Funktsioonide ja nende graafikute uuring on teema, mis pöörab erilist tähelepanu keskkoolide kooliprogrammi raames. Mõned matemaatilise analüüsi sihtasutused - diferentseerimine kuuluvad eksami profiili tasemele matemaatikas. Mõnedel koolilastel on probleeme selle teemaga, kuna nad segavad funktsiooni ja derivaadi graafika ning unustama algoritme. See artikkel kaalub peamisi ülesandeid ja kuidas neid lahendada.
Matemaatiline funktsioon on eriline võrrand. See loob numbrite vahelise suhte. Funktsioon sõltub argumendi väärtusest.
Funktsiooni väärtus arvutatakse vastavalt antud valemile. Selleks asendada kõik argumendid, mis vastavad lubatud väärtuste pindalale selles valemis ja vajalikud matemaatilised toimingud. Milline?
Argumendist sõltuvuse funktsiooni graafilist pilti nimetatakse funktsiooni graafikuks. See on ehitatud tasapinnal konkreetse ühiku segmendiga, kus muutuja väärtus või argument on paigutatud piki Abscissa horisontaalset telje ja vastavalt ordinaadi vertikaalsele teljele - sellele vastava funktsiooni.
Mida suurem on argumendi väärtus, asub see punktis tabelis. Ja mida suurem on funktsiooni väärtus, seda suurem on punkt.
Mida ütleb see? Funktsiooni väikseim väärtus on punkt, mis asub kogu ajakava all. Selleks, et leida selle graafiku segmendis, vajate:
1) Leia ja märkige selle segmendi otsad.
2) visuaalselt määrata, milline punkt selle segmendi all on allpool kõik.
3) Vastuseks kirjutage oma numbriline väärtus, mida saab määrata ordinaat telje punkti alla.
Ülesannete lahendamisel antakse siiski ajakava funktsiooni, kuid selle derivaat. Selleks, et kogemata mitte lubada loll viga, siis on parem hoolikalt lugeda tingimusi, sest see sõltub sellest, kus sa pead otsima äärmuslikke punkte.
Niisiis on derivaat funktsiooni hetkeline suurenemine. Geomeetrilise määratluse kohaselt vastab derivaat tangentsiaalsele nurk- koefitsiendile, mis on otseselt läbi viidud.
On teada, et äärepoolseimate puutetundlikkuse korral paralleelselt oxi-teljega. See tähendab, et tema nurk koefitsient on 0.
Sellest saame järeldada, et äärmuslikus punktides seisneb derivaat Abscissa teljel või muutub nulliks. Kuid lisaks nendele punktidele muudab funktsioon oma suunda. See tähendab, et pärast kasvava perioodi algust hakkab see vähenema ja tuletissaaja vastavalt asendatud positiivse negatiivse. Või vastupidi.
Kui derivaat positiivne muutub negatiivseks - see on maksimaalne punkt. Kui negatiivne muutub positiivseks - minimaalne punkt.
TÄHTIS: Kui ülesanne nõuab minimaalset või maksimaalset punkti, siis vastava väärtuse piki Abscissa telje tuleks kirjutada. Aga kui soovid leida funktsiooni väärtuse, peate kõigepealt asendama funktsiooni vastava väärtuse ja arvutama selle.
Vaadeldavad näited on seotud peamiselt eksami numbri 7 ülesandega, mis tähendab tööd graafiku tuletisinstrumendi või primitiivse tööga. Kuid ülesanne on 12 EGE - leida segmendi funktsiooni väikseim väärtus (mõnikord suurim) - ilma joonisteta ja nõuab matemaatilise analüüsi põhioskusi.
Selle täitmiseks peate olema võimeline leidma derivaadiga äärmuslikke punkte. Algoritmi nende asukoha on:
Selleks on vaja skeemi ja saadud ajavahemike järel kindlaks määrata derivaadi märke, asendades derivaadi segmentidele kuuluvaid numbreid. Kui võrrandi lahendamisel saite topelt mitmekordsuse juured - need on kiidud.
Kuid kõigi nende tegevuste lõpuleviimisega leiame minimaalsete punktide väärtused ja maksimaalse Abscissa telje väärtused. Aga kuidas leida segmendi funktsiooni väikseim väärtus?
Mida tuleb teha selleks, et leida funktsioon, mis vastab funktsioonile konkreetses punktis? On vaja asendada argumendi väärtus selles valemisse.
