|
Приложение на производните
Основни типове задачи
Зад. №1: Да се изследва относно изпъкналост, вдлъбнатост и инфлексна точка, функцията f(x) = x3 – 3x
Вижте упътване
Вижте решение
Решение:
- Намираме първата и втората производни
- При x < 0 функцията е вдлъбната (защото f''(x) < 0)
- При x > 0 функцията е изпъкнала (защото f''(x) > 0).
- При x = 0 функцията има инфлексна точка (0, 0), защото в тази точка функцията променя знака си.
;
Зад. №2: Да се изследва относно изпъкналост, вдлъбнатост и инфлексна точка, функцията f(x) = x4 – 2x
Вижте упътване
Вижте решение
Решение:
- Намираме първата и втората производни
- За всяко x ≠ 0 имаме f''(x) > 0. Следователно дадената функция е само изпъкнала.
;
Зад. №3: Да се намерят всички стойности на параметъра a , при които функцията y = (a + 1) x + a – 5 е строго намаляваща за всяко х.
Вижте упътване
Вижте решение
Решение:
- y' = a + 1
- Функцията е строго намаляваща когато y' < 0, т.е. a + 1 < 0 или a < –1
;
Зад. №4: Намерете всички стойности на реалния параметър a , за които функцията е растяща в интервала (2, +∞).
Вижте упътване
Използвайте това, че една функция е растяща за f(x1)<f(x2), ако x1<x2.
Вижте решение
Решение:
- Избираме произволни стойности на х от интервала (2, +∞).Например x1 = 3; x2 = 4
- Намираме стойността на функцията y за тези стойности, т.е. y(3) = 3(a – 1);

- Функцията y е растяща, ако е изпълнено y(3) ≤ y(4), т.е. 3(a – 1) ≤ 2(a – 1)
a ≤ 1 или a (–∞; 1]
;
Зад. №5: Да се намери първата производна на функцията f(x) = |x|.
Вижте упътване
Разпишете модула и намерете първата производна.
Вижте решение
;
Зад. №6: Намерете локалните екстремуми на функцията y = x3 – 3x2 – 9x + 6.
Вижте упътване
Вижте решение
Решение:
I начин:
- ДМ.: всяко x;
- Намираме първата производна, т.е. f' = 3x2 – 6x – 9;
- Определяме критичните точки, като приравним първата производна на нула, т.е.
3x2 – 6x – 9 = 0 или x1 = 3, x2 = –1.
- Определяме вида на екстремумите като намерим втората производна и определим какъв знак има в екстремалните точки: f'' = 6x – 6
- f''(3) = 6.3 – 6 = 12 > 0. Следователно функцията в тази точка има min. Намираме стойността на този локален минимум, като заместим във функцията, т.е. ymin = f (3) = 33 – 3.32 – 9.3 + 6 = – 21;
- f''(–1) = 6.(–1) – 6 = – 12 < 0. Следователно функцията в тази точка има max. Намираме стойността на този локален максимум, като заместим във функцията, т.е. ymax = f(–1) = (–1)3 – 3.(–1)2 – 9.(–1) + 6 = 11.
- Търсените стойности са: ymin = f (3) = – 21; ymax = f(–1) = 11.
II начин:
- ДМ.: всяко x;
- Намираме първата производна, т.е. : f' = 3x2 – 6x – 9;
- За да определим вида на локалните екстремуми, изследваме знака на първата производна в критичните точки (трета стъпка II правило), т.е. решаваме неравенството f'(x) = 3x2 – 6x – 9 > 0. Резултатите нанасяме в таблицата:
От таблицата виждаме, че при x = –1 имаме локален max, а при x = 3 имаме локален min. Стойността на max и min намираме, като заместим във функцията: ymin = f (3) = 33 – 3.32 – 9.3 + 6 = – 21 и ymax = f(–1) = (–1)3 – 3.(–1)2 – 9.(–1) + 6 = 11.
- Търсените стойности са: ymin = f (3) = – 21; ymax = f(–1) = 11.
;
Зад. №7: Намерете най–голямата и най–малка стойност на функция в интервала x [–2; 2]
Вижте упътване
Вижте решение
;
Зад. №8: Намерете най–голямата и най–малка стойност на функция 
Вижте упътване
Вижте решение
Решение:
- ДМ.: всяко x и затова изследваме дадената функция в този интервал;
- Нека да положим g(x) = –x2 + 2x –2. Дадената функция е показателна с основа по–малка от 1 и затова използваме Свойство 3 на показателна функция и получаваме
, т.е. трябва да изследваме функцията g(x)за НМС и НГС;
- g(x) е квадратна функция и затова графиката
е парабола с върха нагоре, т.е. g(x) ще има само max. Този максимум се определя от върха на параболата, т.е. ;
- Тогава
. Функцията y няма най–голяма стойност
;
|