Давайте подробнее разберем задачу:
Условие:
"Если в точке с абсциссой \( x_0 \) функция имеет экстремум, то тангенс угла наклона касательной к графику равен нулю: \( \tan \alpha = 0 \)."
Пояснения и решение:
Что такое экстремум функции?
Экстремум — это точка, в которой функция достигает локального максимума или минимума. В этих точках графика функции переводится из возрастающего в убывающее или наоборот.Критерий наличия экстремума:
В точке \( x_0 \) — возможный экстремум — производная функции \( y = f(x) \) равна нулю:
\[ f'(x_0) = 0 \] Это условие является необходимым для экстремума (при наличии дифференцируемости функции).Связь угла наклона касательной и производной:
Угол наклона касательной к графику функции в точке \( x_0 \) обозначим через \( \alpha \).- Тангенс этого угла, \( \tan \alpha \), равен значению производной в этой точке:
\[ \tan \alpha = f'(x_0) \]
— так как тангенс наклона касательной равен значению её угла, а в общем случае, для касательной к графику функции — это производная.
- Тангенс этого угла, \( \tan \alpha \), равен значению производной в этой точке:
Что происходит в точке экстремума?
Поскольку \( f'(x_0) = 0 \), это означает, что:
\[ \tan \alpha = 0 \] Тогда угол \( \alpha \) равен нулю или \( \pi \) радиан (180 градусов), то есть касательная горизонтальна.
Итог:
- Если в точке \( x_0 \) функция имеет экстремум, то её производная там равна нулю.
- Так как тангенс угла наклона касательной равен производной, то в этой точке:
\[ \tan \alpha = 0 \] — то есть касательная в этой точке горизонтальна, угол \( \alpha = 0^\circ \) или \( 180^\circ \).
Ответ:
Если в точке с абсциссой \( x_0 \) функция имеет экстремум, то тангенс угла наклона касательной к графику в этой точке равен нулю: \( \boxed{\tan \alpha = 0} \).