Minimaalne ja maksimaalne punktid vastavad segmendi funktsiooni väikseimale ja suurimale väärtusele. Niisiis, et leida funktsiooni väärtus, peate arvutama funktsiooni kasutades saadud X.
Oluline! Kui ülesanne nõuab minimaalset või maksimaalset punkti, siis vastuseks kirjutada vastav väärtus mööda Abscissa teljel. Aga kui teil on vaja leida funktsiooni väärtuse, peate kõigepealt asendama vastava väärtuse argumendi funktsioonile ja täitma vajalikud matemaatilised toimingud.
Aga kuidas leida väikseim väärtus funktsiooni segmendile, millel ei ole esurm punkte?
See tähendab, et see on funktsiooni monotoonselt väheneb või suureneb. Seejärel peab funktsioon asendama selle segmendi äärmuslike punktide väärtuse. On kaks võimalust.
1) tuletisinstrumendi ja lünkade arvutamine, millele see on positiivne või negatiivne, järeldada, et selle segmendi funktsioon väheneb või suureneb.
Vastavalt neile asendada suurem või vähem argument väärtus.
2) Asendage mõlemad punktid funktsiooni ja võrrelge saadud funktsiooni väärtusi.
Reeglina vajavad eksami ülesannetes endiselt tuletist leida. On ainult paar erandit.
1) parabool.
Parabola ülemine osa asub vastavalt valemile.
Kui A.< 0, то ветви параболы направлены вниз. И ее вершина является точкой максимума.
Kui A\u003e 0, siis paraboola oksad on suunatud ülespoole, ülemine osa on minimaalne punkt.
Olles arvutanud Pidelabila tipu punkti, on vaja asendada selle väärtuse funktsiooni ja arvutada vastava funktsiooni väärtuse.
2) Y \u003d TG X funktsioon. Või y \u003d ctg x.
Need funktsioonid kasvavad monotoonselt. Seetõttu seda suurem on argumendi väärtus, seda suurem on funktsiooni väärtus ise. Järgmisena me vaatame, kuidas leida suurim ja väikseim väärtus funktsiooni segmendis näited.
Ülesanne: funktsiooni suurim või väikseim väärtus. Näide diagrammile.
Joonisel näete intervalli f (x) f (x) graafikut [-6; 6]. Millisel hetkel on segment [-3; 3] F (x) võtab väikseima väärtuse?
Niisiis, alustada, valige määratud segment. Sellel võtab funktsioon kord nullväärtuse ja muudab selle kaubamärgi - see on äärmuslik punkt. Kuna negatiivse derivaat muutub positiivseks, tähendab see, et punkt on minimaalne funktsioon. See punkt vastab argumendi väärtusele 2.
Me kaalume jätkuvalt näiteid. Ülesanne: Leia suurim ja väikseim väärtus funktsiooni segmendis.
Leidke funktsiooni Y \u003d (x-8) E x-7 väikseim väärtus segmendis.
1. Võta tuletatud keerulisest funktsioonist.
y "(x) \u003d (x - 8) E x-7 \u003d (x-8)" (E x-7) + (X-8) (E x-7) "\u003d 1 * (E x-7) + (x - 8) (E x-7) \u003d (1 + x-8) (E x-7) \u003d (x-7) (E x-7)
2. Võrdlik tuletisinstrument nulli ja lahendada võrrandit.
(X - 7) (E x-7) \u003d 0
x - 7 \u003d 0 või E x-7 \u003d 0
x \u003d 7; E x-7 ≠ 0, no juured
3. Asendage äärmuslike punktide väärtus, samuti võrrandi juured.
y (6) \u003d (6 - 8) E 6-7 \u003d -2E -1
y (7) \u003d (7 - 8) E 7-7 \u003d -1 * E 0 \u003d -1 * 1 \u003d -1
y (8) \u003d (8 - 8) E 8-7 \u003d 0 * E 1 \u003d 0
Niisiis, et käesolevas artiklis peetakse peamist teooriat selle kohta, kuidas leida funktsiooni väikseima väärtuse segmendis vajaliku segmendi edukalt lahendada EGE profiili matemaatika ülesannete täitmiseks. Samuti kasutatakse matemaatilise analüüsi elemente eksamiosast ülesannete lahendamisel, kuid ilmselgelt esindavad nad teistsugust keerukust ja nende lahendusi algoritme on ühe materjali raames raske sobida.
