В данной теме разбирается применение производных к исследованию функций. Самые распространенные задачи исследования — это поиск точек экстремума или поиск экстремумов.
Точка экстремума (координата, геопозиция)– значение аргумента (x)
Экстремум (насколько высокая гора / низкая впадина) – значение функции (y)
Нахождение минимума/максимума
Находим производную.
Находим точки экстремума (приравниваем производную к нулю и решаем уравнение).
Находим знаки производной между точками экстремума, делаем вывод по знакам.
Для нахождения значения функции подставляем найденный x в функцию.
Проверка значений производной:
Подставляем наиболее удобные числа.
Проверяем минимальное необходимое количество промежутков.
Единственную точку экстремума можно не проверять.
Нахождение наибольшего/наименьшего значения на \(\mathbf{\lbrack a;\ b\rbrack}\)
Находим производную, приравниваем к нулю и находим точки экстремума.
Считаем ИСХОДНУЮ функцию в:
Начале промежутка
Конце промежутка
В экстремумах, лежащих в \(\lbrack a;\ b\rbrack\) (если есть).
Выбираем нужное значение. В ответ – значение ФУКНЦИИ.
Альтернативный способ решения
Если функция \(f\left( x \right)\) всегда возрастает, то наибольшее / наименьшее значение функции \(f(g\left( x \right))\) будет достигаться там же, где и наибольшее / наименьшее значение функции \(g\left( x \right)\).
Всегда возрастающие функции: | Всегда убывающие функции: |
---|---|
\(\mathbf{f}\left( \mathbf{x} \right)\mathbf{=}\sqrt{\mathbf{x}}\) | \(f\left( x \right) = \log_{x}a,\ при\ 0 < a < 1\) |
\(\mathbf{f}\left( \mathbf{x} \right)\mathbf{=}\mathbf{\log}_{\mathbf{a}}\mathbf{x}\mathbf{,\ при\ a > 1}\) | \(f\left( x \right) = a^{x},\ при\ 0 < a < 1\) |
\(\mathbf{f}\left( \mathbf{x} \right)\mathbf{=}\mathbf{a}^{\mathbf{x}}\mathbf{,\ при\ a > 1}\) |
Найдите точку минимума функции \(y = x^{3} - 27x + 15\)
Решение:
\({3x}^{2} - 27 = 0\)
\({3x}^{2} = 27\)
\(x^{2} = 9\)
\(x_{1,2} = \pm 3\)
Нас интересует точка минимума, значит выбираем точку, через которую знак с - меняется на +. Выбираем -3
Ответ: -3