Ang pinakamalaki at pinakamaliit na halaga ng isang function sa isang segment. Ang pinakamalaki at pinakamaliit na halaga ng isang function ng dalawang variable sa isang closed domain
Kadalasan sa pisika at matematika kailangan mong hanapin pinakamaliit na halaga mga function. Sasabihin namin ngayon sa iyo kung paano ito gagawin.
Paano mahanap ang pinakamaliit na halaga ng isang function: mga tagubilin
- Upang kalkulahin ang pinakamaliit na halaga ng tuluy-tuloy na function sa isang partikular na segment, kailangan mong sundin ang sumusunod na algorithm:
- Hanapin ang derivative ng function.
- Hanapin sa isang partikular na segment ang mga punto kung saan ang derivative ay katumbas ng zero, pati na rin ang lahat ng mga kritikal na punto. Pagkatapos ay alamin ang mga halaga ng function sa mga puntong ito, iyon ay, lutasin ang equation kung saan ang x ay katumbas ng zero. Alamin kung aling halaga ang pinakamaliit.
- Tukuyin kung anong halaga ang mayroon ang isang function sa mga endpoint. Tukuyin ang pinakamaliit na halaga ng function sa mga puntong ito.
- Ihambing ang nakuhang datos sa pinakamababang halaga. Ang mas maliit sa mga resultang numero ay ang pinakamaliit na halaga ng function.
Tandaan na kung ang isang function sa isang segment ay walang pinakamaliit na puntos, nangangahulugan ito na ito ay tumataas o bumababa sa segment na ito. Samakatuwid, ang pinakamaliit na halaga ay dapat kalkulahin sa mga finite segment ng function.
Sa lahat ng iba pang mga kaso, ang halaga ng function ay kinakalkula ayon sa tinukoy na algorithm. Sa bawat punto ng algorithm kakailanganin mong lutasin ang isang simple linear equation na may isang ugat. Lutasin ang equation gamit ang isang larawan upang maiwasan ang mga pagkakamali.
Paano mahahanap ang pinakamaliit na halaga ng isang function sa isang kalahating bukas na segment? Sa isang kalahating bukas o bukas na panahon ng pag-andar, ang pinakamaliit na halaga ay dapat matagpuan bilang mga sumusunod. Sa mga dulong punto ng value ng function, kalkulahin ang one-sided na limitasyon ng function. Sa madaling salita, lutasin ang isang equation kung saan ang mga tending point ay ibinibigay ng mga halagang a+0 at b+0, kung saan ang a at b ay ang mga pangalan. kritikal na puntos.
Ngayon alam mo na kung paano hanapin ang pinakamaliit na halaga ng isang function. Ang pangunahing bagay ay gawin ang lahat ng mga kalkulasyon nang tama, tumpak at walang mga pagkakamali.
Pahayag ng problema 2:
Ibinigay ang isang function na tinukoy at tuloy-tuloy sa isang tiyak na pagitan. Kailangan mong mahanap ang pinakamalaking (pinakamaliit) na halaga ng function sa pagitan na ito.
Mga teoretikal na pundasyon.
Theorem (Ikalawang Weierstrass Theorem):
Kung ang isang function ay tinukoy at tuloy-tuloy sa isang saradong agwat, pagkatapos ay maabot nito ang pinakamataas at pinakamababang halaga nito sa agwat na ito.
Maaaring maabot ng function ang pinakamalaki at pinakamaliit na halaga nito alinman sa mga panloob na punto ng pagitan o sa mga hangganan nito. Ilarawan natin ang lahat ng posibleng opsyon.
Paliwanag:
1) Naabot ng function ang pinakamalaking halaga nito sa kaliwang hangganan ng pagitan sa punto , at ang pinakamababang halaga nito sa kanang hangganan ng pagitan sa punto .
2) Naabot ng function ang pinakamalaking halaga nito sa punto (ito ang pinakamataas na punto), at ang pinakamababang halaga nito sa kanang hangganan ng pagitan sa punto.
