Найдите точку максимума функции
y=(x+4)2e2−x
Начнем с ОДЗ, области допустимых значений. X может быть любым (положительным, отрицательным, нулем)
Исследуем функцию, найдем её экстремумы. Для этого найдем производную функции и узнаем при каких x она обращается в 0. Вспомним формулы для производной произведения функций и производной сложной функции
(u(x)v(x))′=u(x)′v(x)+u(x)v(x)′
(f(g(x)))′=f′(g(x))⋅g′(x)
(e2−x)′=(2−x)′⋅(e2−x)′=−e2−x
((x+4)2)′=2(x+4)⋅1=2(x+4)
y′=2⋅(x+4)e2−x−e2−x(x+4)2
Приравняем производную нулю и найдем экстремумы функции
2⋅(x+4)e2−x−(x+4)2e2−x=0
e2−x(2x+8−(x2+8x+16))=0
e2−x(2x+8−x2−8x−16)=0
e2−x(−x2−6x−8)=0
произведение 2-х чисел равно нулю, когда либо один множитель равен нулю, либо второй, a*b=0 когда a=0 или b=0
[e2−x=0(−x2−6x−8)=0
(−x2−6x−8)=0
D=36−4⋅8=4x1=−26+2=−4x2=−26−2=−2
соответственно уравнение можно представить в виде множителей
−1⋅(x−(−4))(x−(−2))=−(x+4)(x+2)
e2−x=0
Данное уравнение не имеет корней. Однако, может быть эта функция просто не существует в точке 0, но может иметь отрицательные и положительные значения? Нет, мы знаем, что экспоненциальная функция всегда больше нуля.
e2−x=0,∀ xe2−x>0,∀ x
По методу интервалов расставим положительные или отрицательные знаки и поймем когда функция возрастает, а когда убывает.
Нам надо понять когда производная больше нуля а когда меньше нуля.
e2−x(−1)(x+4)(x+2)=0
Уравнение обращается в 0 в точках x=-4, x=-2. Определим знак производной при x=100. Она больше нуля или меньше?
Первый множитель всегда больше нуля.
Минус единица даёт знак минус
третий множитель 104, и четвертый множители 102, оба больше нуля.
Значит, производная отрицательная.
Далее при переходе через точки 2 и 4 производная будет менять знак. Множителе будут поочередно менять знак. Квадрата X, или чего-то подобного, который обращается в ноль, но при переходе через такую точку знак не меняется у нас нет.
В точке x=−4 производная меняет свой знак с минуса на плюс, значит функция производной переходит с убывания на возрастание, следовательно это точка минимума. А нас просят найти точку максимума.
Рассмотрим точку x=−2. производная меняет свой знак с плюса на минус, значит функция производной переходит с возрастания на убывание, следовательно это точка максимума
Ответ: −2