График функции пересекает ось X при f = 0 значит надо решить уравнение: $$\left(x - 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} = 0$$ Решаем это уравнение Точки пересечения с осью X:
Аналитическое решение $$x_{1} = -2$$ $$x_{2} = 1$$ Численное решение $$x_{1} = 1$$ $$x_{2} = -2$$
Точки пересечения с осью координат Y
График пересекает ось Y, когда x равняется 0: подставляем x = 0 в (x - 1)^2*(x + 2)^2. $$\left(-1\right)^{2} \cdot 2^{2}$$ Результат: $$f{\left (0 \right )} = 4$$ Точка:
(0, 4)
Экстремумы функции
Для того, чтобы найти экстремумы, нужно решить уравнение $$\frac{d}{d x} f{\left (x \right )} = 0$$ (производная равна нулю), и корни этого уравнения будут экстремумами данной функции: $$\frac{d}{d x} f{\left (x \right )} = $$ Первая производная $$\left(x - 1\right)^{2} \left(2 x + 4\right) + \left(x + 2\right)^{2} \left(2 x - 2\right) = 0$$ Решаем это уравнение Корни этого ур-ния $$x_{1} = -2$$ $$x_{2} = - \frac{1}{2}$$ $$x_{3} = 1$$ Зн. экстремумы в точках:
(-2, 0)
81
(-1/2, --)
16
(1, 0)
Интервалы возрастания и убывания функции: Найдём интервалы, где функция возрастает и убывает, а также минимумы и максимумы функции, для этого смотрим как ведёт себя функция в экстремумах при малейшем отклонении от экстремума: Минимумы функции в точках: $$x_{3} = -2$$ $$x_{3} = 1$$ Максимумы функции в точках: $$x_{3} = - \frac{1}{2}$$ Убывает на промежутках
[-2, -1/2] U [1, oo)
Возрастает на промежутках
(-oo, -2] U [-1/2, 1]
Точки перегибов
Найдем точки перегибов, для этого надо решить уравнение $$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left (x \right )} = 0$$ (вторая производная равняется нулю), корни полученного уравнения будут точками перегибов для указанного графика функции: $$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left (x \right )} = $$ Вторая производная $$2 \left(\left(x - 1\right)^{2} + 4 \left(x - 1\right) \left(x + 2\right) + \left(x + 2\right)^{2}\right) = 0$$ Решаем это уравнение Корни этого ур-ния $$x_{1} = - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}$$ $$x_{2} = - \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{1}{2}$$
Интервалы выпуклости и вогнутости: Найдём интервалы, где функция выпуклая или вогнутая, для этого посмотрим, как ведет себя функция в точках перегибов: Вогнутая на промежутках
(-oo, -sqrt(3)/2 - 1/2] U [-1/2 + sqrt(3)/2, oo)
Выпуклая на промежутках
[-sqrt(3)/2 - 1/2, -1/2 + sqrt(3)/2]
Горизонтальные асимптоты
Горизонтальные асимптоты найдём с помощью пределов данной функции при x->+oo и x->-oo $$\lim_{x \to -\infty}\left(\left(x - 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2}\right) = \infty$$ Возьмём предел значит, горизонтальной асимптоты слева не существует $$\lim_{x \to \infty}\left(\left(x - 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2}\right) = \infty$$ Возьмём предел значит, горизонтальной асимптоты справа не существует
Наклонные асимптоты
Наклонную асимптоту можно найти, подсчитав предел функции (x - 1)^2*(x + 2)^2, делённой на x при x->+oo и x ->-oo $$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{1}{x} \left(x - 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2}\right) = -\infty$$ Возьмём предел значит, наклонной асимптоты слева не существует $$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1}{x} \left(x - 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2}\right) = \infty$$ Возьмём предел значит, наклонной асимптоты справа не существует
Чётность и нечётность функции
Проверим функци чётна или нечётна с помощью соотношений f = f(-x) и f = -f(-x). Итак, проверяем: $$\left(x - 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} = \left(- x - 1\right)^{2} \left(- x + 2\right)^{2}$$ - Нет $$\left(x - 1\right)^{2} \left(x + 2\right)^{2} = - \left(- x - 1\right)^{2} \left(- x + 2\right)^{2}$$ - Нет значит, функция не является ни чётной ни нечётной