Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
исследование функций.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
05.11.2018
Размер:
4.61 Mб
Скачать

6. Построение графиков функций.

При построении графика функции удобно следовать следующей схеме.

  1. Область определения функции.

  2. Четность (нечетность), периодичность функции.

  3. Точки пересечения графика с осями координат и промежутки, на которых и .

  4. Стационарные и критические точки, промежутки возрастания и убывания функции, экстремумы.

  5. Возможные точки перегиба, промежутки выпуклости вверх (вниз) функции.

  6. Асимптоты графика.

  7. График функции.

Примеры

6.1. Исследовать функцию : и построить её график.

 1) Область определения функции: . Точек разрыва нет.

2) Функция общего вида (т.е. ни нечетная, ни четная, непериодическая), т.к. , , при .

3) Найдём точки пересечения графика функции с осями координат.

С осью : точки и .

С осью : точка .

На всей области определения функция .

  1. Найдём стационарные точки. Так как

,

то, решая уравнение: , получаем

Составим таблицу знаков производной и поведения функции.

убывает

0

min

возрастает

0

max

убывает

0

min

возрастает

  1. Найдем возможные точки перегиба. Так как

,

то решением уравнения будет .

Составим таблицу знаков второй производной

выпукла вниз

0

точка перегиба

выпукла вверх

0

точка перегиба

выпукла вниз

  1. Так как у исследуемой функции нет точек разрыва и

,

то асимптот у графика нет.

7) Используя данные, полученные в п.п. 1-6, построим график функции.

6.2. Исследовать функцию: и построить её график.

 1) Область определения функции: . Точек разрыва нет.

2) Функция общего вида (т.е. ни нечетная, ни четная, непериодическая), т.к. , , при .

3) Найдём точки пересечения графика функции с осями координат.

С осью : точки и .

С осью : точка .

Функция при и при .

  1. Найдём стационарные точки. Так как

,

то решая уравнение , получаем стационарную точку . Кроме того, имеются две критических точки и в которых производная бесконечна.

Составим таблицу знаков производной и поведения функции.

убывает

экстремума нет

возрастает

0

min

возрастает

экстремума нет

возрастает

  1. Найдем возможные точки перегиба. Так как

,

то возможными точками перегиба будут точки и .

Составим таблицу знаков второй производной

выпукла вверх

точка перегиба

выпукла вниз

точка перегиба

выпукла вверх

6) Найдём асимптоты. Так как точек разрыва нет, и

,

то асимптот у графика функции нет.

7) Построим график функции

6.3. Исследовать функцию и построить её график.

 1) Область определения функции: .

2) Функция общего вида (т.е. ни нечетная, ни четная, непериодическая), т.к. , , при .

3) Найдём точки пересечения графика функции с осями координат.

С осью : точек пересечения нет.

С осью : точка .

Функция при и при .

4) Найдем стационарные точки. Так как

,

то решая уравнение , получаем стационарную точку . Кроме того, имеются две критических точки и в которых производная не существует.

Составим таблицу знаков производной и поведения функции.

возрастает

не существует

разрыв 2 рода

возрастает

0

точка максимума

убывает

не существует

разрыв 2 рода

убывает

  1. Найдем возможные точки перегиба. Так как

,

то точек перегиба нет, а промежутками постоянного направления выпуклости будут интервалы , , .

Составим таблицу знаков второй производной.

выпукла вниз

разрыв 2 рода

выпукла вверх

разрыв 2 рода

выпукла вниз

6) Найдём асимптоты.

Вертикальные: , , так как в этих точках функция имеет разрыв 2 рода.

Найдём наклонную асимптоту. Угловой коэффициент прямой и число найдём, применяя формулы:

,

получаем горизонтальную асимптоту , наклонных асимптот нет.

7) Построим график функции.

6.4. Исследовать функцию и построить её график.

 1) Область определения функции:.

2) Функция общего вида (т.е. ни нечетная, ни четная, непериодическая), т.к. , , при .

3) Найдём точки пересечения графика функции с осями координат.

С осью : .

С осью : точек пересечения нет.

