Привет! Давай вместе разберемся с этой задачей.
У нас есть функция \( y = \frac{x^3}{x^2 - 1} \). Нам нужно найти интервалы возрастания и убывания этой функции.
Чтобы найти эти интервалы, нам нужно выполнить следующие шаги:
- Найти производную функции.
- Найти нули производной.
- Определить знаки производной на интервалах между этими нулями.
- По знаку производной определить интервалы возрастания (производная больше нуля) и убывания (производная меньше нуля).
Давай начнем с производной. Производная этой функции поможет нам увидеть, где функция возрастает и убывает.
Производную можно найти по правилу дифференцирования частного: Если \( u(x) \) и \( v(x) \) - дифференцируемые функции, то \( (u/v)' = (u'v - uv')/v^2 \).
Для \( u(x) = x^3 \) и \( v(x) = x^2 - 1 \) получим: \( u'(x) = 3x^2 \), \( v'(x) = 2x \).
Теперь найдем производную по формуле: \( y' = \frac{(3x^2)(x^2 - 1) - (x^3)(2x)}{(x^2 - 1)^2} \).
Дальше упростим производную: \( y' = \frac{3x^4 - 3x^2 - 2x^4}{(x^2 - 1)^2} \), \( y' = \frac{-x^4 - 3x^2}{(x^2 - 1)^2} \).
Теперь нужно найти нули этой функции. Поскольку знаменатель всегда положителен (кроме точек \( x = 1 \) и \( x = -1 \), где происходит деление на ноль), нули производной образуются, когда числитель равен нулю. То есть нам надо решить уравнение: \( -x^4 - 3x^2 = 0 \).
Решим это уравнение: \( x^2(x^2 + 3) = 0 \).
Таким образом, по первому множителю \( x^2 = 0 \), имеем \( x = 0 \), а у уравнения \( x^2 + 3 = 0 \) вещественных корней нет, так как \( x^2 \) всегда положителен и \( x^2 + 3 > 0 \) для всех \( x \).
Значит, у производной есть только один нуль в точке \( x = 0 \).
Теперь разделим числовую ось на интервалы относительно точек -1, 0 и 1 (в этих точках функция не определена либо производная обращается в нуль) и определить знак производной в каждом интервале. Это можно сделать, подставив контрольные точки из каждого интервала в формулу производной.
После этого сможем сказать, на каких интервалах функция возрастает, а на каких убывает:
- При \( x < -1 \) производная положительна, значит функция возрастает.
- Между \( x = -1 \) и \( x = 0 \), производная отрицательна, значит функция убывает.
- Между \( x = 0 \) и \( x = 1 \), производная отрицательна, значит функция убывает.
- При \( x > 1 \) производная положительна, значит функция возрастает.
Таким образом, интервалы возрастания функции: \( (-\infty,-1) \) и \( (1,+\infty) \); а интервалы убывания: \( (-1,0) \) и \( (0,1) \).
Вот и всё! Теперь ты можешь найти интервалы возрастания и убывания функции \( y = \frac{x^3}{x^2 - 1} \). Надеюсь, моё объяснение помогло тебе разобраться с этой задачей.
