Функция f(x) называется возрастающей на интервале, если при увеличении x значения функции также увеличиваются. Для доказательства возрастания функции на заданном интервале мы можем использовать производную функции.
Для функции y = x^2 — 4x мы можем вычислить производную f'(x). При этом мы предполагаем, что x принадлежит заданному интервалу. Если производная больше нуля на данном интервале, то функция возрастает.
Вычислим производную функции y = x^2 — 4x:
f'(x) = 2x — 4
Теперь найдем значения x, для которых производная больше нуля:
2x — 4 > 0
2x > 4
x > 2
Таким образом, при x > 2 производная функции положительна, что означает, что функция y = x^2 — 4x возрастает на данном интервале.
- Интервал на котором функция возрастает
- Доказательство, что функция является возрастающей на заданном интервале
- Формула функции и ее основные характеристики
- Производная и ее связь с возрастанием функции
- Позитивность производной и изменение знака
- Подтверждение возрастания с помощью производной
- Графическое представление и наглядность доказательства
Интервал на котором функция возрастает
Производная функции y = x^2 — 4x равна y’ = 2x — 4.
Чтобы найти интервалы возрастания, решим неравенство 2x — 4 > 0. Найдем корни уравнения:
2x — 4 = 0
2x = 4
x = 2
Итак, получили один корень x = 2. Это значит, что функция возрастает на интервале (2; +∞).
Таким образом, на интервале (2; +∞) функция y = x^2 — 4x возрастает.
Доказательство, что функция является возрастающей на заданном интервале
Производная функции y = x^2 — 4x равна:
y’ = 2x — 4
Чтобы найти критические точки функции, где производная равна нулю или не существует, решим уравнение:
2x — 4 = 0
Производная равна нулю при x = 2. Подставим этот значок второой производной и найдем ее значение:
y» = 2
Полученное значение производной второго порядка положительное, следовательно, у точки x = 2 является минимумом.
Формула функции и ее основные характеристики
Функция имеет основные характеристики, которые помогают определить ее поведение на заданном интервале. В данном случае, функция является параболой, у которой вершина направлена вверх. Это можно выяснить, вычислив значение дискриминанта.
Дискриминант D вычисляется по формуле D = b^2 — 4ac, где a, b и c — коэффициенты при x^2, x и свободном члене соответственно. В данной функции a = 1, b = -4 и c = 0. Подставляя значения в формулу дискриминанта, получаем D = (-4)^2 — 4*1*0 = 16. Так как D > 0, то у функции есть два корня.
Определим положение вершины параболы с помощью формулы x = -b/(2a) и y = -D/(4a). Подставив значения a = 1 и b = -4, получаем x = 4/(2*1) = 2. Затем, подставим x = 2 в исходную функцию и вычислим y: y = 2^2 — 4*2 = 4 — 8 = -4. Таким образом, вершина параболы находится в точке (2, -4).
Производная и ее связь с возрастанием функции
Проверим, что производная y’ положительна на заданном интервале. Определение производной функции f(x) выглядит следующим образом:
y’ = lim(h->0) [f(x + h) — f(x)] / h
Для нашей функции, применив это определение, получим:
y’ = lim(h->0) [(x + h)^2 — 4(x + h) — (x^2 — 4x)] / h
Упростим это выражение:
y’ = lim(h->0) [x^2 + 2xh + h^2 — 4x — 4h — x^2 + 4x] / h
y’ = lim(h->0) [2xh + h^2 — 4h] / h
y’ = lim(h->0) [(2x + h — 4)]
Это выражение показывает, что производная y’ равна 2x — 4.
Чтобы узнать, когда производная положительна, нам нужно решить неравенство 2x — 4 > 0:
2x — 4 > 0
2x > 4
x > 2
Таким образом, производная y’ положительна при x > 2. Это означает, что функция y = x^2 — 4x возрастает на интервале, начиная с x = 2.
Позитивность производной и изменение знака
Производная данной функции равна y’ = 2x — 4. Чтобы установить позитивность производной, нужно проверить, когда производная больше нуля.
Решим неравенство 2x — 4 > 0:
2x > 4
x > 2
Таким образом, производная функции y’ = 2x — 4 положительна на интервале (2, +∞).
Далее, для проверки изменения знака производной, найдем точку, в которой производная равна нулю. Решим уравнение 2x — 4 = 0:
2x = 4
x = 2
Это говорит нам о том, что в точке x = 2 функция достигает своего минимума, и производная меняет свой знак.
Таким образом, функция y = x^2 — 4x возрастает на интервале (2, +∞), так как ее производная положительна на этом интервале и имеет изменение знака в точке x = 2.
Подтверждение возрастания с помощью производной
Для начала, возьмем производную функции y = x^2 — 4x по переменной x. Производная данной функции равна:
y’ = 2x — 4
Затем, для доказательства возрастания функции, необходимо проверить знак производной на заданном интервале.
Найдем точки, в которых производная равна нулю:
2x — 4 = 0
2x = 4
x = 2
Теперь проверим знак производной вне найденной точки с помощью тестовых точек. Например, возьмем любую точку справа от x = 2, например x = 3:
y’ = 2(3) — 4 = 2
Таким образом, для x > 2 производная положительна.
Теперь возьмем любую точку слева от x = 2, например x = 1:
y’ = 2(1) — 4 = -2
Таким образом, для x < 2 производная отрицательна.
Исходя из знаков производной на заданном интервале, можно заключить, что функция y = x^2 — 4x возрастает на данном интервале.
Графическое представление и наглядность доказательства
Для начала, нарисуем график функции y = x^2 — 4x. Для этого выберем несколько значений x на заданном интервале и подставим их в функцию, чтобы получить соответствующие значения y.
Например, если выбрать значения x = -2, x = 0 и x = 2, то соответствующие значения y будут следующими:
- При x = -2, y = (-2)^2 — 4(-2) = 4 + 8 = 12
- При x = 0, y = 0^2 — 4(0) = 0
- При x = 2, y = 2^2 — 4(2) = 4 — 8 = -4
Теперь построим график с помощью полученных значений. Возьмем систему координат, на которой оси отображают значения x и y. Построим точки с координатами (-2, 12), (0, 0) и (2, -4) и проведем график через них.
График функции y = x^2 — 4x будет представлять собой параболу, открытую вверх. По графику видно, что при увеличении значения x, соответствующие значения y также увеличиваются. Таким образом, функция y = x^2 — 4x возрастает на заданном интервале.
Графическое представление функции позволяет наглядно увидеть изменение значений функции, а также предоставляет дополнительное подтверждение доказательству возрастания функции.