Přejít na hlavní obsah

Kolik sestupných intervalů má funkce f (x) = x^3-3x

V tomto článku se podíváme na funkci f (x) = x^3 - 3x a určíme počet intervalů, ve kterých klesá.

Nejprve si ujasněme, co znamená "sestupný interval". Interval poklesu funkce je mezera hodnot argumentu, kde funkce klesá. Jinými slovy, v tomto intervalu se hodnoty funkce s rostoucím argumentem snižují.

Abychom určili sestupné intervaly funkce f (x) = x^3 - 3x, musíme analyzovat její chování v různých oblastech hodnot X. k tomu můžeme použít odvozenou funkci.

Analýza intervalů poklesu funkce

  1. Dostaneme první derivát: f'(x) = 3x^2 - 3.
  2. Najdeme body, kde je derivace nulová: 3x^2-3 = 0. Při řešení rovnice dostaneme dva kořeny: x = -1 a x = 1.
  3. Vložíme nalezené hodnoty do druhé derivace: f"(x) = 6x.
  4. Určíme znaky druhého derivátu v okolí bodů x = -1 a x = 1. Při x < -1 je druhá derivace záporná, při -1 < x < 1 вторая производная положительна, при x >1 druhá derivace je opět záporná.
  5. Sestavíme tabulku značek první derivace a druhé derivace:
Intervalf'(x)f''(x)
x < -1--
-1 < x < 1++
x > 1--

Funkce f (x) = x^3-3x má tedy dva sestupné intervaly: x < -1 и x >1.

Definice funkce

Funkce f (x) = x^3 - 3x je algebraická funkce, která zahrnuje proměnnou x vztaženou na třetí stupeň a vynásobenou 3 a poté odebírá 3x.

Intervaly poklesu funkce jsou hodnoty x, na kterých se hodnoty funkce snižují. Chcete-li najít intervaly poklesu funkce, musíte analyzovat její derivát. V tomto případě, pokud je derivace funkce f ' (x) = 3x^2 - 3 nulová, znamená to možnou maximální nebo minimální hodnotu funkce.

Hledání kořenů funkce

Pro nalezení kořenů funkce f(x) = x^3 - 3x je nutné vyřešit rovnici f (x) = 0. K tomu lze použít různé metody: zástupná metoda, metoda grafické reprezentace, Newtonova metoda atd.

Substituční metodou lze střídavě nastavovat hodnoty proměnné x a najít odpovídající hodnoty funkce. Pokud f (x) = 0, pak hodnota x bude kořenem funkce.

Lze také vytvořit graf funkce a najít průsečíky s osou absces. Pokud je hodnota funkce na průsečíku nulová, pak to bude kořen funkce.

Newtonovou metodou lze nalézt skutečné kořeny funkce. K tomu je nutné zvolit počáteční aproximaci a použít iterační vzorec, dokud se hodnota funkce nepřiblíží nule.

Funkce f (x) = x^3 - 3x má tedy tři kořeny, které lze nalézt pomocí různých metod.

Studie chování funkce v intervalech

Pro začátek najdeme body extrémů funkce, porovnáme její derivaci s nulou a vyřešíme výslednou rovnici:

  • Nacházíme derivát: f'(x) = 3x^2 - 3
  • Rovnáme derivát k nule: 3x^2 - 3 = 0
  • Vyřešíme výslednou kvadratickou rovnici: x^2 - 1 = 0
  • Dostáváme dvě hodnoty x: -1 a 1

Funkce má tedy dva body extrému: (-1, -2) a (1, -2).

Výzkum funkce v intervalech provádíme pomocí metody znaků. Zvažte hodnoty funkce ve třech intervalech:

  1. Interval ( - ∞ , -1)
  2. Interval (-1, 1)
  3. Interval (1,+∞)
  • Do funkce vložíme libovolnou hodnotu x menší než -1: f(x) = x^3 - 3x
  • Například při x = -2: f(-2) = (-2)^3 - 3(-2) = -8 + 6 = -2
  • Znak funkce v tomto intervalu: negativní ( -)
  • Nastavíme libovolnou hodnotu x mezi -1 a 1 do funkce: f(x) = x^3 - 3x
  • Například při x = 0: f(0) = 0^3 - 3(0) = 0
  • Znak funkce v tomto intervalu: pozitivní (+)
  • Nastavíme libovolnou hodnotu x větší než 1 do funkce: f(x) = x^3 - 3x
  • Například při x = 2: f(2) = 2^3 - 3(2) = 8 - 6 = 2
  • Znak funkce v tomto intervalu: pozitivní (+)

Funkce tedy f(x) = x^3 - 3x má jeden sestupný interval: ( - ∞ , -1) a dva vzestupné intervaly: (-1, 1) a (1, +∞).

Stanovení intervalů poklesu funkce

K určení intervalů poklesu funkce je nutné najít body, ve kterých je odvozená funkce nulová nebo neexistuje. V těchto bodech může funkce změnit svou povahu pohybu a přejít z poklesu na vzestup nebo naopak.

Chcete-li tyto body najít, musíte vyřešit rovnici f'(x) = 0 nebo zkontrolovat, zda v každém bodě existuje odvozená funkce. Vyřešením rovnice nebo nalezením bodů, ve kterých derivace neexistuje, je možné rozdělit číselnou osu na intervaly a analyzovat chování funkce na každém z nich.

Pro funkci f (x) = x^3-3x, najdeme derivát:

Najdeme body, ve kterých je derivace nulová:

Takže derivát je nula v bodech x = 1 a x = -1.

Analyzujeme chování funkce v intervalech:

3) při x > 1 se funkce f(x) monotónně zvyšuje.

Funkce f (x) = x^3 - 3x tedy klesá v intervalu -1 < x < 1.