График функции y = x^3*cot(x)

Учитель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

v

График:

от до

Точки пересечения:

Кусочно-заданная:

{ кусочно-заданную функцию ввести здесь.

Решение

Вы ввели [src]
        3       
f(x) = x *cot(x)
f(x)=x3cot(x)f{\left (x \right )} = x^{3} \cot{\left (x \right )}
График функции
-2.0-1.00.01.02.03.04.05.06.07.0-1000010000
Точки пересечения с осью координат X
График функции пересекает ось X при f = 0
значит надо решить уравнение:
x3cot(x)=0x^{3} \cot{\left (x \right )} = 0
Решаем это уравнение
Точки пересечения с осью X:

Аналитическое решение
x1=0x_{1} = 0
x2=π2x_{2} = \frac{\pi}{2}
Численное решение
x1=54.9778714378x_{1} = -54.9778714378
x2=39.2699081699x_{2} = 39.2699081699
x3=51.8362787842x_{3} = 51.8362787842
x4=86.3937979737x_{4} = 86.3937979737
x5=17.2787595947x_{5} = -17.2787595947
x6=45.5530934771x_{6} = 45.5530934771
x7=61.261056745x_{7} = 61.261056745
x8=83.2522053201x_{8} = 83.2522053201
x9=70.6858347058x_{9} = -70.6858347058
x10=89.5353906273x_{10} = -89.5353906273
x11=92.6769832809x_{11} = 92.6769832809
x12=76.9690200129x_{12} = 76.9690200129
x13=32.9867228627x_{13} = -32.9867228627
x14=17.2787595947x_{14} = 17.2787595947
x15=48.6946861306x_{15} = -48.6946861306
x16=80.1106126665x_{16} = -80.1106126665
x17=42.4115008235x_{17} = -42.4115008235
x18=58.1194640914x_{18} = -58.1194640914
x19=1.57079632679x_{19} = 1.57079632679
x20=95.8185759345x_{20} = -95.8185759345
x21=95.8185759345x_{21} = 95.8185759345
x22=36.1283155163x_{22} = -36.1283155163
x23=64.4026493986x_{23} = -64.4026493986
x24=36.1283155163x_{24} = 36.1283155163
x25=61.261056745x_{25} = -61.261056745
x26=92.6769832809x_{26} = -92.6769832809
x27=32.9867228627x_{27} = 32.9867228627
x28=14.1371669412x_{28} = -14.1371669412
x29=80.1106126665x_{29} = 80.1106126665
x30=4.71238898038x_{30} = 4.71238898038
x31=10.9955742876x_{31} = 10.9955742876
x32=7.85398163397x_{32} = 7.85398163397
x33=23.5619449019x_{33} = 23.5619449019
x34=39.2699081699x_{34} = -39.2699081699
x35=64.4026493986x_{35} = 64.4026493986
x36=73.8274273594x_{36} = -73.8274273594
x37=20.4203522483x_{37} = 20.4203522483
x38=26.7035375555x_{38} = -26.7035375555
x39=83.2522053201x_{39} = -83.2522053201
x40=98.9601685881x_{40} = -98.9601685881
x41=48.6946861306x_{41} = 48.6946861306
x42=14.1371669412x_{42} = 14.1371669412
x43=98.9601685881x_{43} = 98.9601685881
x44=45.5530934771x_{44} = -45.5530934771
x45=51.8362787842x_{45} = -51.8362787842
x46=67.5442420522x_{46} = -67.5442420522
x47=54.9778714378x_{47} = 54.9778714378
x48=26.7035375555x_{48} = 26.7035375555
x49=86.3937979737x_{49} = -86.3937979737
x50=20.4203522483x_{50} = -20.4203522483
x51=7.85398163397x_{51} = -7.85398163397
x52=4.71238898038x_{52} = -4.71238898038
x53=76.9690200129x_{53} = -76.9690200129
x54=89.5353906273x_{54} = 89.5353906273
x55=10.9955742876x_{55} = -10.9955742876
x56=1.57079632679x_{56} = -1.57079632679
x57=23.5619449019x_{57} = -23.5619449019
x58=73.8274273594x_{58} = 73.8274273594
x59=70.6858347058x_{59} = 70.6858347058
x60=29.8451302091x_{60} = 29.8451302091
x61=42.4115008235x_{61} = 42.4115008235
x62=67.5442420522x_{62} = 67.5442420522
x63=58.1194640914x_{63} = 58.1194640914
x64=29.8451302091x_{64} = -29.8451302091
Точки пересечения с осью координат Y
График пересекает ось Y, когда x равняется 0:
подставляем x = 0 в x^3*cot(x).
03cot(0)0^{3} \cot{\left (0 \right )}
Результат:
f(0)=NaNf{\left (0 \right )} = \mathrm{NaN}
- решений у ур-ния нет
Экстремумы функции
Для того, чтобы найти экстремумы, нужно решить уравнение
ddxf(x)=0\frac{d}{d x} f{\left (x \right )} = 0
(производная равна нулю),
и корни этого уравнения будут экстремумами данной функции:
ddxf(x)=\frac{d}{d x} f{\left (x \right )} =
Первая производная
x3(cot2(x)1)+3x2cot(x)=0x^{3} \left(- \cot^{2}{\left (x \right )} - 1\right) + 3 x^{2} \cot{\left (x \right )} = 0
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
x1=1.13943133004x_{1} = 1.13943133004
x2=1.13943133004x_{2} = -1.13943133004
Зн. экстремумы в точках:
(1.13943133004, 0.680896441741587)

