Решение контрольной работы № 3. Функции и их свойства
Вариант 1
Задача 1: Рассмотрим функцию \( y = -4x + 1 \)
При каких значениях аргумента \( f(x) = 0 \)
Чтобы найти, при каких значениях аргумента \( x \) функция равна нулю, решим уравнение:
\[ -4x + 1 = 0 \]
Переносим 1 через равенство:
\[ -4x = -1 \]
Разделяем обе стороны на -4:
\[ x = \frac{1}{4} \]
Значит, \( f(x) = 0 \) при \( x = \frac{1}{4} \).
Для определения \( f'(x) < 0 \)
Находим производную функции:
\[ f'(x) = -4 \]
Производная отрицательна \( (f'(x) < 0) \) для любого \( x \). Это означает, что функция убывает на всей своей области определения.
Для определения \( f(x) > 0 \)
Чтобы понять, когда \( y > 0 \):
\[ -4x + 1 > 0 \]
Решим неравенство:
\[ -4x > -1 \]
Разделим обе стороны на -4 (при этом знак неравенства изменится):
\[ x < \frac{1}{4} \]
Таким образом, функция положительна для всех \( x < \frac{1}{4} \).
Возрастающая или убывающая функция?
Поскольку производная функции \( -4 \) всегда отрицательна, можно с уверенностью сказать, что функция убывающая.
Задача 2: Найдите область определения функции
Для \( y = \sqrt{5x - 2} \)
Область определения корня:
\[ 5x - 2 \geq 0 \]
Решим это неравенство:
\[ 5x \geq 2 \quad \Rightarrow \quad x \geq \frac{2}{5} \]
Значит, область определения: \( x \geq \frac{2}{5} \) или \( [\frac{2}{5}, +\infty) \).
Для \( y = \frac{1}{2x^2 - 5x - 3} \)
Найдем, при каких \( x \) знаменатель равен нулю:
\[ 2x^2 - 5x - 3 = 0 \]
Используем дискриминант:
\[ D = (-5)^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-3) = 25 + 24 = 49 \]
Находим корни:
\[ x = \frac{5 \pm \sqrt{49}}{2 \cdot 2} = \frac{5 \pm 7}{4} \]
Корни:
\[ x_1 = 3, \quad x_2 = -\frac{1}{2} \]
Знаменатель равен нулю в точках \( x = 3 \) и \( x = -\frac{1}{2} \). Поэтому область определения:
\( (-\infty, -\frac{1}{2}) \cup (-\frac{1}{2}, 3) \cup (3, +\infty) \).
Задача 3: Постройте график функции \( y = x^2 + 4x - 5 \)
Область определения и область значения
Это квадратичная функция, область определения: \( (-\infty, +\infty) \).
Чтобы найти область значений, находим вершину параболы:
Вершина:
\[ x = -\frac{b}{2a} = -\frac{4}{2 \cdot 1} = -2 \]
Подставляем \( x = -2 \) в уравнение:
\[ y = (-2)^2 + 4(-2) - 5 = 4 - 8 - 5 = -9 \]
Парабола открыта вверх, значит, область значений \( [-9, +\infty) \).
Нули функции
Решаем уравнение:
\[ x^2 + 4x - 5 = 0 \]
Дискриминант:
\[ D = 4^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-5) = 16 + 20 = 36 \]
Найдем корни:
\[ x = \frac{-4 \pm \sqrt{36}}{2} = \frac{-4 \pm 6}{2} \]
Корни:
\[ x_1 = 1, \quad x_2 = -5 \]
Промежутки знакопостоянства
Функция меняет знак в точках \( x = -5 \) и \( x = 1 \):
- \( (-\infty, -5) \): \( y > 0 \) (положительна)
- \( (-5, 1) \): \( y < 0 \) (отрицательна)
- \( (1, +\infty) \): \( y > 0 \) (положительна)
Промежутки возрастания и убывания
Находим производную:
\[ y' = 2x + 4 \]
Приравниваем к нулю:
\[ 2x + 4 = 0 \quad \Rightarrow \quad x = -2 \]
- Убывает на \( (-\infty, -2) \)
- Возрастает на \( (-2, +\infty) \)
Наименьшее и наибольшее значения функции
Наименьшее значение функции: \( y = -9 \) при \( x = -2 \). Наибольшие значения не ограничены: \( +\infty \).
Таким образом, мы подробно рассмотрели все задачи контрольной работы по функциям и их свойствам. Если есть вопросы, не стесняйтесь задавать!