3115
.pdfПример 5.11. Исследовать функцию y 32x2 x3 и построить график.
Решение. 1. Функция всюду определена: x R .
2.Не обладает свойством четности и нечетности.
3.Точки пересечения с осями
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 (2 |
|
x) |
0; |
|
|
x |
|
0, |
|
|
|
|
x |
2; |
|
(0,0), |
|
(2,0) . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
4. Вертикальных асимптот нет. Ищем наклонные: |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 2x 2 |
|
x3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
k |
|
lim |
|
|
|
lim |
|
3 |
|
2 |
|
1 |
|
|
|
1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2x 2 |
|
x3 |
x3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
b |
|
lim |
|
|
3 2x2 |
|
x3 |
x |
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
3 |
|
|
2x |
2 |
|
|
|
x |
|
x |
3 |
2x |
2 |
x |
3 |
|
x |
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
1 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
x6 4x 4x |
x |
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Функция имеет наклонную асимптоту |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у= х+2/3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
5. Ищем критические точки первого рода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
4x 3x2 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
3x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 |
|
0, x2 |
|
2, x3 |
|
4 / 3. |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
3 x4 (2 x)2 |
|
3 3 x(2 x)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
6. Ищем критические точки второго рода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
33 x(2 |
|
|
x) 2 |
|
(4 |
|
|
3x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[(2 |
x) 2 |
x2(2 x)] |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 3 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
y |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 (2 |
|
|
|
x)4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
||||||||||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 x 2 (2 x) 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
93 x3(2 |
|
|
x)6 |
(4 |
|
3x)(2 |
x)[2 |
|
|
|
x |
|
|
2x] |
|
|
|
|
|
|
|
9x(2 |
x) |
|
(4 |
|
3x)(2 3x) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
93 x4 (2 x)8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
93 x4 (2 x)5 |
|
|
|
|
|
|
|
99
|
|
18x 9x2 8 12x 6x 9x2 |
|
|
8 |
|
|
|
|
, |
x1 0, x2 |
2. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
93 x4 (2 x)5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
93 x4 (2 x)5 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3. |
|
х |
|
( |
; 0 ) |
0 |
|
(0;4/3) |
|
|
4/3 |
|
|
|
|
|
(4/3;2) |
2 |
(2; ) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
y |
|
|
|
|
н. |
+ |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
н.с. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
y |
|
|
|
|
н. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
max |
|
|
|
|
|
|
т.п. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
у=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. На основании вышеизложенного строим график.
y
|
4/3 |
2 |
x |
|
0 |
||||
|
|
|
Рис. 23.
100
Вопросы для самопроверки
1.Сформулируйте необходимое и достаточное условие возрастания (убывания) функции на промежутке.
2.Дайте определение точки максимума функции.
3.Какие точки являются критическими точками первого рода?
4.Приведите пример стационарной точки, не являющейся точкой экстремума.
5.Может ли функция испытывать минимум в точке, не являющейся стационарной?
6.В чем различие между минимумом и наименьшем значением функции?
7.Какой график функции называется выпуклым?
8.Как находятся интервалы выпуклости и вогнутости графика функции?
9.Что называется критическими точками второго рода?
10.Как определяется асимптота графика функции? Когда появляются вертикальные и наклонные асимптоты?
11.Изложите общую схему исследования функции и построения ее графика.
|
|
|
Задачи для самостоятельного решения |
|
1. |
Найти промежутки возрастания и убывания функции |
|
|
|
|
|
y |
x2 |
2x . |
Ответ: функция возрастает при x (0, ), функция убывает при x (- ,-2).
Найти экстремумы функций:
2. |
y = x3 - 9x2 +15x . |
|
Ответ: ymax |
7 при x = 1, ymin = -25 при x = 5 . |
|
3. |
y cos x |
sin x при x (0, π ). |
|
|
101 |
|
|
|
|
|
|
при x = |
|
π |
. |
|
|
|
|
|
|||
Ответ: |
ymax |
2 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
4 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4. |
y |
x |
1 ln x |
1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ответ: |
ymin = - |
1 |
при x = |
1 |
-1. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
e |
|
e |
|
|
|
||||||||
5. |
Показать, что график функции y xarctgx не имеет экстре- |
||||||||||||||||
мумов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Найти асимптоту графика функции y |
|
|
1 |
. |
||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
x2 |
|
2x 2 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ответ: |
y |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
7. |
Найти асимптоты графика функции y e x |
1 -1. |
|
||||||||||||||
Ответ: |
y |
0 , x |
1 |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
102
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов. М.: Наука, 1985. Т.1. 432 с.