(-1.13943133004, 0.680896441741587)


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:
Минимумов у функции нет
Максимумы функции в точках:
x2=1.13943133004x_{2} = 1.13943133004
x2=1.13943133004x_{2} = -1.13943133004
Убывает на промежутках
(-oo, -1.13943133004]

Возрастает на промежутках
[1.13943133004, oo)
Точки перегибов
Найдем точки перегибов, для этого надо решить уравнение
d2dx2f(x)=0\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:
d2dx2f(x)=\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left (x \right )} =
Вторая производная
2x(x2(cot2(x)+1)cot(x)3x(cot2(x)+1)+3cot(x))=02 x \left(x^{2} \left(\cot^{2}{\left (x \right )} + 1\right) \cot{\left (x \right )} - 3 x \left(\cot^{2}{\left (x \right )} + 1\right) + 3 \cot{\left (x \right )}\right) = 0
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
x1=61.2121250521x_{1} = 61.2121250521
x2=4.13955655465x_{2} = 4.13955655465
x3=26.5916600509x_{3} = -26.5916600509
x4=10.7290749998x_{4} = 10.7290749998
x5=73.7868143864x_{5} = -73.7868143864
x6=86.3590872003x_{6} = -86.3590872003
x7=4.13955655465x_{7} = -4.13955655465
x8=36.0454677896x_{8} = -36.0454677896
x9=23.4352987676x_{9} = 23.4352987676
x10=92.6446240794x_{10} = -92.6446240794
x11=0.679249465841x_{11} = 0.679249465841
x12=58.0678920019x_{12} = 58.0678920019
x13=42.340882721x_{13} = -42.340882721
x14=70.6434188276x_{14} = -70.6434188276
x15=89.5018968492x_{15} = -89.5018968492
x16=86.3590872003x_{16} = 86.3590872003
x17=39.1936616084x_{17} = -39.1936616084
x18=73.7868143864x_{18} = 73.7868143864
x19=95.7872769864x_{19} = 95.7872769864
x20=54.9233580388x_{20} = 54.9233580388
x21=54.9233580388x_{21} = -54.9233580388
x22=64.3561010883x_{22} = 64.3561010883
x23=89.5018968492x_{23} = 89.5018968492
x24=95.7872769864x_{24} = -95.7872769864
x25=20.2744761824x_{25} = 20.2744761824
x26=7.48842693978x_{26} = -7.48842693978
x27=98.9298626396x_{27} = 98.9298626396
x28=83.2161858173x_{28} = -83.2161858173
x29=67.4998558719x_{29} = 67.4998558719
x30=36.0454677896x_{30} = 36.0454677896
x31=7.48842693978x_{31} = 7.48842693978
x32=80.0731819272x_{32} = 80.0731819272
x33=26.5916600509x_{33} = 26.5916600509
x34=67.4998558719x_{34} = -67.4998558719
x35=48.6331554374x_{35} = 48.6331554374
x36=17.1068332728x_{36} = -17.1068332728
x37=80.0731819272x_{37} = -80.0731819272
x38=76.9300630019x_{38} = -76.9300630019
x39=70.6434188276x_{39} = 70.6434188276
x40=29.7449466925x_{40} = -29.7449466925
x41=76.9300630019x_{41} = 76.9300630019
x42=48.6331554374x_{42} = -48.6331554374
x43=29.7449466925x_{43} = 29.7449466925
x44=23.4352987676x_{44} = -23.4352987676
x45=51.7784686744x_{45} = -51.7784686744
x46=58.0678920019x_{46} = -58.0678920019
x47=32.896026005x_{47} = 32.896026005
x48=45.4873310872x_{48} = 45.4873310872
x49=39.1936616084x_{49} = 39.1936616084
x50=83.2161858173x_{50} = 83.2161858173
x51=32.896026005x_{51} = -32.896026005
x52=61.2121250521x_{52} = -61.2121250521
x53=45.4873310872x_{53} = -45.4873310872
x54=98.9298626396x_{54} = -98.9298626396
x55=10.7290749998x_{55} = -10.7290749998
x56=92.6446240794x_{56} = 92.6446240794
x57=42.340882721x_{57} = 42.340882721
x58=51.7784686744x_{58} = 51.7784686744
x59=0.679249465841x_{59} = -0.679249465841
x60=13.928018615x_{60} = -13.928018615
x61=64.3561010883x_{61} = -64.3561010883
x62=17.1068332728x_{62} = 17.1068332728
x63=20.2744761824x_{63} = -20.2744761824
x64=13.928018615x_{64} = 13.928018615

