Построение графиков функций
| № п/п | Пример ПП 16 4. Построение графиков функций |
| №19 | Исследуйте функцию и постройте её график.
1). Функция определена при всех . Для нахождения точек пересечения с осями записываем уравнения и ; получаем, что ось пересекается в точке с , а ось - в точках и .
2). Точек разрыва нет. Так как нет точек разрыва 2-го рода, вертикальные асимптоты отсутствуют. Ищем параметры наклонных асимптот. ,
При вычислении второго предела использовано правило Лопиталя для раскрытия неопределённости типа . Итак, у графика есть наклонная асимптота; её уравнение
3). Находим производную: . Знак производной определяется знаком выражения . Видим, что в области , при и при . Получаем, что в области функция убывает, при - возрастает и при - убывает. Находим критические точки. при , не существует при , . При переходе через знак производной меняется с (-) на (+), т.е. это точка минимума. При производная не существует, значит, минимум острый. При переходе через вторую критическую точку производная меняет знак с (+) на (-) , т.е. при - максимум: . При переходе через знак производной не меняется, значит экстремума нет.
4) Находим вторую производную: . Видим, что при ; в этой области график выпуклый; при , т.е. интервал также является областью выпуклости. При , следовательно, при график вогнут. Найдём точки перегиба. Вторая производная не существует при и при . При переходе через первую точку знак не меняется, а при переходе через вторую – меняется. Итак, точкой перегиба является точка с координатами , .
|
Определение скорости возрастания и убывания функций
Скорость роста линейной функции
постоянна и равна
, квадратичной функции – линейна, и вообще, производная степенной функции, являясь меньшей степенью, растет медленнее, чем сама функция; скорость роста показательной функции пропорциональна значению самой функции, так как
.
| № п/п | Пример ПП 16 5. Определение скорости возрастания и убывания функций |
| №20 | Какая из функций или растет быстрее при больших ?
При функция растет быстрее, так как ~ , а ~ .
Определим, начиная с каких значений аргумента становится больше .
Рассмотрим при . , при , функция возрастает, значит, , т.е. функция растет быстрее, начиная с .
|
Доказательство неравенств с помощью производной
Если в точке
выполняется условие
и для всех
выполняется условие
, то для всех
верно неравенство
.
| № п/п | Пример ПП 16 6. Доказательство неравенств с помощью производной |
| №21 | Докажите неравенство: при .
Рассмотрим . Докажем, что при , т.е. что эта функция является возрастающей. , т.к. , значит, , если . Это доказывает неравенство в случае строгого возрастания аргумента.
|
и постройте её график.
1). Функция определена при всех
. Для нахождения точек пересечения с осями записываем уравнения
и
; получаем, что ось
пересекается в точке с
- в точках
и
.
2). Точек разрыва нет. Так как нет точек разрыва 2-го рода, вертикальные асимптоты отсутствуют. Ищем параметры наклонных асимптот.
,
При вычислении второго предела использовано правило Лопиталя для раскрытия неопределённости типа
. Итак, у графика есть наклонная асимптота; её уравнение
3). Находим производную:
. Знак производной определяется знаком выражения
. Видим, что в области
, при
и при
функция убывает, при
- возрастает и при
при
,
не существует при
. При переходе через
знак производной меняется с (-) на (+), т.е. это точка минимума. При
производная не существует, значит, минимум острый.
При переходе через вторую критическую точку
производная меняет знак с (+) на (-) , т.е. при
- максимум:
. При переходе через
4) Находим вторую производную:
. Видим, что
при
при
, т.е. интервал
также является областью выпуклости. При
, следовательно, при
не меняется, а при переходе через вторую – меняется. Итак, точкой перегиба является точка с координатами
.
или
растет быстрее при больших
?
При
функция
растет быстрее, так как
~
, а
~
становится больше
.
Рассмотрим
при
.
,
при
, функция
возрастает, значит,
, т.е. функция
растет быстрее, начиная с
.
при
.
Рассмотрим
. Докажем, что
при
, т.е. что эта функция является возрастающей.
, т.к.
, значит,
, если
. Это доказывает неравенство в случае строгого возрастания аргумента.