Вопрос 18. Общая схема исследования функции.

При построении графика функции необходимо провести ее предварительное исследование. Примерная схема исследования функции с целью построения ее графика имеет следующую структуру:

1. Область определения Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru и область допустимых значений Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru функции.

2. Четность, нечетность функции.

3. Точки пересечения с осями.

4. Асимптоты функции.

5. Экстремумы и интервалы монотонности.

6. Точки перегиба и промежутки выпуклости, вогнутости.

7. Сводная таблица.

Замечание

Схема представлена как примерная. Пункты исследования можно опускать, если они дают банальную информацию, или переставлять, если обнаруживаются интересные особенности поведения графика.

Замечание

Для уточнения графика можно найти некоторые дополнительные точки, но иногда удается обойтись и без них.

Замечание

Рекомендуется строить график одновременно с исследованием функции, нанося на координатную плоскость информацию по завершении каждого пункта исследования.

Задание. Исследовать функцию Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru и построить ее график.

Решение. 1) Область определения функции.

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

2) Четность, нечетность.

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Функция общего вида.

3) Точки пересечения с осями.

а) с осью Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru :

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

то есть точки Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

б) с осью Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru : в данной точке функция неопределенна.

4) Асимптоты.

а) вертикальные: прямые Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru и Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru - вертикальные асимптоты.

б) горизонтальные асимптоты:

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

то есть прямая Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru - горизонтальная асимптота.

в) наклонные асимптоты Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru :

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Таким образом, наклонных асимптот нет.

5) Критические точки функции, интервалы возрастания, убывания.

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Найдем точки, в которых первая производная равна нулю или не существует: Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru для любого Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru из области определения функции; Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru не существует при Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru и Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru .

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Таким образом, функция убывает на всей области существования.Точек экстремума нет.

6) Точки перегиба, интервалы выпуклости, вогнутости.

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Найдем точки, в которых вторая производная равна нулю или не существует: Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru ; при Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru и Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru вторая производная не существует.

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Таким образом, на промежутках Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru и Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru функция вогнута, а на промежутках Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru и Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru - выпукла. Так как при переходе через точку Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru вторая производная поменяла знак, то эта точка является точкой перегиба.

7) Эскиз графика.

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Вопрос 19. Первообразная функция и неопределенный интеграл

Функция Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru называется первообразной для функции Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru на промежутке Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru , конечном или бесконечном, если функция Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru дифференцируема в каждой точке этого промежутка и ее производная удовлетворяет следующему равенству:

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Последнее равенство можно записать через дифференциалы:

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru или Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Пример

Функция Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru является первообразной для функции Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru , так как

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Совокупность всех первообразных функции Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru , определенных на заданном промежутке, называется неопределенным интегралом от функции Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru и обозначается символом Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru . То есть

Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru

Знак Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru называется интегралом, Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru - подынтегральным выражением, Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru - подынтегральной функцией, а Вопрос 18. Общая схема исследования функции. - student2.ru - переменной интегрирования.

Наши рекомендации