Интервалы выпуклости и вогнутости:
Найдём интервалы, где функция выпуклая или вогнутая, для этого посмотрим, как ведет себя функция в точках перегибов:
Вогнутая на промежутках
[-0.679249465841, 0.679249465841]

Выпуклая на промежутках
(-oo, -98.9298626396]
Горизонтальные асимптоты
Горизонтальные асимптоты найдём с помощью пределов данной функции при x->+oo и x->-oo
True

Возьмём предел
значит,
уравнение горизонтальной асимптоты слева:
y=limx(x3cot(x))y = \lim_{x \to -\infty}\left(x^{3} \cot{\left (x \right )}\right)
True

Возьмём предел
значит,
уравнение горизонтальной асимптоты справа:
y=limx(x3cot(x))y = \lim_{x \to \infty}\left(x^{3} \cot{\left (x \right )}\right)
Наклонные асимптоты
Наклонную асимптоту можно найти, подсчитав предел функции x^3*cot(x), делённой на x при x->+oo и x ->-oo
True

Возьмём предел
значит,
уравнение наклонной асимптоты слева:
y=xlimx(x2cot(x))y = x \lim_{x \to -\infty}\left(x^{2} \cot{\left (x \right )}\right)
True

Возьмём предел
значит,
уравнение наклонной асимптоты справа:
y=xlimx(x2cot(x))y = x \lim_{x \to \infty}\left(x^{2} \cot{\left (x \right )}\right)
Чётность и нечётность функции
Проверим функци чётна или нечётна с помощью соотношений f = f(-x) и f = -f(-x).
Итак, проверяем:
x3cot(x)=x3cot(x)x^{3} \cot{\left (x \right )} = x^{3} \cot{\left (x \right )}
- Да
x3cot(x)=x3cot(x)x^{3} \cot{\left (x \right )} = - x^{3} \cot{\left (x \right )}
- Нет
значит, функция
является
чётной