Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3265498
А
Аноним
02 июня 2025 05:34 · публичный вопрос
А
Аноним

f(x)=5x⁴-2/√x

Ответ нейросети
02 июня 2025 05:34

Рассмотрим функцию:
\[ f(x) = 5x^4 - \frac{2}{\sqrt{x}} \]

Цель — понять, что представляет собой эта функция и как её анализировать.


1. Разбор функции и её компоненты

  • Первая часть: \( 5x^4 \) — многочлен степени 4.
  • Вторая часть: \( - \frac{2}{\sqrt{x}} \) — дробь, где в знаменателе корень из \( x \).

Обратим внимание на то, что условие определения функции — \( x > 0 \), потому что:

  • \( \sqrt{x} \) существует только для положительных \( x \).
  • Деление на ноль недопустимо.

2. Перепишем функцию для удобства

Можно записать функцию так:

\[ f(x) = 5x^4 - 2x^{-\frac{1}{2}} \]

Потому что:

\[ \frac{2}{\sqrt{x}} = 2x^{-\frac{1}{2}} \]

Это помогает при дифференцировании и анализе поведения.


3. Анализ поведения функции при больших и малых значениях \( x \)

  • При \( x \to 0^+ \):

\[ x^{-\frac{1}{2}} \to +\infty \quad \Rightarrow \quad - 2 x^{-\frac{1}{2}} \to -\infty \]

Аналогично, первая часть \( 5x^4 \to 0 \).

Итак, при очень маленьких \( x \):

\[ f(x) \to -\infty \]

  • При больших \( x \to +\infty \):

\[ 5x^4 \to +\infty, \quad - 2x^{-\frac{1}{2}} \to 0 \]

Следовательно:

\[ f(x) \to +\infty \]

Итог: функция убывает очень резко при маленьких \( x \), и растёт при больших \( x \).


4. Нахождение критических точек (поиск экстремумов)

Чтобы определить, где функция возрастает или убывает, вычислим её производную:

\[ f'(x) = \frac{d}{dx} \left( 5x^4 - 2x^{-\frac{1}{2}} \right) \]

Поскольку:

\[ \frac{d}{dx} \left( 5x^4 \right) = 20x^3 \] \[ \frac{d}{dx} \left( -2x^{-\frac{1}{2}} \right) = -2 \times \left( -\frac{1}{2} \right) x^{-\frac{3}{2}} = +1 \times x^{-\frac{3}{2}} \]

Обратите внимание, что:

\[ \frac{d}{dx} (x^{n}) = n x^{n-1} \]

Итак,

\[ f'(x) = 20x^3 + x^{-\frac{3}{2}} \]

или в более аккуратной форме:

\[ f'(x) = 20x^3 + \frac{1}{x^{\frac{3}{2}}} \]


5. Анализ производной

  • Знак \( f'(x) \):

    • \( 20x^3 > 0 \) при \( x > 0 \).
    • \( \frac{1}{x^{\frac{3}{2}}} > 0 \) для \( x > 0 \).

Значит,

\[ f'(x) = 20x^3 + \frac{1}{x^{\frac{3}{2}}} > 0 \]

при всех \( x > 0 \).

Это говорит о том, что функция строго возрастает на всей области определения.


6. Итог

  • Область определения: \( x > 0 \).
  • Поведение при \( x \to 0^+ \): \( f(x) \to -\infty \).
  • Поведение при \( x \to +\infty \): \( f(x) \to +\infty \).
  • Производная: положительна для всех \( x > 0 \) — функция возрастает на всей области.

Ответ:

Функция \( f(x) = 5x^4 - \frac{2}{\sqrt{x}} \) определена для всех \( x > 0 \), убывает при приближении к нулю и растёт при увеличении \( x \). Она не имеет экстремумов, так как производная положительна на всей области. При этом она стремится к минус бесконечности при \( x \to 0^+ \) и к бесконечности при \( x \to +\infty \).