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:
.