Vaatame, kuidas uurida graafiku abil funktsiooni. Tuleb välja, et vaatas ajakava, saate teada kõike, mis meid huvitab, nimelt:
Selgita terminoloogia:
Abscissa - See on horisontaalne punkti koordinaat.
Ordinaat - Vertikaalne koordinaat.
Axis Abscissa - horisontaalne telg, mida kõige sagedamini nimetatakse teljeks.
Axis Ordinate - vertikaaltelje või telje.
Argument - sõltumatu muutuja, millele funktsiooni väärtused sõltuvad. Kõige sagedamini on näidatud.
Teisisõnu, me ise valida, asendada funktsiooni valemis ja saada.
Domeen Funktsioonid on nende argumendi väärtuste kogum (ja ainult need), kus funktsioon on olemas.
Määratud: Or.
Meie joonisel on põllu määratluse ala segment. See on selles segmendis, et funktsioon on joonistatud. Ainult siin on see funktsioon.
Funktsiooniväärtused - See on väärtuste kogum, mis muutuja võtab. Meie arv on segment - madalaimast kõrgeimale väärtusele.
Nullfunktsioon - punktid, kus funktsiooni väärtus on , see on. Meie joonisel on punktid ja.
Funktsiooni väärtused on positiivsed Kus. Meie joonisel on need lüngad ja.
Funktsiooni väärtused on negatiivsed Kus. Meil on see lõhe (või intervall) alates.
Kõige olulisemad mõisted - funktsiooni kasvav ja vähenemine Mingil määral. Võite võtta segmenti, intervalli, lünkade integreerimist või kogu numbrilist otsest otsest integreerimist.
Ülesanne suurenema
Teisisõnu, seda rohkem, seda rohkem, see tähendab, et ajakava läheb paremale ja üles.
Ülesanne vähenema Komplekti kohta, kui mis tahes ja mis kuulub komplekti, jälgib ebavõrdsus ebavõrdsust.
Funktsiooni vähendamiseks vastab suurem väärtus väiksemale väärtusele. Ajakava läheb paremale ja alla.
Meie joonisel suureneb funktsioon intervalliga ja väheneb intervallidega ja.
Me määratleme, mida maksimaalne punkt ja minimaalne funktsioon.
Maksimaalne punkt - See on määratlemispiirkonna sisemus, nii et funktsiooni väärtus on suurem kui kõigis selle lähedastes punktides.
Teisisõnu, maksimaalne punkt on selline punkt, mille funktsiooni väärtus rohkemkui naaberriigis. See on diagrammi kohalik "Holmik".
Meie joonistus - maksimaalse punkti.
Miinimumini - Määratlemispiirkonna sisemus, nii et selle funktsiooni väärtus on väiksem kui kõigis selle lähedastes punktides.
See tähendab, et miinimumpunkt on selline, et funktsiooni väärtus selles on väiksem kui naaberriigis. Ajakavas on kohalik "Fossa".
Meie joonises - minimaalne punkt.
Point on piir. See ei ole määratluspiirkonna sisepunkt ja seetõttu ei vasta see maksimaalse punkti määratlusele. Lõppude lõpuks ei ole tal vasakul naabrid naabreid. Samamoodi ei saa meie ajakava kohta olla minimaalse punkti.
Maksimaalselt ja minimaalseid punkte nimetatakse eringemfunktsiooni punktid. Meie puhul on see.
Ja mida teha, kui teil on vaja leida näiteks minimaalne funktsioon Segmendis? Sel juhul vastus :. Sest minimaalne funktsioon - See on selle väärtus minimaalselt.
Sarnaselt maksimaalselt meie funktsioon on võrdne. See saavutatakse punktis.
Võib öelda, et funktsiooni äärmused on võrdsed ja.
Mõnikord on vaja ülesannetes leida funktsiooni suurimad ja väiksemad väärtused Antud segmendis. Nad ei pruugi tingimata kattuda äärmustega.
Meie puhul funktsiooni väikseim tähendus Segmendis võrdub ja langeb kokku minimaalse funktsiooniga. Kuid selle segmendi suurim väärtus on võrdne. See saavutatakse segmendi vasakus otsas.
