Материал: 4718

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

y (2)

250

2

 

 

500

 

1,1 0

,

 

 

 

 

 

 

 

 

(4

25)2

 

 

441

 

 

 

 

 

 

 

 

y (7)

 

250

7

 

 

1750

3,1

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(49

 

25)2

 

576

 

 

 

 

 

 

Результаты исследования занесем в таблицу:

 

 

 

 

x

 

 

(

;

5)

 

 

 

(

5;0)

 

 

0

 

(0;5)

 

 

(5;

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

функция

 

 

функция

 

 

max

 

функция

функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возрастает

 

 

возрастает

 

убывает

убывает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак,

 

функция

возрастает

на каждом

из

интервалов (

; 5) ,

(

5;0)

и

убывает на интервалах (0;5) , (5;

 

) . В точке x

0 производная меняет знак с «+»

на «−», следовательно,

x

0 − точка максимума функции. Значение функции в

этой точке равно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ymax (0) 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Исследование функции по второй производной (выпуклость,

вогнутость, точки перегиба графика)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем вторую производную функции:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

( y )

 

 

 

 

250 x

 

 

250

(x) (x2

25)2

 

x

((x2

25)2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2

25)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2

 

25)4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

1 (x2

25)2 2x

(x2

25)

2x

250

(x2

25)

(x2

25

4x2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2

25)4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2 25)4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

 

3x2

25

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x2

25)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

0 , если 3x2

25

 

0 . Это уравнение не имеет решения.

 

 

 

 

 

y

не существует при x

5 и x

5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Точки x1

 

 

5,

x2

 

5 разбивают область определения функции на три интервала:

(

;

5) ,

(

 

5;5) , (5;

 

) . Определим знак производной y

на каждом из них. Так

как

y (

6)

250

 

3 62

 

25

250

133

 

274,8

0

,

поэтому на

всем

интервале

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(62

 

25)2

121

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

;

5) производная y

0 и, следовательно, график функции является вогнутым

на данном интервале.

 

Аналогично определяем,

что

y

0 на интервале ( 5;5) ,

поэтому график выпуклый на данном интервале.

На интервале (5;

)

y

0 ,

поэтому график вогнутый на этом интервале. Результаты исследования занесем в таблицу:

x [0;5)

17

x

( ; 5)

( 5;5)

(5; )

y

+

+

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

y

вогнутый

выпуклый

вогнутый

график

график

график

 

Точек перегиба на графике функции нет.

 

6. Точки разрыва функции и вертикальные асимптоты её графика

Точки разрыва функции – это точки

 

x1

5

и

x2

5 , в которых функция не

определена. Вычислим пределы функции в этих точках:

lim

5x2

125

 

, lim

5x2

125

 

 

.

 

 

x2 25

 

0

 

x2 25

 

 

0

 

 

 

 

x 5

 

x 5

 

 

 

 

 

Поэтому прямые с

уравнениями x

5

и

x

5

являются вертикальными

асимптотами графика функции.

 

 

 

 

 

 

 

7. Невертикальные асимптоты графика функции

Невертикальной асимптотой будем называть асимптоту, не параллельную оси Оу.

Невертикальная асимптота графика функции y f (x) при x

существует

тогда и только тогда, когда существуют конечные пределы

 

lim

f (x)

k,

x

x

 

 

 

Эта асимптота имеет уравнение y

kx

Вычислим пределы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

f (x)

 

lim

 

5x2

 

 

 

lim

 

5x

 

x

x

(x

2

 

25)

 

x

2

25

 

x

x

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim [ f (x)

kx]

 

lim

 

 

5x2

0

x

lim

 

 

x

2

25

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim [ f (x)

 

kx]

b .

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

x

 

 

 

 

 

 

0

 

k ,

 

1

 

 

25

 

1

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x2

 

 

lim

 

 

5

 

 

5

5 b .

x

2

25

 

 

 

25

 

1

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

Так как оба предела k и b конечны,

то график функции имеет невертикальную

асимптоту при x

. Еѐ уравнение y

kx b , то есть y 5.

8. Построение графика функции

На основании результатов проведенного исследования строим график функции. Четность функции облегчает построение графика: строим часть графика функции для значений (5; ) , а затем отображаем эту часть графика

симметрично относительно оси ординат и получаем весь график.