Функция при и при .

4) Найдем стационарные и критические точки. Вычисляя первую производную

,

находим критические точки и , в которых производная не существует.

Составим таблицу знаков производной и поведения функции.

убывает

разрыв 2 рода

не определена

не определена

разрыв 2 рода

убывает

5) Найдем возможные точки перегиба. Так как

,

а точка не принадлежит области определения, то будем два интервала постоянной выпуклости - и . При , поэтому функция выпукла вверх, , поэтому функция выпукла вниз.

6) Найдём асимптоты.

Вертикальные: , так как функция терпит разрыв в этих точках.

Найдём наклонную (горизонтальную) асимптоту.

Угловой коэффициент прямой и число найдём, применяя формулы:

; .

Таким образом, - горизонтальная асимптота.

7) Построим график функции.

6.5. Исследовать функцию и построить её график.

 1) Область определения функции: . Точек разрыва нет.

2) Функция общего вида (т.е. ни нечетная, ни четная, непериодическая), т.к. , , при .

3) Найдём точки пересечения графика функции с осями координат.

С осью : точка .

С осью : точка .

Функция при и при .

  1. Найдём стационарные точки. Так как

,

то в точках и , производная не существует.

Составим таблицу знаков производной и поведения функции.

убывает

0

точка минимума

возрастает

0

точка максимума

убывает

  1. Найдем возможные точки перегиба. Так как

,

то в точках и , вторая производная не существует, а в точке она равна нулю.

Составим таблицу знаков второй производной.

выпукла вверх

не существует

выпукла вниз

0

выпукла вверх

не существует

выпукла вниз

6) Найдём асимптоты.

Вертикальных асимптот нет, так как функция определена на всей числовой оси.

Найдём наклонную асимптоту.

Угловой коэффициент прямой и число найдём, применяя формулы:

.

Таким образом, прямая - горизонтальная асимптота.

7) Построим график функции.

6.6. Исследовать функцию и построить её график.

 1) Область определения функции: . Точек разрыва нет.

2) Функция не четная, не нечетная , , периодическая период .

3) Найдём точки пересечения графика функции с осями координат.

С осью точек пересечения нет.

С осью : точка .

Функция при .

4) Найдём стационарные точки. Так как

,

то стационарными будут точки ,

Составим таблицу знаков производной и поведения функции на интервале .

убывает

0

точка минимума

возрастает

0

точка максимума

убывает

Таким образом, точки - точки минимума, а - точки максимума. На интервалах функция убывает, а на интервалах функция убывает ().

5) Найдём возможные точки перегиба.

.

Тогда корнями уравнения будут точки , , .

Составим таблицу знаков второй производной на интервале .

выпукла вверх

0

точка перегиба

выпукла вниз

Таким образом, точки , - точки перегиба,

6) Асимптоты отсутствуют.

7) Построим график функции

6.6. Исследовать функцию и построить её график

.

 1) Область определения функции: . Точка - точка разрыва 2 рода.

2) Функция общего вида (т.е. ни нечетная, ни четная, непериодическая), т.к. , , при .

3) Найдём точки пересечения графика функции с осями координат.

С осью : точки пересечения , .

С осью : точка . Функция при и при .

4) Найдем стационарные точки. Так как

,

то решая уравнение , получаем стационарные точки и . Кроме того, имеется еще одна критическая точка в которой производная не существует.

Составим таблицу знаков производной и поведения функции.

возрастает

0

точка максимума

убывает

точка разрыва 2 рода

убывает

0

точка минимума

возрастает

5) Найдем возможные точки перегиба. Так как

,

то точек перегиба нет, а промежутками постоянного направления выпуклости будут интервалы , .

Составим таблицу знаков второй производной.

выпукла вверх

разрыв 2 рода

выпукла вниз

6) Найдём асимптоты.

Вертикальная: , так как в этой точке функция имеет разрыв 2 рода.

Найдём наклонную асимптоту. Угловой коэффициент прямой и число найдём, применяя формулы:

,

получаем наклонную асимптоту , горизонтальных асимптот нет.

7) Построим график функции.