3) Naabot ng function ang pinakamataas na halaga nito sa kaliwang hangganan ng pagitan sa punto , at ang pinakamababang halaga nito sa punto (ito ang pinakamababang punto).
4) Ang pag-andar ay pare-pareho sa pagitan, i.e. naabot nito ang pinakamababa at pinakamataas na halaga nito sa anumang punto sa pagitan, at ang minimum at maximum na mga halaga ay katumbas ng bawat isa.
5) Naabot ng function ang pinakamataas na halaga nito sa punto , at ang pinakamababang halaga nito sa punto (sa kabila ng katotohanan na ang function ay may parehong maximum at minimum sa pagitan na ito).
6) Naabot ng function ang pinakamalaking halaga nito sa isang punto (ito ang pinakamataas na punto), at ang pinakamababang halaga nito sa isang punto (ito ang pinakamababang punto).
Komento:
Ang "maximum" at "maximum value" ay magkaibang bagay. Ito ay sumusunod mula sa kahulugan ng maximum at ang intuitive na pag-unawa sa pariralang "maximum na halaga".
Algorithm para sa paglutas ng problema 2.
4) Piliin ang pinakamalaki (pinakamaliit) mula sa mga nakuhang halaga at isulat ang sagot.
Halimbawa 4:
Tukuyin ang pinakamalaki at pinakamaliit na halaga ng isang function sa segment.
Solusyon:
1) Hanapin ang derivative ng function.
2) Maghanap ng mga nakatigil na puntos (at mga puntong pinaghihinalaang extremum) sa pamamagitan ng paglutas ng equation. Bigyang-pansin ang mga punto kung saan walang two-sided finite derivative.
3) Kalkulahin ang mga halaga ng function sa mga nakatigil na punto at sa mga hangganan ng pagitan.
4) Piliin ang pinakamalaki (pinakamaliit) mula sa mga nakuhang halaga at isulat ang sagot.
Naabot ng function sa segment na ito ang pinakamalaking halaga nito sa puntong may mga coordinate .
Naabot ng function sa segment na ito ang pinakamababang halaga nito sa puntong may mga coordinate .
Maaari mong i-verify ang kawastuhan ng mga kalkulasyon sa pamamagitan ng pagtingin sa graph ng function na pinag-aaralan.
Komento: Naabot ng function ang pinakamalaking halaga nito sa pinakamataas na punto, at ang pinakamababa nito sa hangganan ng segment.
Isang espesyal na kaso.
Ipagpalagay na kailangan mong hanapin ang maximum at minimum na mga halaga ng ilang function sa isang segment. Matapos makumpleto ang unang punto ng algorithm, i.e. derivative na pagkalkula, nagiging malinaw na, halimbawa, ito ay tumatagal lamang mga negatibong halaga sa buong isinasaalang-alang na segment. Tandaan na kung negatibo ang derivative, bababa ang function. Nalaman namin na bumababa ang function sa buong segment. Ang sitwasyong ito ay ipinapakita sa graph No. 1 sa simula ng artikulo.
Bumababa ang function sa segment, i.e. wala itong extrema points. Mula sa larawan ay malinaw na ang function ay kukuha ng pinakamaliit na halaga nito sa kanang hangganan ng segment, at pinakamataas na halaga- sa kaliwa. kung ang derivative sa pagitan ay positibo sa lahat ng dako, kung gayon ang function ay tataas. Ang pinakamaliit na halaga ay nasa kaliwang hangganan ng segment, ang pinakamalaki ay nasa kanan.