Igal juhul saavutatakse segmendi pideva funktsiooni suurimad ja väiksemad väärtused kas äärmuspunktides või segmendi otsas.
Standardne algoritm selliste ülesannete lahendamiseks tähendab pärast funktsiooni nullide leidmist, määrates derivaadi märgid intervallidel. Seejärel arvutatakse väärtuste arvutamine maksimaalse (või minimaalse) ja intervalli piiripunktidesse, sõltuvalt sellest, milline küsimus on tingimusel.
Ma soovitan teil teha veidi erinevalt. Miks? Kirjutas sellest.
Teen ettepaneku lahendada sellised ülesanded järgmiselt:
1. Leia derivaat.
2. Leia nulli derivaat.
3. Määrake, milline neist kuulub sellele intervallile.
4. Arvutage funktsiooni väärtused punktile 3 intervalli piirides ja punktides.
5. Lõpetame (küsimusele vastamine).
Esitatavate näidete lahendamisel ei käsitleta ruutvõrrandite lahendust üksikasjalikult, see peaks suutma teha. Samuti peaks teadma.
Mõtle näiteid:
77422. Leidke funktsiooni suurim väärtus Y \u003d X 3 -3x + 4 segmendis [-2; 0].
Leiame Zerose derivaati:
Tingimuses määratud intervall kuulub punkti x \u003d -1.
Arvutage funktsiooni väärtused punktides -2, -1 ja 0:
Funktsiooni suurim väärtus on 6.
Vastus: 6.
77425. Leia segmendi segmendi väikseim väärtus Y \u003d x 3 - 3x 2 + 2.
Leidke antud funktsiooni derivaat:
Leiame Zerose derivaati:
Tingimuses määratud intervall kuulub punkti x \u003d 2.
Arvuta funktsiooni väärtused punktides 1, 2 ja 4:
Väikseim funktsiooni väärtus on -2.
Vastus: -2.
77426. Leidke funktsiooni Y \u003d x 3 - 6x 2 suurim väärtus segmendis [-3; 3].
Leidke antud funktsiooni derivaat:
Leiame Zerose derivaati:
Tingimuses määratud intervall kuulub punkti x \u003d 0.
Arvutage funktsiooni väärtused punktides -3, 0 ja 3:
Väikseim funktsiooni väärtus on 0.
Vastus: 0.
77429. Leia funktsiooni Y \u003d x 3 - 2x 2 + x +3 väikseim väärtus segmendis.
Leidke antud funktsiooni derivaat:
3x 2 - 4x + 1 \u003d 0
Me saame juured: x 1 \u003d 1 x 1 \u003d 1/3.
Seisundis määratud intervall kuulub ainult x \u003d 1.
Leidke funktsiooni väärtused punktides 1 ja 4:
Saada, et väikseim funktsiooni väärtus on 3.
Vastus: 3.
77430. Leia funktsiooni Y \u003d x 3 + 2x 2 + x + 3 kõrgeim väärtus segmendis [- 4; -One].
Leidke antud funktsiooni derivaat:
Leiame tuletisinstrumendi derivaat, lahendada ruudu võrrandi:
3x 2 + 4x + 1 \u003d 0
Me saame juured:
Seisundis määratud intervall omab root x \u003d -1.
Leiame funktsiooni väärtused punktides -4, -1, -1/3 ja 1:
Saadud, et funktsiooni suurim väärtus on 3.
Vastus: 3.
77433. Leia segmendi funktsiooni Y \u003d x 3 - x 2 - 40x +3 väikseim väärtus.
Leidke antud funktsiooni derivaat:
Leiame tuletisinstrumendi derivaat, lahendada ruudu võrrandi:
3x 2 - 2x - 40 \u003d 0
Me saame juured:
Seisundis määratud intervall omab root x \u003d 4.
Me leiame funktsiooni väärtused punktides 0 ja 4:
Saadud, et väikseim funktsioon väärtus on -109.
Vastus: -109
Mõelge meetodile, et määrata kindlaks funktsioonide suurimate ja väiksemate väärtuste kindlaksmääramine ilma derivaadita. Seda lähenemisviisi saab kasutada, kui teil on suured probleemid derivaadi määratlusega. Põhimõte on lihtne - funktsiooni me asendame kõiki täisarvudest intervalliga (fakt on see, et kõik sellises prototüüpides vastus on täisarv).
