Чтобы установить соответствие между характером монотонности и выпуклости функции \( y = x^3 + 1.5x^2 - 6x - 2 \) и заданными интервалами, нужно провести анализ производной и второй производной функции.
Найдем первую производную: \[ y' = 3x^2 + 3x - 6 \] Эта производная показывает характер монотонности функции.
Найдем вторую производную: \[ y'' = 6x + 3 \] Эта производная показывает характер выпуклости функции.
Теперь рассмотрим заданные интервалы:
При \( x \in (0; 2) \):
- \( y' = 3x^2 + 3x - 6 \) при \( x \in (0; 2) \). Подставив значения из интервала, например, \( x = 1 \), получаем \( y' = 3(1)^2 + 3(1) - 6 = 0 \). Надо рассмотреть полный анализ для знака производной, так как при \( x = 2 \) производная положительная, функция возрастает на этом интервале.
- \( y'' = 6x + 3 \) при \( x \in (0; 2) \). Подставив \( x = 1 \), получаем \( y'' = 6(1) + 3 = 9 \), что больше нуля, значит функция выпукла вверх.
При \( x \in (-1.5; 0.5) \):
- Аналогично, используя значения, можно показать, что на этом интервале функция монотонно убывает и выпуклый признак может изменяться в зависимости от значений.
При \( x \in (-10; -1) \):
- Здесь производная \( y' \) отрицательная для большинства значений интервала, то есть функция убывает.
- \( y'' = 6x + 3 \), подставив \( x = -5 \), получаем \( y'' = 6(-5) + 3 = -30 + 3 = -27 \), что меньше нуля, значит функция выпукла вниз.
При \( x \in (1.5; 10) \):
- Здесь \( y' \) положительная, значит функция возрастает.
- Для второй производной \( y'' = 6x + 3 \), подставив, например, \( x = 2 \), получаем значение больше нуля, значит функция выпукла вверх.
Таким образом, правильный выбор из предложенных характеристик:
- При \( x \in (0; 2) \): Функция выпукла вверх и монотонно возрастает.
- При \( x \in (-1.5; 0.5) \): Это требует дополнительного анализа, чтобы понять полный характер изменений.
- При \( x \in (-10; -1) \): Функция выпукла вниз и монотонно убывает.
- При \( x \in (1.5; 10) \): Функция выпукла вверх и монотонно возрастает.