Function | Derivative |
$c$ | $0$ |
$x$ | $1$ |
$x^n, n∈N$ | $nx^(n-1), n∈N$ |
$(1)/(x)$ | $-(1)/(x^2)$ |
$(1)/x(^n), n∈N$ | $-(n)/(x^(n+1)), n∈N$ |
$√^n(x), n∈N$ | $(1)/(n√^n(x^(n-1)), n∈N$ |
$sinx$ | $cosx$ |
$cosx$ | $-sinx$ |
$tgx$ | $(1)/(cos^2x)$ |
$ctgx$ | $-(1)/(sin^2x)$ |
$cos^2x$ | $-sin2x$ |
$kasalanan^2x$ | $sin2x$ |
$e^x$ | $e^x$ |
$a^x$ | $a^xlna$ |
$lnx$ | $(1)/(x)$ |
$log_(a)x$ | $(1)/(xlna)$ |
Mga pangunahing tuntunin ng pagkita ng kaibhan
1. Ang derivative ng sum at difference ay katumbas ng derivative ng bawat term
$(f(x) ± g(x))′= f′(x)± g′(x)$
Hanapin ang derivative ng function na $f(x) = 3x^5 – cosx + (1)/(x)$
Ang derivative ng sum at difference ay katumbas ng derivative ng bawat term
$f′(x)=(3x^5)′–(cosx)′+((1)/(x))"=15x^4+sinx-(1)/(x^2)$
2. Derivative ng produkto.
$(f(x)∙g(x))′=f′(x)∙g(x)+f(x)∙g(x)′$
Hanapin ang derivative na $f(x)=4x∙cosx$
$f′(x)=(4x)′∙cosx+4x∙(cosx)′=4∙cosx-4x∙sinx$
3. Derivative ng quotient
$((f(x))/(g(x)))"=(f^"(x)∙g(x)-f(x)∙g(x)")/(g^2(x) )$
Hanapin ang derivative na $f(x)=(5x^5)/(e^x)$
$f"(x)=((5x^5)"∙e^x-5x^5∙(e^x)")/((e^x)^2)=(25x^4∙e^x- 5x^5∙e^x)/((e^x)^2)$
4. Derivative kumplikadong pag-andar katumbas ng produkto ng derivative panlabas na pag-andar sa derivative ng panloob na function
$f(g(x))′=f′(g(x))∙g′(x)$
$f′(x)=cos′(5x)∙(5x)′= - sin(5x)∙5= -5sin(5x)$
Hanapin ang pinakamababang punto ng function na $y=2x-ln(x+11)+4$
1. Hanapin ang ODZ ng function: $x+11>0; x>-11$
2. Hanapin ang derivative ng function na $y"=2-(1)/(x+11)=(2x+22-1)/(x+11)=(2x+21)/(x+11)$
3. Maghanap ng mga nakatigil na puntos sa pamamagitan ng pag-equate ng derivative sa zero
$(2x+21)/(x+11)=0$
Ang isang fraction ay katumbas ng zero kung ang numerator ay zero at ang denominator ay hindi zero.
$2x+21=0; x≠-11$
4. Gumuhit tayo ng isang linya ng coordinate, ilagay ang mga nakatigil na punto dito at tukuyin ang mga palatandaan ng derivative sa mga nagresultang agwat. Upang gawin ito, palitan ang anumang numero mula sa pinakakanang rehiyon sa derivative, halimbawa, zero.
$y"(0)=(2∙0+21)/(0+11)=(21)/(11)>0$
5. Sa pinakamababang punto, ang derivative ay nagbabago ng sign mula minus hanggang plus, samakatuwid, ang puntong $-10.5$ ay ang pinakamababang punto.
Sagot: $-10.5$
Hanapin ang pinakamalaking halaga ng function na $y=6x^5-90x^3-5$ sa segment na $[-5;1]$
1. Hanapin ang derivative ng function na $y′=30x^4-270x^2$
2. I-equate ang derivative sa zero at maghanap ng mga nakatigil na puntos
$30x^4-270x^2=0$
Alisin natin ang kabuuang salik na $30x^2$ sa mga bracket
$30x^2(x^2-9)=0$
$30x^2(x-3)(x+3)=0$
I-equate natin ang bawat factor sa zero
$x^2=0 ; x-3=0; x+3=0$
$x=0;x=3;x=-3$
3. Pumili ng mga nakatigil na puntos na kabilang sa ibinigay na segment na $[-5;1]$
Ang mga nakatigil na puntos na $x=0$ at $x=-3$ ay angkop sa amin
4. Kalkulahin ang halaga ng function sa mga dulo ng segment at sa mga nakatigil na punto mula sa hakbang 3