77437. Leidke segmendi funktsiooni Y \u003d 7 + 12x-X3 väikseim väärtus [-2; 2].
Me asendame punkte -2 kuni 2: Vaadake otsust
77434. Leidke funktsiooni Y \u003d x 3 + 2x 2-4x + 4 suurim väärtus segmendis [-2; 0].
See on kõik. Edu teile!
Lugupidamisega, Alexander Krutitsky.
P.S: Ma olen tänulik, kui te räägite sotsiaalsete võrgustike saidilt.
Dana funktsioon, määratletud ja pidev mõnes ajavahemikus. See on kohustatud leidma selle intervalli funktsiooni suurima (väikseima) väärtuse.
Teoreetiline alus.
Teoreem (teine \u200b\u200bWeierstrass Theorem):
Kui funktsioon määratakse ja pidev suletud lõhe, siis jõuab suuremate ja väikseimate väärtustega.
Funktsioon võib jõuda oma suurimate ja väikseimate väärtusteni või lõhe sisemises punktides või selle piiridel. Me illustreerime kõiki võimalikke võimalusi.
Selgitus:
1) funktsioon jõuab suurema väärtuse vasakpoolse piiri lõhe punktis ja selle väikseim väärtus paremale piiri lõhe punktis.
2) Funktsioon jõuab oma kõrgeima väärtuse juurde (see on maksimaalne punkt) ja selle väikseim väärtus lõhe paremale piirile.
3) funktsioon jõuab oma kõrgeima väärtuse vasakpoolse piiri lõhe punktis ja selle väikseim väärtus punktis (see on minimaalne punkt).
4) funktsioon on intervalliga konstantne, s.o. See jõuab oma minimaalse ja maksimaalse väärtuse mis tahes punktiga mis tahes punktis ja minimaalsed ja maksimaalsed väärtused on üksteisega võrdsed.
5) funktsioon jõuab kõrgeima väärtuse hetkel ja selle väikseim punkti väärtus (hoolimata asjaolust, et funktsioon on selles vahe maksimaalse ja vähemalt).
6) Funktsioon jõuab oma kõrgeima väärtuse juurde (see on maksimaalne punkt) ja selle väikseim väärtus punktis (see on minimaalne punkt).
Kommentaar:
"Maksimaalne" ja "maksimaalne tähendus" - erinevad asjad. See tuleneb maksimaalse ja intuitiivse mõistmise määramisest fraasist "Maksimaalne tähendus".
Algoritm probleemide lahendamisel 2.
4) valida kõige rohkem väärtusi suurima (väikseima) ja kirjutada vastus.
Näide 4:
Määrake suurim ja väikseim funktsioon Segmendil.
Otsus:
1) Leia tuletatud funktsioon.
2) Leia statsionaarsed punktid (ja punktid, kahtlased ekstrem), lahendades võrrandi. Pöörake tähelepanu punktidele, kus puudub kahepoolne piiratud derivaat.
3) Arvutage funktsiooni väärtused statsionaarsetes punktides ja intervallipiiridele.
4) valida kõige rohkem väärtusi suurima (väikseima) ja kirjutada vastus.
Selle segmendi funktsioon jõuab kõrgeima väärtuse kohapeal koordinaatidega.
Selle segmendi funktsioon jõuab oma väikseima väärtuse kohapeal koordinaatidega.
Arvutuste õigsusel saate vaadata kindlasti uuringu ajakava.
Kommentaar: Suurim väärtus jõuab piirkonna maksimaalse ja väikseim on lõigatud piiril.
Privaatne juhtum.
Oletame, et teil on vaja leida segmendis kõige rohkem minimaalse väärtuse. Pärast algoritmi esimest punkti, st Tuletisinstrumendi arvutamine selgub, et näiteks kulub ainult negatiivseid väärtusi kogu segmendis. Pidage meeles, et kui derivaat on negatiivne, väheneb funktsioon. Sai, et funktsioon väheneb kogu segmendis. See olukord kuvatakse artikli alguses 1 graafikul 1.
Segmendis väheneb funktsioon, st. Tal ei ole äärmusi. Alates pildist näete, et väikseim väärtus funktsiooni võtab vastu õige segmendi piiri ja suurim väärtus on vasakul. Kui segmendis olev derivaat on positiivne kõikjal, suureneb funktsioon. Väikseim tähendus on segmendi vasakul äärel, suurim - paremal.