2.Кудрявцев В.А., Демидович Б.П. Краткий курс высшей математики. М.: Наука, 1975. 624 с.
3.Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах: Учебное пособие для втузов. М.: Высшая школа, 1986. Ч.1.
103
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|||
Введение………………………………………………………… |
3 |
|||
1.Введение в математический анализ……………………… |
4 |
|||
1.1. Понятие множества и операции над множествам… |
4 |
|||
1.2. Понятие функции…………………………………… |
5 |
|||
1.3. Способы задания функций…………………………. |
6 |
|||
1.4. Классификация функций…………………………… |
7 |
|||
1.5. Некоторые классы функций……………………….. |
9 |
|||
2. Предел. Непрерывность функции……………………...… |
10 |
|||
2.1 Предел функции……………………………………... |
10 |
|||
2.2. Бесконечно малые и их основные свойства……….. |
12 |
|||
2.3. Основные теоремы о пределах……………………. |
15 |
|||
2.4. Предел функции |
sin x |
при x 0 (первый замечатель- |
|
|
|
|
|||
|
x |
18 |
||
ный предел)…………………………………..... |
||||
|
||||
2.5. Число e. Второй замечательный предел…………… |
20 |
|||
2.6. Раскрытие некоторых неопределенностей………... |
21 |
|||
2.7. Сравнение бесконечно малых величин……………. |
25 |
|||
2.8. Непрерывность функции в точке………………….. |
26 |
|||
2.9. Точки разрыва функции и их классификация…….. |
28 |
|||
2.10. Основные теоремы о непрерывных функциях…... |
31 |
|||
2.11. Свойства функций, непрерывных на отрезке……. |
32 |
|||
3. Производная функции и ее приложения………………… |
37 |
|||
3. 1. Дифференцируемость функции…………………… |
37 |
|||
3.2. Правила дифференцирования……………………… |
40 |
|||
3.3. Производная степенной, показательной и тригономет- |
|
|||
рических функций…………………………. |
42 |
|||
3.4. Обратные функции. Производная обратной функ- |
|
|||
ции…………………………………………………... |
45 |
|||
3.5. Сложные функции. Производные сложных функ- |
|
|||
104 |
|
ций…………………………………………………... |
47 |
3.6. Гиперболические функции и их производные……. |
48 |
3.7. Таблица производных………………………………. |
50 |
3.8. Метод логарифмического дифференцирования…... |
51 |
3.9. Производная параметрически заданной функции... |
52 |
3.10. Неявная функция, и ее дифференцирование…….. |
53 |
3.11. Уравнение касательной и нормали к графику функ- |
|
ции…………………………………………….. |
54 |
3.12. Производные высших порядков явно заданной функ- |
|
ции |
55 |
3.13. Формула Лейбница………………………………… |
56 |
3.14.Производные высших порядков неявно заданной функции……………………………………………. 57
3.15.Производные высших порядков от функций, заданных
параметрически………………………… |
58 |
3.16. Дифференциалы высших порядков……………… |
59 |
4. Теоремы о дифференцируемых функциях |
|
|
64 |
4.1. Теорема Ролля………………………………………. |
64 |
4.2. Теорема Лагранжа………………………………….. |
65 |
4.3 Теорема Коши……………………………………….. |
67 |
4.4. Правило Лопиталя………………………………….. |
68 |
4.5. Формула Тейлора…………………………………… |
72 |
4.6. Разложение некоторых элементарных функций по |
|
формуле Маклорена……………………………….. |
75 |
5. Исследование функции и построение графика функ- |
|
ции………………………………………………………………. |
|
|
78 |
5.1. Возрастание и убывание функции………………… |
78 |
5.2. Максимум и минимум функции…………………… |
80 |
5.3. Наибольшее и наименьшее значение функции |
|
на отрезке…………………………………………… |
83 |
5.4. Выпуклость и вогнутость графика функции. Точки |
|
перегиба…………………………………………….. |
85 |
5.5. Асимптоты графика функции и их построение…… |
87 |
5.6.Общая схема исследования функции и построения гра-
фика……………………………………………… 90
Библиографический список…………………………………. |
103 |
105
Учебное издание
Горбунов Валерий Викторович Соколова Ольга Анатольевна
НАЧАЛА МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Часть 1
Компьютерный набор В.В. Горбунова
ЛР № 0668515 от 25.08.99. Подписано к изданию 18.03.02. Уч.- изд. л. “C”
Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14
106