Задача 2.4. Исследовать функцию с помощью производных первого и второго порядка и построить её график.
Решение. Исследование функции производится по следующей схеме.
1. Общие особенности функции: область определения, непрерывность и точки разрыва, вертикальные асимптоты, четность – нечетность, периодичность.
В нашем случае область определения функции
;
прямая – вертикальная асимптота, функция общего вида.
2. Нули функции и интервалы знакопостоянства.
Применим метод интервалов для исследования знаков функции.
- + - +
7 10 20
3. Возрастание – убывание функции, точки экстремума. Этот пункт связан с исследованием знаков первой производной функции. Имеем:
Корни квадратного многочлена равны
Знаки определим, используя метод интервалов.
+ - - +
8.6 20 31.4
max min
Точки и являются точками локального максимума и минимума соответственно.
4. Выпуклость – вогнутость функции, точки перегиба. Данный пункт связан с исследованием второй производной функции. Если , то функция выпукла вверх (как функция ), а если , то функция выпукла вниз (как функция ).
|
|
+
20
5. Наклонные асимптоты функции.
Наклонная асимптота функции (если она существует) есть такая прямая на плоскости , к которой “прижимается” график функции при , то есть . Коэффициенты и определяются из соотношений
, .
В нашем случае
Следовательно, прямая является наклонной асимптотой функции.