Объяснение принципов производной
Я разбираюсь с заданием пользователя о производных и принципе, лежащем в их основе. Похоже, сначала нужно дать краткий ответ, а затем привести основные шаги, убедившись в правильности вычислений.
Например, в первой производной я вычислил \(y=x\sqrt{x}-3x+27\) и установил, что она строго убывает на отрезке \([2,4]\). Ответ для этой части — 23.
Во второй части функция имеет минимум при \(x=5\), значение которого равно \(-1\).
Мне нужно уточнить обозначения для третьей части, чтобы избежать неоднозначности.
Анализ функции и её производной
Я работаю с функцией \(y=2x-\ln((x+7)^2)\) и определяю её область определения, для чего требуется \(x+7\ge0.5\). Я вычисляю производную: \(2 - 2/(x+7) = 2(x+6)/(x+7)\). При \(x=-6\) производная равна нулю, поэтому я проверяю изменение знака: она отрицательна на \([-6.5, -6)\) и положительна на \((-6, 0]\), что указывает на минимум при \(x=-6\), где \(f(-6)=-12\).
Для четвёртой части производная указывает на максимум при \(x=1/5\) внутри отрезка \([0.1, 0.5]\).
Анализ функций и производных
Я разбираю выражение \(2\sqrt{x} - 3\) при \(x\) из диапазона \([2,4]\). Я вижу, что \(\sqrt{x}\) достигает максимума, равного 2, а функция не возрастает, поэтому минимум достигается при \(x=4\), что даёт \(y(4)=23\). Проверка \(y(2)\), равного \(21 + 2\sqrt{2}\), показывает, что оно больше 23. Затем я проверяю поведение функции в окрестности \(x=5\), устанавливая, что её минимум там равен \(-1\), и сравниваю его со значениями в других точках, чтобы убедиться в точности. Анализ области определения также выявляет промежутки убывания и возрастания для \(y'\).
Краткие ответы:
- \(23\)
- \(-1\)
- \(-12\)
- \(8\)
- \(-2\)
Решение
Общий принцип: находим производную, критические точки и сравниваем значения на концах отрезка и в критических точках.
№ 1
\[ y=x\sqrt{x}-3x+27=x^{3/2}-3x+27. \]
\[ y'=\frac32\sqrt{x}-3=\frac32(\sqrt{x}-2). \]
На отрезке \([2;4]\) производная неположительна, поэтому функция убывает. Минимум достигается при \(x=4\):
\[ y(4)=4\sqrt4-3\cdot4+27=8-12+27=\boxed{23}. \]
№ 2
\[ y=(x-6)e^{x-5}. \]
\[ y'=e^{x-5}+(x-6)e^{x-5} =e^{x-5}(x-5). \]
Так как \(e^{x-5}>0\), функция убывает при \(x<5\) и возрастает при \(x>5\). Минимум при \(x=5\):
\[ y(5)=(5-6)e^0=-1. \]
\[ \boxed{-1} \]
№ 3
\[ y=2x-\ln\bigl((x+7)^2\bigr). \]
На данном отрезке \(x+7>0\), поэтому
\[ y'=2-\frac{2}{x+7} =\frac{2(x+6)}{x+7}. \]
Критическая точка:
\[ x+6=0 \quad\Rightarrow\quad x=-6. \]
Функция убывает до \(x=-6\) и возрастает после него, значит, минимум достигается при \(x=-6\):
\[ y(-6)=2(-6)-\ln(1^2)=-12-\ln1=\boxed{-12}. \]
№ 4
\[ y=\ln(5x)-5x+9. \]
\[ y'=\frac1x-5=\frac{1-5x}{x}. \]
\[ 1-5x=0 \quad\Rightarrow\quad x=\frac15. \]
Производная положительна до \(\frac15\) и отрицательна после, поэтому это точка максимума:
\[ y\left(\frac15\right) =\ln1-5\cdot\frac15+9 =0-1+9=\boxed{8}. \]
№ 5
\[ y=x^2-8x+6\ln x+5. \]
\[ y'=2x-8+\frac6x =\frac{2x^2-8x+6}{x} =\frac{2(x-1)(x-3)}x. \]
На отрезке \(\left[\frac89;\frac{10}{9}\right]\) находится точка \(x=1\), а точка \(x=3\) не входит в отрезок. Функция возрастает до \(x=1\) и убывает после него, значит, максимум при \(x=1\):
\[ y(1)=1-8+6\ln1+5=1-8+5=\boxed{-2}. \]