2. Графики функций
Пример 13. Исследовать функцию y = |
|
x2 |
−2x + 2 |
и построить график функции. |
|
|||||||
|
|
x −2 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1. |
Df = R \{2}. Точка x = 2 является точкой разрыва второго рода. |
|
|
|||||||||
2. |
Для точек пересечения графика с осью oy имеем x = 0 . Подставляя значение |
x = 0 в |
||||||||||
функцию, получаем y = −1, поэтому |
A(0;−1) |
- точка пересечения графика с осью oy . Для точек |
||||||||||
пересечения графика с осью |
ox |
имеем |
y = 0. Подставляя значение |
y = 0, |
получаем |
|||||||
x2 −2x + 2 = 0. Это уравнение не имеет корней, поэтому график не пересекает ось ox . |
|
|||||||||||
3. |
y(−x) = |
(−x)2 −2(−x) + |
2 |
= − |
x2 |
+ 2x + 2 |
|
. Внешний вид функций y(x) |
и y(−x) |
|||
(−x) − |
2 |
|
|
|
x + 2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
отличается. При x =1 получаем y(1) = −1, при x = −1 |
получаем y(−1) = −5 |
, поэтому нашлось |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
значение аргумента x =1, при котором не выполняются равенства y(−x) = −y(x), y(−x) = y(x) .
Функция не является четной и не является нечетной, т.е. данная функция является функцией общего вида.
4. а) |
lim |
x2 − |
2x + 2 |
= +∞, |
lim |
x2 |
−2x + 2 |
= −∞. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
x |
−2 |
|
|
x −2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
x→2+ |
|
|
|
|
|
x→2 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Прямая x = 2 является вертикальной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
асимптотой для графика функции. |
|
|
|
|
|
y′ |
+ |
- |
- |
+ |
|
||||||||||||||
б) lim |
|
x2 |
−2x |
+ 2 |
= |
∞, поэтому график не |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 − |
|
|
2 |
2 + |
|
|
||||||||||||
|
|
x −2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
x→∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
имеет горизонтальной асимптоты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 16 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x2 −2x + 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
в) k |
= lim |
=1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
(x |
|
−2)x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
x→∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 |
− 2x + 2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
|
|
= 0 . Уравнение наклонной асимптоты принимает вид |
|||||||||||||
b = lim |
|
x − 2 |
|
− x = |
|
|
|||||||||||||||||||
x→∞ |
|
|
|
|
|
x→∞ x − 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y =1 x +0 или y = x .
Замечание. Асимптоты графика можно быстро определить, если выделить целую часть в
функции y = |
x2 |
−2x + 2 |
= |
x(x −2) + 2 |
= x + |
2 |
. |
|
|
|||
|
x −2 |
2 |
x −2 |
x −2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
При x → ∞ функция |
|
является бесконечно малой, поэтому данная функция |
||||||||||
x − 2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
эквивалентна функции y = x . График данной функции при x → ∞ приближается к асимптоте |
||||||||||||
y = x . При x → 2 поведение данной функции определяется слагаемым |
2 |
, поэтому прямая |
||||||||||
x −2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x = 2 является вертикальной асимптотой графика данной функции.
5. y′ = |
x2 −4x + 2 |
. y′ = 0 x2 −4x + 2 = 0 (x −2)2 −2 = 0 x = 2 ± |
2 . |
(x −2)2 |
Отмечаем на числовой прямой полученные стационарные точки (рис. 16), определяем знак производной и отмечаем промежутки возрастания и убывания функции.
15
При x = 2 − 2 функция достигает локальный минимум ymin (2 − 2) =
= 2 − 22 . При x = 2 + 2 функция достигает локальный минимум ymax (2 + 2) = 2 + 22 .
6. y′′ = |
4 |
, причем |
y′′ ≠ 0, поэтому на |
y |
(x −2)3 |
графике нет точек перегиба. Для x < 2 получаем y′′<0 , поэтому на интервале (−∞,2) график функции
является выпуклым вверх. Для x > 2 получаем y′′ > 0, поэтому на интервале (2,+∞) график функции является
выпуклым вниз.
7. Используя изученные свойства, строим асимптоты (рис. 6) и график функции.
Множество значений функции -
E f = (−∞;2 − 22] [2 + 22;+∞) .
2 + 2 2 |
y = x |
0 1
2 + 2 x
x = 2
Рис. 6
16