Question

F(x)=

Answer 1

Ну $\frac{x^n}{n}$ указывает на то, что надо бы производную брать для исследования этой функции, ибо она красивая получается.

$f'(x)=x^4-x^3+x^2+x-2;$

Далее, для исследования исходной функции на возрастание/убывание необходимо найти нули производной, то есть $f'(x)=0;$

$x^4-x^3+x^2+x-2=0;$

Сумма коэффициентов в уравнении равно 0, значит, x=1 - корень

Попробуем разложить выражение, заранее зная корень.

$x^4-x^3+x^2+x-2=x^4-x^3+x^2-x+2x-2=\\ =x^3(x-1)+x(x-1)+2(x-1)=(x-1)(x^3+x+2)$

Теперь нужно проанализировать правую скобку $x^3+x+2=0;$

Сумма коэффициентов при четных (2) и нечетных (1+1=2) степенях равна, значит, x=-1 - корень. $x^3+x+2=x^3+x^2-x^2-x+2x+2=x^2(x+1)-x(x+1)+2(x+1)=\\ =(x+1)(x^2-x+2)$

Осталась последняя скобка в разложении, найдем дискриминант уравнения

$x^2-x+2=0; D=(-1)^2-4*1*2=1-8=-70$ при любых х.

Итоговое разложение $f'(x)=(x-1)(x+1)(x^2-x+2)$

Нули производной известны, это $x=\pm1$

Везде при х коэффициент равен 1 (у правой скобки нет нулей, её мы считаем просто каким-то положительным числом), значит, в самом правом промежутке "+", а дальше чередование.

Имеем при $\boxed {x \in (-\infty;-1)\cup(1;+\infty)}$ возрастание $f(x)$, а при $\boxed {x\in(-1;1)}$ убывание $f(x)$,

$x=-1$ - точка локального максимума,

$x=1$ - точка локального минимума.

Убывание должно быть на интервале $(a; a+\frac{1}{3})$, поэтому если параметр захватит точки экстремума - ничего страшного, интервал как раз не включает концы.

С одной стороны, $a\geq -1$, как раз при $a=-1$ убывание на $(-1;-\frac{2}{3})$ выполняется.

С другой стороны, $a+\frac{1}{3}\leq 1; a\leq \frac{2}{3}$, при $a=-\frac{2}{3}$ убывание продолжается вплоть до x=1, не включая эту точку.

Объединяя наши условия, получаем $$1\leq a\leq \frac{2}{3} \Rightarrow a\in[1;\frac{2}{3}]$

ответ: $\boxed {a\in[1;\frac{2}{3}]}$