F(x)=(x ^ 2)/(x-2)^ 2的局部最大值和最小值是多少?

F(x)=(x ^ 2)/(x-2)^ 2的局部最大值和最小值是多少?
Anonim

回答:

#F(X)= X ^ 2 / {(X-2)^ 2#

此函数具有垂直渐近线 #X = 2#,方法 #1# 从上面开始,因为x去了 #+ oo# (水平渐近线)和接近 #1# x从下面开始 #-oo#。所有衍生品都未定义 #X = 2# 同样。有一个当地的最小值 #X = 0#, #Y = 0# (原点就是麻烦!)

请注意,你可能想检查我的数学,即使我们中最好的人放弃了奇怪的负号,这是一个很长的问题。

说明:

#F(X)= X ^ 2 / {(X-2)^ 2#

此函数具有垂直渐近线 #X = 2#,因为分母是零 #X = 2#.

它接近了 #1# 从上面开始,因为x去了 #+ oo# (水平渐近线)和接近 #1# x从下面开始 #-oo#,因为价值很大 #x的^ 2〜=(X-2)^ 2##x的^ 2>(X-2)^ 2# 对于 #X> 0##x的^ 2 <(X-2)^ 2# 对于 #X <0#.

为了找到最大/最小值,我们需要一阶和二阶导数。

#{d f(x)} / dx = d / dx(x ^ 2 / {(x-2)^ 2})# 使用商规则!

#{df(x)} / dx =({(d / dx x ^ 2)(x-2)^ 2 - x ^ 2(d / dx(x-2)^ 2)} / {(x-2 )^ 4})#.

使用权力规则和链规则得到:

#{d f(x)} / dx = {(2x)(x-2)^ 2 - x ^ 2(2 *(x-2)* 1)} /(x-2)^ 4#.

我们现在吃了一点……

#{d f(x)} / dx = {2x(x ^ 2-4x + 4) - x ^ 2(2x-4)} /(x-2)^ 4#

#{d f(x)} / dx = {2x ^ 3-8x ^ 2 + 8x - 2x ^ 3 + 4x ^ 2} /(x-2)^ 4#

#{d f(x)} / dx = {-4x ^ 2 + 8x} /(x-2)^ 4#

现在是二阶导数,就像第一个一样。

#{d ^ 2 f(x)} / dx ^ 2 = {d / dx(-4x ^ 2 + 8x)(x-2)^ 4 - (-4x ^ 2 + 8x)(d / dx((x -2)^ 4))} /(X-2)^ 8#

#{d ^ 2 f(x)} / dx ^ 2 = {( - 8x + 8)(x-2)^ 4 - (-4x ^ 2 + 8x)(4(x-2)^ 3 * 1) } /(X-2)^ 8#

#{d ^ 2 f(x)} / dx ^ 2 = {( - 8x + 8)(x-2)^ 4 - (-4x ^ 2 + 8x)(4(x-2)^ 3 * 1) } /(X-2)^ 8#

这很难看,但我们只需要插上并注意它表现得很糟糕的地方。

#{d f(x)} / dx = {-4x ^ 2 + 8x} /(x-2)^ 4# 此功能未定义 #X = 2#那个渐近线,但在其他地方看起来很好。

我们想知道最大/最小是……

我们设置 #{d f(x)} / dx = 0#

#{ - 4x ^ 2 + 8x} /(x-2)^ 4 = 0# 当分子为零且分母不为时,这为零。

#-4x ^ 2 + 8x = 0#

#4x(-x + 2)= 0# 要么 #4×(2-X)= 0# 这是零 #X = 0##X = 2#但是,如果衍生物/函数未定义,我们不能有最大/最小值,因此唯一的可能性是 #X = 0#.

“二阶导数测验”

现在我们来看看二维衍生物,因为它是丑陋的……

#{d ^ 2 f(x)} / dx ^ 2 = {( - 8x + 8)(x-2)^ 4 - (-4x ^ 2 + 8x)(4(x-2)^ 3)} / (X-2)^ 8#

就像函数和一阶导数一样,这是未定义的 #X = 2#,但在其他地方看起来很好。

我们插上 #X = 0##{d ^ 2 f(x)} / dx ^ 2#

#{d ^ 2 f(0)} / dx ^ 2 =#

# {(-8*0 + 8)(0-2)^4 - (-4*0^2 + 8*0)(4*0-2)^3}/(0-2)^8 #

#= {(8)(-2)^4}/(2)^8 #,插上这么可爱的数字是不是零?

#=128/256# 这一切 #1/2#

#1/2 >0# 所以 #X = 0# 是当地的最小值。

要找到y值,我们需要将其插入函数中。

#F(X)= 0 ^ 2 / {(0-2)^ 2} = 0# 起源!