Практикум по высшей математике с основами математической статистики. Фетисов Ю.М - 19 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

19
() ()
.
0
1
2
3
lim,
0
1
2
3
lim
2
02
2
02
+=
+
+
=
−=
+
=
+−→
x
x
x
x
xx
Следовательно , прямая линия x = 2 является вертикальной асимптотой.
Б) Уравнения наклонных (горизонтальных) асимптот графика функции будем
искать в виде : y=kx+b, где k и b определяются по формулам:
(
)
()()
.lim,lim
2,12,1
xkxyb
x
xy
k
xx
==
±±∞→
Если x+ мы находим правую асим -
птоту , а если x- - левую. При k = 0 и b мы получаем горизонтальную
асимптоту , при k 0 наклонную , а при k= или b= (или не существуют)
асимптота отсутствует.
В нашем случае
()
,1
2
1
2
3
1
lim
2
3
lim
2
3
lim
2
22
2,1
=
=
=
=
⋅−
==
∞→
x
x
xx
x
xx
x
kk
xxx
.2
2
1
3
2
lim
2
32
lim
2
23
lim1
2
3
lim
222
=
=
=
=
+−−
=
⋅−
=
∞→
x
x
x
x
x
xxx
x
x
x
b
xxxx
Таким образом, прямая y = x + 2 является наклонной асимптотой.
6. Найдем первую производную функции:
()
()
() () ()
.
2
34
2
342
2
322
2
3
2
2
2
22
2
22
+−
=
+−−
=
−⋅
=
=
x
xx
x
xxx
x
xxx
x
x
y
() ()
.6
2
3
39
,2
2
1
31
.3,10
2121
=
==
===⇒=
xyxyxxy
Итак, критическими точками 1-го рода являются точки x = 1 и x = 3. Точка x=2
критической не является, т. к. она не принадлежит области определения функции.
7. Найдем вторую производную функции:
()
()()()
()
()
=
+⋅−
=
+−
=
′′
4
2
2
2
2
2
3422242
2
34
x
xxxxx
x
xx
y
(
)
(
)
(
)
() () ()
.0
2
2
2
382882
2
342242
33
22
3
2
=
++−
=
+⋅−
=
xx
xxxx
x
xxxx
Критических точек второго рода функция не имеет.
8. Составим таблицу исследования функции:
x
(-; 1 )
1 ( 1; 2 ) 2 ( 2; 3 ) 3
( 3; )
y(x)
+ 0 - Не сущ . - 0 +
y(x)
- - - Не сущ . + + +
y(x) Возрастает,
выпуклая.
Max
y=2.
Убывает,
выпуклая.
Не сущ . Убывает,
вогнутая.
Min
y=6.
Возрастает,
вогнутая.
                x 2 −3 � +1 �                                          x 2 −3 � +1 �
     lim
      x → 2−0 x −2
                           =�               �   =  (−  ∞   ),  lim            =�        � =(+∞).
                                � −0 �                        x → 2+0 x −2
                                                                                 � +0 �
     Следовательно, прямая линия x = 2 – является вертикальной асимптотой.
     Б) Уравнения наклонных (горизонтальных) асимптот графика функции будем
искать в виде: y=kx+b, где k и b определяются по формулам:
                    y (x )
k1, 2 = lim                 ,              b1, 2 = lim (y(x ) −k ⋅ x ). Если x→ +∞ мы находим правую асим-
            x→ ±∞ x                                  x→ ±∞

птоту, а если x→ -∞ - левую. При k = 0 и b ≠∞ мы получаем горизонтальную
асимптоту, при k ≠0 – наклонную, а при k=∞ или b=∞ (или не существуют) –
асимптота отсутствует.
     В нашем случае
                                                                                          3
                                                                                    1−
                           x −3
                              2
                                                         x −3 � ∞ �
                                                            2
                                                                                         x 2 =1,
k1, 2 =k =lim                                  =lim 2              =� � =lim
                 x → ∞ (x −2 ) ⋅ x                x → ∞ x −2 x
                                                                      � ∞ � x → ∞ 1 −2
                                                                                          x
                                                                                                              3
                                                                                                           2−
             � x −3
                  2
                                       �               x −3 −x +2 x
                                                         2          2
                                                                                     2 x −3 � ∞ �             x =2.
b =lim��                   −1 ⋅ x �� =lim                                    =lim             =� � =lim
       x → ∞ x −2                                                −             x → ∞ x −2        ∞
              �                          �       x→ ∞         x    2                            � �   x→ ∞
                                                                                                           1−
                                                                                                              2
                                                                                                              x
Таким образом, прямая y = x + 2 – является наклонной асимптотой.
6. Найдем первую производную функции:
                        ′
        � x 2 −3 �             2 x ⋅ (x −2 ) −(x 2 −3) 2 x 2 −4 x −x 2 +3 x 2 −4 x +3
y ′ =��               �� =                                          =                         =             .
         � x −2 �                              (x −2 )2                      (x −2 )2             (x −2 )2
                                                                1 −3                       9 −3
y ′ =0 ⇒ x1 =1, x2 =3. y(x1 ) =                                          =2, y (x2 ) =           =6.
                                                                1 −2                       3 −2
Итак, критическими точками 1-го рода являются точки x = 1 и x = 3. Точка x=2
критической не является, т. к. она не принадлежит области определения функции.
7. Найдем вторую производную функции:
                                     ′
y ′′ =��
          � x 2 −4 x +3 �
                                 �     =
                                            (2 x −4 )⋅ (x −2 )2 −2 ⋅ (x −2 )⋅ (x 2 −4 x +3) =
                                   �
           � (x −2 ) �                                                 (x −2)4
                          2



=
    (2 x −4 )⋅ (x −2 ) −2(x 2 −4 x +3) =2 x 2 −8 x +8 −2 x 2 +8 x −3 = 2 ≠0.
                          (x −2)3                                              (x −2 )3               (x −2)3
   Критических точек второго рода функция не имеет.
8. Составим таблицу исследования функции:

    x         (-∞; 1 )   1   ( 1; 2 )                       2            ( 2; 3 )  3    ( 3; ∞)
  y′(x)          +       0      -                        Не сущ.            -      0       +
  y″(x)          -       -      -                        Не сущ.            +      +       +
  y(x)      Возрастает, Max Убывает,                     Не сущ.        Убывает, Min Возрастает,
            выпуклая. y=2. выпуклая.                                    вогнутая. y=6. вогнутая.

                                                        19