Нейросеть

ГДЗ: Упражнение 914 - § 50 (Экстремумы функции) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Страницы: 265, 269, 270
Глава: Глава 9
Параграф: § 50 - Экстремумы функции
Учебник: Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы -
Автор: Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год: 2025
Издание:

914 упражнение:

Найти точки экстремума функции:

1) \( y = 2x^2 - 20x + 1 \)

Пояснение: Точки экстремума — это критические точки, в которых производная меняет знак. Для параболы \( y = ax^2 + bx + c \) при \( a > 0 \) точка минимума находится в вершине.

  1. Найдём производную:
    \( y' = (2x^2 - 20x + 1)' = 4x - 20 \)

  2. Найдём стационарные точки (\( y' = 0 \)):
    \( 4x - 20 = 0 \)
    \( 4x = 20 \)
    \( x = 5 \)

  3. Исследуем знак производной (достаточное условие экстремума):
    Производная \( y' = 4x - 20 \) является возрастающей линейной функцией, которая меняет знак с «−» на «+» в точке \( x = 5 \).
    Если \( x < 5 \), то \( y' < 0 \) (функция убывает).
    Если \( x > 5 \), то \( y' > 0 \) (функция возрастает).
    Следовательно, в точке \( x = 5 \) функция имеет минимум.

Ответ: Точка минимума: \( 5 \).

2) \( y = 3x^2 + 36x - 1 \)

Пояснение: Точки экстремума — это критические точки, в которых производная меняет знак. Для параболы \( y = ax^2 + bx + c \) при \( a > 0 \) точка минимума находится в вершине.

  1. Найдём производную:
    \( y' = (3x^2 + 36x - 1)' = 6x + 36 \)

  2. Найдём стационарные точки (\( y' = 0 \)):
    \( 6x + 36 = 0 \)
    \( 6x = -36 \)
    \( x = -6 \)

  3. Исследуем знак производной (достаточное условие экстремума):
    Производная \( y' = 6x + 36 \) является возрастающей линейной функцией, которая меняет знак с «−» на «+» в точке \( x = -6 \).
    Если \( x < -6 \), то \( y' < 0 \) (функция убывает).
    Если \( x > -6 \), то \( y' > 0 \) (функция возрастает).
    Следовательно, в точке \( x = -6 \) функция имеет минимум.

Ответ: Точка минимума: \( -6 \).

3) \( y = x + \frac{5}{x} \)

Пояснение: Точки экстремума — это критические точки, в которых производная меняет знак.

  1. Область определения: \( x \ne 0 \).

  2. Найдём производную:
    \( y' = \left( x + \frac{5}{x} \right)' = 1 - \frac{5}{x^2} \)

  3. Найдём стационарные точки (\( y' = 0 \)):
    \( 1 - \frac{5}{x^2} = 0 \)
    \( 1 = \frac{5}{x^2} \)
    \( x^2 = 5 \)
    \( x = \pm \sqrt{5} \)

  4. Исследуем знак производной. Приведём к общему знаменателю: \( y' = \frac{x^2 - 5}{x^2} \).
    Знаменатель \( x^2 \) всегда положителен (при \( x \ne 0 \)). Знак производной определяется знаком числителя \( x^2 - 5 \).

    • Если \( x < -\sqrt{5} \), например \( x = -3 \), то \( y' > 0 \) (возрастание).

    • Если \( -\sqrt{5} < x < 0 \), например \( x = -1 \), то \( y' < 0 \) (убывание).

    • Если \( 0 < x < \sqrt{5} \), например \( x = 1 \), то \( y' < 0 \) (убывание).

    • Если \( x > \sqrt{5} \), например \( x = 3 \), то \( y' > 0 \) (возрастание).

    В точке \( x = -\sqrt{5} \) производная меняет знак с «+» на «−», значит, это точка максимума.
    В точке \( x = \sqrt{5} \) производная меняет знак с «−» на «+», значит, это точка минимума.

Ответ: Точка максимума: \( -\sqrt{5} \). Точка минимума: \( \sqrt{5} \).

4) \( y = 4 + \frac{x}{16} \)

Пояснение: Точки экстремума — это критические точки, в которых производная меняет знак.

  1. Найдём производную:
    \( y' = \left( 4 + \frac{x}{16} \right)' = 0 + \frac{1}{16} = \frac{1}{16} \)

  2. Найдём стационарные точки (\( y' = 0 \)):
    \( \frac{1}{16} = 0 \). Это равенство не выполняется ни при каком \( x \).

Так как производная \( y' = \frac{1}{16} \) всегда положительна, функция \( y = 4 + \frac{x}{16} \) строго возрастает на всей области определения и не имеет точек экстремума.

Ответ: Точек экстремума нет.

Что применять при решении

Точка максимума
Точка \( x_0 \) называется точкой максимума функции \( f(x) \), если существует такая окрестность точки \( x_0 \), что для всех \( x \ne x_0 \) из этой окрестности выполняется неравенство \( f(x) < f(x_0) \).
Точка минимума
Точка \( x_0 \) называется точкой минимума функции \( f(x) \), если существует такая окрестность точки \( x_0 \), что для всех \( x \ne x_0 \) из этой окрестности выполняется неравенство \( f(x) > f(x_0) \).
Точки экстремума
Точки максимума и минимума называются точками экстремума. Значения функции в этих точках называются экстремумами функции.
Теорема Ферма (необходимое условие экстремума)
Если функция \( f(x) \) имеет в точке \( x_0 \) экстремум и дифференцируема в этой точке, то \( f'(x_0) = 0 \).
Стационарные точки
Внутренние точки области определения функции, в которых производная равна нулю, называются стационарными точками. Точки, в которых производная равна нулю или не существует, называются критическими точками.
Достаточное условие экстремума
Если производная \( f'(x) \) при переходе через стационарную точку \( x_0 \)
  • меняет знак с «+» на «−», то \( x_0 \) — точка максимума;
  • меняет знак с «−» на «+», то \( x_0 \) — точка минимума;
  • не меняет знак, то \( x_0 \) не является точкой экстремума.

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 § 50

910 911 912 913 914 915 916 917 918 919 920 921 922
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.