Задание 2. Для того чтобы исследовать функцию f(x) = -1/3x^3+4x+3 и построить ее график, мы должны выполнить следующие шаги:
Шаг 1: Раскроем скобки и перегруппируем слагаемые. У нас имеется уравнение вида f(x) = ax^3+bx+c, где a = -1/3, b = 4 и c = 3.
Шаг 2: Определим коэффициент a, который является коэффициентом при степени x^3. В данном случае a = -1/3. Если а ≠ 0, то это означает, что функция является кубической функцией.
Шаг 3: Рассмотрим знак коэффициента a. От знака коэффициента a будет зависеть форма графика функции.
В данном случае коэффициент a = -1/3, что является отрицательным. Это значит, что график функции будет направлен вниз.
Шаг 4: Найдем коэффициенты b и c, которые являются коэффициентами при первой степени x и свободному члену соответственно. В данном случае b = 4 и c = 3.
Шаг 5: Найдем вершину параболы (x₀, y₀). Формула для нахождения вершины параболы имеет вид: x₀ = -b/2a, y₀ = f(x₀).
В нашем случае, у нас кубическая функция, и формула для нахождения точки перегиба имеет вид: x₀ = -b/3a, y₀ = f(x₀).
Подставим значения a, b и c в формулу для нахождения вершины: x₀ = -4/(3*(-1/3)) = -4/(-1) = 4 и y₀ = f(4) = -1/3(4)^3 + 4(4) + 3 = -1/3 * 64 + 16 + 3 = -64/3 + 16 + 3 = -64/3 + 48/3 + 9/3 = -64/3 + 48/3 + 9/3 = -7/3.
Таким образом, вершина параболы имеет координаты (4, -7/3).
Шаг 6: Определим направление графика функции на основе анализа выпуклости. Для этого найдем вторую производную функции f(x) и посмотрим ее знак.
f(x) = -1/3x^3+4x+3
f'(x) = -x^2 + 4
f''(x) = -2x
Заметим, что вторая производная f''(x) = -2x всегда отрицательна, кроме случая, когда x = 0.
Это означает, что график функции f(x) будет выпуклый вниз на всей его области определения, кроме точки (0, 0), в которой он будет иметь точку перегиба, а именно - он будет менять свое направление.
Шаг 7: Найдем точки пересечения графика функции с осями координат.
Для этого приравняем f(x) к нулю и решим уравнение -1/3x^3+4x+3 = 0.
Точки пересечения с осью y (x = 0) будут иметь координаты (0, f(0)) = (0, 3), так как это значение свободного члена функции.
Шаг 8: Определим асимптоты графика функции. Для этого найдем предел функции при x, стремящемся к плюс или минус бесконечности.
Предел функции при x, стремящемся к плюс или минус бесконечности, можно найти анализируя ее поведение на бесконечностях. В данном случае наблюдается, что график функции не имеет вертикальных асимптот, так как поведение функции не стремится к конкретному значению на бесконечности.
Горизонтальная асимптота определена по формуле y = mx + b, где m - предел функции при x, стремящемся к плюс или минус бесконечности, a b - предел функции при x, стремящемся к плюс или минус бесконечности.
Найдем предел функции f(x) при x, стремящемся к плюс или минус бесконечности: lim(x->∞) -1/3x^3+4x+3 = -∞ и lim(x->-∞) -1/3x^3+4x+3 = -∞.
Это значит, что у функции нет горизонтальных асимптот.
Таким образом, мы прошли все шаги для исследования функции f(x) = -1/3x^3+4x+3 и можем приступить к построению ее графика.
Чтобы построить график функции, применим полученные результаты.
1. Занесем точки, которые мы нашли:
- Вершина параболы (4, -7/3)
- Точка пересечения с осью y (0, 3)
2. Нарисуем общий вид графика, учитывая полученные результаты. Мы знаем, что график функции cубположительно будет направлен вниз, а после точки перегиба (0, 0) будет менять свое направление.
3. Нарисуем график, учитывая указанные точки и общий вид функции.
Таким образом, мы исследовали функцию f(x) = -1/3x^3+4x+3, нашли ее вершину параболы, число корней и построили график для лучшего понимания.
