Тема №12. Исследование функции с помощью производной 1,2 порядков

Процесс исследования функции состоит из нескольких этапов. Для наиболее полного представления о поведении функции и характере ее графика необходимо отыскать:

1) Область существования функции.

Это понятие включает в себя и область значений и область определения функции.

2) Точки разрыва. (Если они имеются).

3) Интервалы возрастания и убывания.

4) Точки максимума и минимума.

5) Максимальное и минимальное значение функции на ее области определения.

6) Области выпуклости и вогнутости.

7) Точки перегиба (Если они имеются).

8) Асимптоты (Если они имеются).

9) Построение графика

 

1.Исследовать функцию и построить ее график.

Решение.

 

Исследование выполним по примерной схеме, имеющейся в учебниках и практических руководствах. График можно строить либо по ходу исследования, либо конце исследования (рис.2).

1) Область определения функции . 2) Найдем точки пересечения графика функции с осями координат. Пусть , тогда . Пусть , тогда или . Значит, график функции проходит через начало координат. 3) Проверить является ли функция четной, нечетной, общего вида. . Функция общего вида. 4) Найти асимптоты графика функции (вертикальные, наклонные, горизонтальные).

Вертикальная асимптота может быть в точке разрыва или на границе области определения. Здесь вертикальная асимптота . , - предел слева в точке ; - предел справа. Наклонные асимптоты вида Найдем, если существуют конечные пределы и .

Здесь

Итак, - уравнение наклонной асимптоты.

 

5) Найти интервалы монотонности (возрастания и убывания) функции и точки экстремума.

Найдем производную первого порядка.

Найдем критические точки первого рода и выясним знаки на полученных интервалах в окрестности критических точек. Критические точки: х₁ = 0, х₂ = 3, х₃ = 1 - последняя н входит в область определения функции. Используя достаточные признаки экстремума, выясним, как меняет знак при переходе через критические точки слева направо. Возьмем непрерывный интервал , содержащий точку .

; . Так как при переходе через точку производная знак не имеет, то функция монотонно возрастает и не является точкой экстремума.

Возьмем интервал , содержащий точку х = 3.

; . Здесь производная меняет знак с «-» на «+», значит, х =3 – точка минимума функции .

Итак, функция возрастает на интервалах и , убывает на интервале (1;3).

 

6) Найти интервалы выпуклости и вогнутости графика функции и точки перегиба.

Вычислим производную второго порядка и найдем критические точки второго рода.

Критические точки второго рода, при которых в нуль или существует, такие , , но эта последняя не входит в область определения функции. Остается точка х = 0. Проверим меняет ли знак при переходе через эту точку. Возьмем интервал (-1; ), содержащий точку х = 0. Вычислим , . Отсюда следует, что х = 0 – точка перегиба, . . Отсюда следует, что - интервал выпуклости; , - интервалы вогнутости кривой.

 

Тема №13.Неопределенный интеграл, его свойства, таблица основных интегралов.

Функция F(x) называется первообразной функциейфункции f(x) на отрезке [a, b], если в любой точке этого отрезка верно равенство:F¢(x) = f(x).

Надо отметить, что первообразных для одной и той же функции может быть бесконечно много. Они будут отличаться друг от друга на некоторое постоянное число.

F₁(x) = F₂(x) + C.

Неопределенным интеграломфункции f(x) называется совокупность первообразных функций, которые определены соотношением:

F(x) + C.

Записывают:

Условием существования неопределенного интеграла на некотором отрезке является непрерывность функции на этом отрезке.

Свойства:

1.

2.

3.

4. где u, v, w – некоторые функции от х.

5.

 

1.

Таблица интегралов.

Интеграл	Значение	Интеграл	Значение
		-ln½cosx½+C			ex + C
		ln½sinx½+ C			sinx + C
					-cosx + C
					tgx + C
					-ctgx + C
		ln			arcsin + C

 

1. Найти неопределенный интеграл .

Решение.

 

Это интеграл от алгебраической суммы функций.

Применяя свойства интеграла, получим:

Проверим результат дифференцированием:

.

2. Найти неопределенный интеграл .

Решение.

 

Аналогично предыдущему примеру:

.

Проверка. Продифференцируем полученное выражение:

.

3. Найти неопределенный интеграл .

Решение.

 

Преобразуем дифференциал.

.

4. Найти неопределенный интеграл .

Решение.

 

Преобразуем дифференциал.

.

5. Найти неопределенный интеграл .

Решение.

 

Преобразуем дифференциал.

 

.