График функции y = 3+9*x^2-x^3
Решение
Вы ввели
[LaTeX]
2 3 f(x) = 3 + 9*x - x
$$f{\left (x \right )} = - x^{3} + 9 x^{2} + 3$$
График функции
[LaTeX]
Точки пересечения с осью координат X
[LaTeX]
График функции пересекает ось X при f = 0
значит надо решить уравнение:
$$- x^{3} + 9 x^{2} + 3 = 0$$
Решаем это уравнение
Точки пересечения с осью X:
Аналитическое решение
$$x_{1} = \frac{9}{\sqrt[3]{\frac{3 \sqrt{37}}{2} + \frac{57}{2}}} + 3 + \sqrt[3]{\frac{3 \sqrt{37}}{2} + \frac{57}{2}}$$
Численное решение
$$x_{1} = 9.03673652009$$
значит надо решить уравнение:
$$- x^{3} + 9 x^{2} + 3 = 0$$
Решаем это уравнение
Точки пересечения с осью X:
Аналитическое решение
$$x_{1} = \frac{9}{\sqrt[3]{\frac{3 \sqrt{37}}{2} + \frac{57}{2}}} + 3 + \sqrt[3]{\frac{3 \sqrt{37}}{2} + \frac{57}{2}}$$
Численное решение
$$x_{1} = 9.03673652009$$
Точки пересечения с осью координат Y
[LaTeX]
График пересекает ось Y, когда x равняется 0:
подставляем x = 0 в 3 + 9*x^2 - x^3.
$$- 0 + 9 \cdot 0^{2} + 3$$
Результат:
$$f{\left (0 \right )} = 3$$
Точка:
подставляем x = 0 в 3 + 9*x^2 - x^3.
$$- 0 + 9 \cdot 0^{2} + 3$$
Результат:
$$f{\left (0 \right )} = 3$$
Точка:
(0, 3)
Экстремумы функции
[LaTeX]
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
$$- 3 x^{2} + 18 x = 0$$
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 6$$
Зн. экстремумы в точках:
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:
$$x_{2} = 0$$
Максимумы функции в точках:
$$x_{2} = 6$$
Убывает на промежутках
Возрастает на промежутках
$$\frac{d}{d x} f{\left (x \right )} = 0$$
(производная равна нулю),
и корни этого уравнения будут экстремумами данной функции:
$$\frac{d}{d x} f{\left (x \right )} = $$
Первая производная
$$- 3 x^{2} + 18 x = 0$$
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
$$x_{1} = 0$$
$$x_{2} = 6$$
Зн. экстремумы в точках:
(0, 3)
(6, 111)
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:
$$x_{2} = 0$$
Максимумы функции в точках:
$$x_{2} = 6$$
Убывает на промежутках
[0, 6]
Возрастает на промежутках
(-oo, 0] U [6, oo)
Точки перегибов
[LaTeX]
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
$$6 \left(- x + 3\right) = 0$$
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
$$x_{1} = 3$$
Интервалы выпуклости и вогнутости:
Найдём интервалы, где функция выпуклая или вогнутая, для этого посмотрим, как ведет себя функция в точках перегибов:
Вогнутая на промежутках
Выпуклая на промежутках
$$\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left (x \right )} = 0$$
(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
$$6 \left(- x + 3\right) = 0$$
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
$$x_{1} = 3$$
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, 3]
Выпуклая на промежутках
[3, oo)
Горизонтальные асимптоты
[LaTeX]
Горизонтальные асимптоты найдём с помощью пределов данной функции при x->+oo и x->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(- x^{3} + 9 x^{2} + 3\right) = \infty$$
Возьмём предел
значит,
горизонтальной асимптоты слева не существует
$$\lim_{x \to \infty}\left(- x^{3} + 9 x^{2} + 3\right) = -\infty$$
Возьмём предел
значит,
горизонтальной асимптоты справа не существует
$$\lim_{x \to -\infty}\left(- x^{3} + 9 x^{2} + 3\right) = \infty$$
Возьмём предел
значит,
горизонтальной асимптоты слева не существует
$$\lim_{x \to \infty}\left(- x^{3} + 9 x^{2} + 3\right) = -\infty$$
Возьмём предел
значит,
горизонтальной асимптоты справа не существует
Наклонные асимптоты
[LaTeX]
Наклонную асимптоту можно найти, подсчитав предел функции 3 + 9*x^2 - x^3, делённой на x при x->+oo и x ->-oo
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{1}{x} \left(- x^{3} + 9 x^{2} + 3\right)\right) = -\infty$$
Возьмём предел
значит,
наклонной асимптоты слева не существует
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1}{x} \left(- x^{3} + 9 x^{2} + 3\right)\right) = -\infty$$
Возьмём предел
значит,
наклонной асимптоты справа не существует
$$\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{1}{x} \left(- x^{3} + 9 x^{2} + 3\right)\right) = -\infty$$
Возьмём предел
значит,
наклонной асимптоты слева не существует
$$\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1}{x} \left(- x^{3} + 9 x^{2} + 3\right)\right) = -\infty$$
Возьмём предел
значит,
наклонной асимптоты справа не существует
Чётность и нечётность функции
[LaTeX]
Проверим функци чётна или нечётна с помощью соотношений f = f(-x) и f = -f(-x).
Итак, проверяем:
$$- x^{3} + 9 x^{2} + 3 = x^{3} + 9 x^{2} + 3$$
- Нет
$$- x^{3} + 9 x^{2} + 3 = - x^{3} - 9 x^{2} - 3$$
- Нет
значит, функция
не является
ни чётной ни нечётной
Итак, проверяем:
$$- x^{3} + 9 x^{2} + 3 = x^{3} + 9 x^{2} + 3$$
- Нет
$$- x^{3} + 9 x^{2} + 3 = - x^{3} - 9 x^{2} - 3$$
- Нет
значит, функция
не является
ни чётной ни нечётной