区间[0,1]上g(x)= x / csc(pi * x)的最小值是多少?

区间[0,1]上g(x)= x / csc(pi * x)的最小值是多少?
Anonim

回答:

最小值为 #0# 位于 #X = 0##X = 1#.

说明:

首先,我们可以立即将此函数编写为

#G(X)= X /(1 / SIN(PIX))= xsin(PIX)#

回忆一下 #csc(X)= 1 /的sin(x)#.

现在,要查找间隔上的最小值,请确认它们可能发生在间隔的端点或间隔内发生的任何临界值。

要在区间内找到临界值,请将函数的导数设置为 #0#.

并且,为了区分功能,我们将不得不使用 产品规则。 产品规则的应用给了我们

#G'(X)= SIN(PIX)d / DX(X)+ XD / DX(SIN(PIX))#

每个衍生物都给出:

#d / DX(X)= 1#

而且,通过 连锁规则:

#d / DX(SIN(PIX))= COS(PIX)* underbrace(d / DX(PIX))_(= PI)=微微小区(PIX)#

结合这些,我们看到了

#G'(X)= SIN(PIX)+ pixcos(PIX)#

因此,无论何时,都会出现临界值

#sin(PIX)+ pixcos(PIX)= 0#

我们无法用代数方法求解,所以使用计算器在给定的时间间隔内找到所有这个函数的零 #0,1#:

graph {sin(pix)+ pixcos(pix) - 1,1.1,-3,2.02}

区间内的两个临界值是 #X = 0##xapprox0.6485#.

所以,我们知道的最小值 #G(x)的# 可能发生在 #3# 不同的地方:

  • #X = 0# 要么 #X = 1#,间隔的终点
  • #X = 0# 要么 #X = 0.6485#,区间内的临界值

现在,将每个可能的值插入到区间中:

#{(克(0)= 0,颜色(红色)文本(最小)),(G(0.6485)= 0.5792,颜色(蓝色)文本(最大)),(G(1)= 0,颜色(红色)文本(最小)):}#

由于有两个值同样很低,因此有两个最小值 #X = 0##X = 1#。请注意,即使我们找到麻烦了 #X = 0.6485#,它甚至不是最低限度。

图示是 #G(x)的# 在间隔 #0,1#:

graph {x / csc(pix) - 。0.05,1.01,-.1,.7}

另请注意,最小值是 #0#从那以后 #G(0)= G(1)= 0#。区别在于 #X = 0##X = 1# 是最小的位置。