Возрастание и убывание функций. Возрастание и убывание функции характеризуется знаком ее производной
Возрастание и убывание функции характеризуется знаком ее производной. Если внутри некоторого промежутка
, то функция возрастает. Если
, то в этом промежутке функция убывает.
При практическом исследовании функции на возрастание и убывание находят точки, в которых производная равна нулю или не существует. Все эти точки вместе с возможными точками разрыва функции разбивают область существования функции на ряд промежутков, на каждом из которых вопрос о возрастании или убывании функции определяется знаком производной.
Определить промежутки монотонности функций:
Пример 1.
.
Решение: Функция определена для всех значений
. Производная
при любом
. Следовательно, функция возрастает на всей числовой оси.
Пример 2.
.
Решение: Функция существует для всех
. Производная
. Если
, то
и
для всех
. Следовательно, функция убывает
.
Пример 3.
.
Решение: Функция определена для всех
. В точке
она терпит разрыв. Находим производную
и приравниваем ее к нулю:
. Это уравнение имеет два корня:
. Учитывая точку разрыва
, разбиваем числовую ось на промежутки и определяем знак производной на каждом из них.
+ - - +
.
Следовательно, функция возрастает на промежутках
и убывает -
.
Пример 4.
.
Решение: Функция определена на всей числовой оси. Находим нули производной:
и определяем промежутки и знаки функции в каждом из них:
.
- - +
.
При переходе через корень
производная не меняет знака. Если
и
,
, и функция убывает. Если
, производная
, и функция возрастает.
Пример 5.
.
Решение: Функция определена на всей числовой оси. Находим ее производную:
Отсюда следует, что если
, функция убывает, если
, функция возрастает.
Найти интервалы возрастания и убывания функции:
1.
.
Ответ:
- интервалы возрастания,
- интервалы убывания.
2.
. Ответ:
- интервалы возрастания,
- интервалы убывания.
3.
.
Ответ:
интервалы возрастания,
- интервалы убывания.
4.
. Ответ:
- интервал возрастания,
- интервал убывания.
5.
. Ответ:
- интервалы возрастания,
- интервалы убывания.
6.
. Ответ:
- интервал убывания.
7.
. Ответ:
- интервалы убывания.
8.
. Ответ:
- интервалы возрастания,
- интервалы убывания.
9.
. Ответ:
- интервалы возрастания,
- интервалы убывания.
10.
. Ответ:
- интервал возрастания,
- интервалы убывания.
11. Функция
задана неявно:
.
Ответ:
- интервал возрастания,
- интервал убывания.
12. Функция
задана неявно:
.
Ответ:
- интервал возрастания,
- интервал убывания.
13. Функция
задана параметрически:
.
Ответ:
- интервал возрастания,
- интервал убывания.
Выяснить, при каких значениях параметра
функция
возрастает на всей числовой оси:
14.
. Ответ:
.
15.
. Ответ:
.
16.
. Ответ:
.
17.
. Ответ:
.
18.
. Ответ:
.
19.
. Ответ:
.