Построить и затем исследовать график функции g(x) = 2*x*(x-4)^(1/3)

> g4:= x -> surd(x-4,3) * 2 * x;

g4 := proc (x) options operator, arrow; 2*surd(x-4,...

> plot(g4(x), x = -5..7);

[Maple Plot]

Судя по графику, у функции должен быть один миниму и ни одного максимума.

> D(g4);

proc (x) options operator, arrow; 2/3*surd(x-4,3)*x...

> simplify( (2/3) * (surd(x-4,3)*x)/(x-4) + 2 * surd(x-4,3));

8/3*surd(x-4,3)*(x-3)/(x-4)

Из последней формулы следует, что у функции имеется две критические точки: x = 4 and x = 3. В первой из них функция существует, а производная - нет. Во второй точке производная обращается в ноль.

Дальнейшее упрощение даёт

g4' (x) = 8/3*(x-3)/((x-4)^(2/3))

Т.к. знаменатель всегда неотрицателен (там, где определён), мы заключаем, что

g4'(x) > 0 если x > 3. Следовательно, g4 возрастает, если x > 3.

Кроме того, g4 имеет локальный минимум в точке x = 3.

Теперь мы должны разобраться с выпуклостью.

> D(D(g4));

proc (x) options operator, arrow; -4/9*surd(x-4,3)*...

> simplify( -4/9*surd(x-4,3)*x/((x-4)^2)+4/3*surd(x-4,3)/(x-4));

8/9*surd(x-4,3)*(x-6)/((x-4)^2)

Значит, g4''(x) = 8/9*surd(x-4,3)*(x-6)/((x-4)^2) . Легко заметить, что

g4''(x) > 0 , если x < 4 или x > 6.

Откуда, можно сделать выводы: график g4 направлен выпуклосьтю вниз, если х принадлежит (- infinity , 4) и (6, infinity ) , и направлен выпуклостью вверх, когда х принадлежитan (4,6). Следовательно, график имеет две точки перегиба: x = 4, х = 6.

Получше приглядимся к изменению направления выпуклости графика функции в точке x = 6.

> plot(g4(x), x = 4..7, color = black);

[Maple Plot]

> shape_plot(g4,4,7);

[Maple Plot]

 

 

 
 
Hosted by uCoz