logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wyższe » zadanie

Inne, zadanie nr 2324

ostatnie wiadomości  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwiązanie

aku
postów: 10
2014-04-30 18:32:40

BADANIE PRZEBIEGU ZMIENNOŚCI FUNKCJI

FUNKCJA:

$f(x)=\frac{(x-1)^{2}}{x}$


5. Określ zachowanie funkcji na krańcach dziedziny (policz granicę i wyznacz asymptoty)
6. Zanalizuj pierwszą pochodną funkcji (wyznacz przedziały monotoniczności, oblicz ekstrema)
7. Zanalizuj drugą pochodną funkcji (wyznacz przedziały wklęsłości/wypukłości funkcji oraz punkty przecięcia)
8. Sporządź tabelkę przebiegu zmienności funkcji


Byłabym wdzięczna za odpowiedź

Wiadomość była modyfikowana 2014-05-02 21:21:49 przez aku

abcdefgh
postów: 1255
2014-05-02 17:55:03

$f(x)=\frac{x^2-2x+1}{x}=x-2+\frac{1}{x}$
1 $D_{f}=R\backslash \{0\}$
asymptoty pionowa:
$lim_{x \to 0^{\pm}} (x-2+\frac{1}{x})=-2$
brak
asymptoty pozioma:
$lim_{x \to \pm\infty} (x-2+\frac{1}{x})=-2$
y=-2
asymptota ukośna:
a=$lim_{x \to \pm\infty} \frac{x^2-2x+1}{x^2}=1$
b=$lim_{x \to \pm\infty} x-2+\frac{1}{x}-x=-2$
y=x-2

2.
$f'(x)=1-\frac{1}{x^2}=\frac{x^2-1}{x^2}$
$x^2-1=0 \ \Rightarrow \ x=1 \ \ v \ \ x=-1$ maksimum i minimum
$f(x)>0 \ \ \iff \ \ x\in (1,+\infty)$ rosnąca
$f(x)<0 \ \ \iff \ \ x\in (-\infty,-1)$ malejąca

3.
$f"(x)=\frac{2}{x^3}$
$x\in(-\infty,0) $ wypukła
$x\in(0,\infty) $ wklęsła



aku
postów: 10
2014-05-02 21:25:01

Bardzo dziękuję


aku
postów: 10
2014-05-04 21:43:59

Mam pytanie do ostatniego rozwiązania zadania.
Druga pochodna to $\frac{2}{x^{3}}$
Chcę określić przedział wklęsłości i wypukłości.
$\frac{2}{x^{3}}$=0
Z tego wyjdzie 2=0. Czy nie powinno być f(x)$\cup$ dla x$\in$(-$\infty$:0)$\cup$(0:$\infty$) ?


tumor
postów: 8070
2014-05-04 22:06:59

Druga pochodna nie zeruje się nigdzie.
Zatem nie ma punktów przegięcia.
Dziedzina składa się z dwóch przedziałów, w jednym z nich funkcja jest wklęsła, w drugim jest wypukła (bo druga pochodna w jednym z nich jest ujemna, a w drugim dodatnia)


aku
postów: 10
2014-05-04 23:59:18

Rozumiem już co robiłam nie tak, ale nie jest czasem wypukła dla x>0, a wklęsła dla x<0?!
Czy taki dość rozwinięty zapis będzie OK?
$f"(x)>0\iff\frac{2}{x^{3}}>0\iff x^{3}>0\iff x>0$
$f"(x)<0\iff\frac{2}{x^{3}}<0\iff x^{3}<0\iff x<0$

$f(x)>0$ dla $x\in(0:\infty)\Rightarrow f\cap (wklęsła)?!$ dla x$\in(0:\infty)$
$f(x)<0$ dla $x\in(-\infty:0)\Rightarrow f\cup (wypukła)?!$ dla x$\in(-\infty:0)$

Jeszcze pytanie co do określenia przedziałów monotoniczności funkcji i ekstrema
$f'(x)=\frac{x^{2}-1}{x^{2}}$
$x^{2}-1=0$
$x=-1 \vee x=1$

funkcja rośnie w przedziale $(-\infty:-1)\cup(1:+\infty)$
funkcja maleje w przedziale $(-1:0)\cup(0:1)$

a więc:

funkcja osiąga maksimum lokalne w punkcie (-1,-4)
y=-4, bo $fmax(-1)=-4$
funkcja osiąga minimum lokalne w punkcie (1,0)
y=0, bo $fmin(1)=0$

Czy dobrze to zrozumiałam? Bo już nie jestem pewna...

