Давайте решим задачу поиска наибольшего и наименьшего значения функции (f(x) = x^3 + 3x^2 + 4) на отрезке ([-3; 3]).
Шаг 1: Найдём производную функции
Чтобы определить экстремумы функции, найдём её производную:
[
f'(x) = \frac{d}{dx}(x^3 + 3x^2 + 4) = 3x^2 + 6x
]
Шаг 2: Решим уравнение (f'(x) = 0)
Найдём точки возможных экстремумов:
[
3x^2 + 6x = 0
]
Вынесем общий множитель:
[
3x(x + 2) = 0
]
Это равенство выполняется, когда:
[
x = 0 \quad \text{или} \quad x = -2
]
Шаг 3: Определим значения функции в критических точках и концах отрезка
Параметры для сравнения — это значения функции в найденных точках и на концах отрезка ([-3, 3]):
- (x = -3)
- (x = -2)
- (x = 0)
- (x = 3)
Подставим эти значения в функцию:
[
f(-3) = (-3)^3 + 3(-3)^2 + 4 = -27 + 3 \times 9 + 4 = -27 + 27 + 4 = 4
]
[
f(-2) = (-2)^3 + 3(-2)^2 + 4 = -8 + 3 \times 4 + 4 = -8 + 12 + 4 = 8
]
[
f(0) = 0 + 0 + 4 = 4
]
[
f(3) = 3^3 + 3 \times 3^2 + 4 = 27 + 3 \times 9 + 4 = 27 + 27 + 4 = 58
]
Шаг 4: Итоги
- Наименьшее значение функции на отрезке — это минимальное из значений: (4, 8, 4, 58), то есть (4).
- Наибольшее значение функции — это максимум из этих значений: (58).
Ответ:
На отрезке ([-3; 3]) самое меньшее значение функции — 4, а самое большое — 58.