Для функции ( y = \cos x + 1 ) выполним все запрашиваемые пункты.
1. График функции ( y = \cos x + 1 )
График функции косинуса имеет форму волны, колеблющейся между -1 и 1. При добавлении 1 к этой функции, весь график сдвигается вверх на 1 единицу. Таким образом, функция ( y = \cos x + 1 ) колеблется между 0 и 2.
2. Область определения и множество значений
- Область определения: ( x \in \mathbb{R} ) (все действительные числа), так как косинус определен для любого вещественного числа.
- Множество значений: ( [0, 2] ), так как минимальное значение ( \cos x ) равно -1 (соответственно, максимальное значение ( y ) будет ( 0 = -1 + 1 )), а максимальное значение ( \cos x ) равно 1 (максимальное значение ( y = 2 = 1 + 1 )).
3. Промежутки, где функция возрастает
Функция ( y = \cos x + 1 ) возрастает на интервалах, где производная функции положительна. Производная функции ( y = \cos x + 1 ) равна:
[
y' = -\sin x
]
Таким образом, функция будет возрастать, когда ( -\sin x > 0 ) или ( \sin x < 0 ). Синус отрицателен на интервалах:
[
(2k\pi - \pi, 2k\pi) \quad (k \in \mathbb{Z})
]
или
[
\left(-\frac{\pi}{2} + 2k\pi, \frac{\pi}{2} + 2k\pi\right) \quad (k \in \mathbb{Z})
]
4. Промежутки, где функция убывает
Функция убывает, когда производная отрицательна, то есть:
[
-\sin x > 0 \qquad \Rightarrow \qquad \sin x > 0
]
Синус положителен на интервалах:
[
(2k\pi, 2k\pi + \pi) \quad (k \in \mathbb{Z})
]
5. Промежутки, где функция принимает положительные значения
Функция принимает положительные значения, когда:
[
\cos x + 1 > 0 \quad \Rightarrow \quad \cos x > -1
]
Поскольку значение косинуса всегда находится в диапазоне [-1, 1], то функция ( y = \cos x + 1 ) всегда будет принимать положительные значения на всей области определения.
6. Промежутки, где функция принимает отрицательные значения
Функция принимает отрицательные значения, когда:
[
\cos x + 1 < 0 \quad \Rightarrow \quad \cos x < -1
]
Это не может быть выполнено, так как максимальное значение косинуса -1. Следовательно, функция ( y = \cos x + 1 ) никогда не принимает отрицательные значения.
Резюме
- Область определения: ( x \in \mathbb{R} )
- Множество значений: ( [0, 2] )
- Промежутки возрастания: ( (2k\pi - \pi, 2k\pi) )
- Промежутки убывания: ( (2k\pi, 2k\pi + \pi) )
- Положительные значения: ( x \in \mathbb{R} )
- Отрицательные значения: не существует
Надеюсь, это поможет вам в подготовке к экзаменам!