 2: Приравниваем производную к нулю и решаем уравнение. Область определения функции: \( x > 0 \).
\( f'(x) = 0 \implies 2x + 2 - \frac{12}{x} = 0 \)
Умножим на \( x \) (так как \( x \neq 0 \)):
\( 2x^2 + 2x - 12 = 0 \)
Разделим на 2:
\( x^2 + x - 6 = 0 \)

Шаг 3: Решаем квадратное уравнение с помощью теоремы Виета или через дискриминант:
\( x_1 = -3 \), \( x_2 = 2 \).

Шаг 4: Проверяем условие \( x > 0 \). Корень \( x_1 = -3 \) не подходит, корень \( x_2 = 2 \) подходит.

Ответ: \( x = 2 \)

6) \( f(x) = x^2 - 6x - 8 \ln x \)

Шаг 1: Находим производную \( f'(x) \).
\( f'(x) = (x^2)' - (6x)' - (8 \ln x)' = 2x - 6 - 8 \cdot \frac{1}{x} = 2x - 6 - \frac{8}{x} \).

Шаг 2: Приравниваем производную к нулю и решаем уравнение. Область определения функции: \( x > 0 \).
\( f'(x) = 0 \implies 2x - 6 - \frac{8}{x} = 0 \)
Умножим на \( x \) (так как \( x \neq 0 \)):
\( 2x^2 - 6x - 8 = 0 \)
Разделим на 2:
\( x^2 - 3x - 4 = 0 \)

Шаг 3: Решаем квадратное уравнение:
\( x_1 = 4 \), \( x_2 = -1 \).

Шаг 4: Проверяем условие \( x > 0 \). Корень \( x_2 = -1 \) не подходит, корень \( x_1 = 4 \) подходит.

Ответ: \( x = 4 \)

Что применять при решении

Правило дифференцирования суммы и разности
Производная суммы (или разности) функций равна сумме (или разности) их производных.
Правило дифференцирования произведения на константу
Постоянный множитель можно выносить за знак производной.
Производная степенной функции
Формула для нахождения производной функции вида \( x^p \), где \( p \) — любое действительное число.
Производная показательной функции
Формула для нахождения производной функции \( a^x \) и частный случай для натурального основания \( e \).
Производная логарифмической функции
Формула для нахождения производной натурального логарифма \( \ln x \) и логарифма по произвольному основанию \( a \).
Производные тригонометрических функций
Формулы для нахождения производных синуса, косинуса и тангенса.
Правило дифференцирования сложной функции (Цепное правило)
Производная сложной функции \( f(g(x)) \) равна произведению производной внешней функции по внутренней и производной внутренней функции.
Правило дифференцирования произведения
Производная произведения двух функций.
Правило дифференцирования частного
Производная частного двух функций.

Задали создать проект?

Создай с помощью ИИ за 5 минут

До 90% уникальность
Готовый файл Word
15-30 страниц
Список источников по ГОСТ
Оформление по ГОСТ
Таблицы и схемы

Другие упражнения из параграфа § 47

831 832 833 834 835 836 837 838 839 840 841 842 843 844 845 846 847 848 849 850 851 852 853 854 855 856
Уведомление об авторском праве и цитировании

ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.

Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).

В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.