Для уточнения графика рассмотрим несколько дополнительных точек:

y(2)

5

22

 

20

0,9 ,

y(7)

5

72

 

245

10,2 .

22

25

21

7

2

25

24

 

 

 

 

18

Рис. 6

9. Множество значений функции

Вид графика (см. рис. 6) позволяет сделать вывод, что E( y) ( ;0] (5; ) .

19

Контрольная работа № 2

50 – 59. Найти неопределенные интегралы. Результаты проверить дифференцированием.

50.

а)

 

 

 

x dx

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x4

 

 

 

 

 

 

 

51.

а)

 

 

 

 

dx

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

x

ln 2 x

52.

а)

1

 

x2

 

x dx ,

e

 

 

53.

а)

 

ln x

3

 

 

 

 

dx ,

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54.

а)

 

arctg5 x

 

 

 

dx ,

1

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55. а)

 

x4

 

 

2x5 9 dx ,

56.

а)

 

cos x dx

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 sin 2 x

 

 

 

 

 

б) x3 ln x dx .

б) x sin 3x dx . б) x cos 2x dx .

б) (1 x) sin 2x dx .

б) x3 ln x dx .

б) (x 1) sin 2x dx .

б) x ln x dx .

57.

а)

 

tg x

2

dx ,

 

 

б)

x

e 7 x dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex dx

 

 

 

 

 

 

 

 

58.

а)

 

 

 

 

,

 

 

б)

(x

 

3) cos 4x dx .

 

e2 x

4

 

 

59.

а)

 

 

sin x dx

 

,

б)

ln x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2

3cos x

 

 

 

 

x2

5*. а)

e2 x3 5

x2 dx ,

б)

 

ln(cos x)

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2 x

Решение задачи 5*. При вычислении интегралов используем (см. прил. 2):

таблицу неопределенных интегралов;

основные свойства неопределенного интеграла;

основные методы интегрирования в неопределенном интеграле (метод замены переменной и метод интегрирования по частям).

а) Воспользуемся методом замены переменной

 

 

 

 

 

 

 

t

 

2x3

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x3

5

 

2

 

dt (2x3

5) dx

 

t dt 1

t

 

1

 

t

 

1

 

2 x3 5

 

e

 

 

x

 

dx

 

 

 

6x2dx

e

 

 

 

 

e

dt

 

e

 

C

 

e

 

С .

 

 

 

 

dt

6 6

6

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

dt

x2dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результат вычислений проверим дифференцированием:

20

 

1

e

2 x3

5

 

C

 

1

 

e

2 x3 5

6x

2

e

2 x3 5

x

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

Воспользуемся формулой интегрирования по частям

u dv

u v v du .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

ln(cos

x),

 

 

 

 

 

dv

 

dx

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2 x

 

 

 

 

ln(cos

x) dx

du

(ln(cos x))

dx,

 

v

 

dx

 

,

ln(cos x)

(

ctg x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2 x

 

 

 

 

sin 2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du

 

 

1

( sin x) dx,

 

v

 

ctg x,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ctg x)

 

 

sin x

 

 

dx

 

 

ctg x ln(cos x)

dx

 

ctg x ln(cos x)

x

C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

Результат вычислений проверим дифференцированием:

 

 

 

( ctg x ln(cos x)

x

 

 

C)

 

 

 

1

 

ln(cos x)

ctg x

 

1

( sin x)

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2 x

cos x

 

 

 

ln(cos x)

1

1

 

ln(cos x)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2 x

 

 

 

 

 

 

sin 2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60 – 69. Пользуясь формулой Ньютона – Лейбница, вычислить определенный

b

интеграл f (x) dx .

a

 

 

15

 

 

dx

 

 

 

1

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

61.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

4

 

x2

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

62.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

63.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 3x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

x2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

4

 

 

 

 

dx

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

65.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

cos2 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

 

 

 

2x

1

 

1

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

66.

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

dx .

67.

0

 

 

 

 

 

 

.

 

3

 

 

 

3

cos2 3x

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

68.

3

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

.

69.

 

1

 

x

dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 1

 

 

9x2

1

3

2

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6*.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение задачи 6*. При вычислении интеграла воспользуемся формулой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ньютона – Лейбница

f (x) dx F(x)

 

ba F(b)

 

 

F(a) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

Источник: https://studfile.net/preview/16414754/