Wiadomość była modyfikowana 2014-05-05 00:52:03 przez aku

tumor
postów: 8070
2014-05-05 07:07:53

Jeśli chodzi o pytanie pierwsze, o wypukłość, to masz rację. Wypukła jest dla $x>0$. Zatem

$f``(x)>0$ dla $x\in (0;\infty)\Rightarrow f\cup$ (wypukła) dla $x\in (0;\infty)$
$f``(x)<0$ dla $x\in (-\infty;0)\Rightarrow f\cap$ (wklęsła) dla $x\in (-\infty,;0)$

------

Jeśli chodzi o monotoniczność, to robisz jeden dość istotny błąd, który wymaga wyjaśnienia.
Funkcja rośnie w przedziałach:
$ (-\infty;-1),(1;+\infty),$
funkcja maleje w przedziałach $(-1;0),(0;1).$
Odpowiedź taka jest INNA niż Twoja, to wcale nie wszystko jedno, czy się te przedziały wypisuje oddzielnie, czy się je sumuje.

Funkcja ta bowiem wcale nie jest malejąca w zbiorze $(-1;1)\backslash \{0\}$, weź dla przykładu
$x_1=\frac{1}{2}, x_2=\frac{-1}{2}$, mamy $x_1>x_2$, ale także $f(x_1)>f(x_2)$, co w malejącej funkcji jest niemożliwe.

Oddzielnie dla $(-1;0)$ funkcja $f$ maleje, oddzielnie dla $(0;1)$ funkcja $f$ maleje, ale nie znaczy to, że musi maleć w sumie tych zbiorów.

W przypadku przedziałów w których funkcja rośnie, zasadniczo - formalnie - jest prawdą, że rośnie także w ich sumie, gdyż będzie spełniony warunek $x_1>x_2 \Rightarrow f(x_1)>f(x_2)$ nie tylko w przedziałach $(-\infty;-1)$ i $(1;\infty)$ oddzielnie, ale także w ich sumie. Jednakże ich suma nie jest przedziałem, między punktami tej sumy znajdują się też punkty, które do niej nie należą (cały przedział $[-1;1]$ ) i funkcja tam przestaje być rosnąca. Ja bym nie pisał zatem sumy przedziałów, ale także przedziały oddzielnie. Jeśli mamy policzone ekstrema, to nie tracimy w ten sposób żadnej informacji (wszelkie dane o funkcji i tak mamy zapisane), natomiast zachowujemy pewien zdrowy rozsądek. :)





Ekstrema zrozumiałaś dobrze.
Jeśli ciągła funkcja jest rosnąca, a potem w punkcie $x_0$ zmienia się na malejącą (czyli inaczej, pierwsza pochodna zmienia tam znak z dodatniej na ujemną), to mamy maksimum.
Jeśli z malejącej robi się rosnąca (pochodna zmienia znak z ujemnej na dodatnią), to mamy minimum.


aku
postów: 10
2014-05-05 14:54:26

Rozumiem. Czyli muszę oddzielić przecinkiem bądź spójnikiem "i". Naprawdę, dziękuję Ci za pomoc :) W razie wątpliwości jeszcze tu napiszę, ale mam nadzieję, że już nie będzie takiej konieczności :D


aku
postów: 10
2014-05-05 15:33:03

Aha, zapomniałam... Zastanawiam się nad asymptotą pionową. W odpowiedzi abcdefgh powyżej rzeczywiście wyszła liczba, jeśli wyszła liczba, asymptoty pionowej nie ma. Ja zatem napisałam to tak:
$Df=x\in (-\infty,0)\cup (0,+\infty)$
$\lim_{x \to 0- \frac{(x-1)^{2}}{x}=[\frac{1}{0-}]=-\infty}$
$\lim_{x \to 0+ \frac{(x-1)^{2}}{x}=[\frac{1}{0+}]=+\infty}$
Obie granice dążą do nieskończoności, więc x=0 jest równaniem asymptoty pionowej obustronnej. Czy to źle rozwiązane?


tumor
postów: 8070
2014-05-05 20:58:37

Widzisz, aku, my tu mamy z abcdefgh taki straszny układ. Ona robi błędy, potem ja je znajduję albo nie, a jak znajdę to wysyłam jej info. :) Ona to ignoruje, bo to złośliwe i nieuprzejme z mojej strony.

Granice jednostronne w $0$ abcdefgh liczy niepoprawnie, Twoje wyniki są w porządku.
Zatem asymptota pionowa istnieje i ma równanie $x=0$. :)

W związku z tym, dodajmy, nie ma punktu przecięcia z osią $oy$.

strony: 1

Prawo do pisania przysługuje tylko zalogowanym użytkownikom. Zaloguj się lub zarejestruj





© 2019 Mariusz Śliwiński      o serwisie | kontakt   drukuj