Wie kann mit dem ersten Ableitungstest das lokale Extremwert y = sin x cos x bestimmt werden?

Wie kann mit dem ersten Ableitungstest das lokale Extremwert y = sin x cos x bestimmt werden?
Anonim

Antworten:

Das Extrem für # y = sin (x) cos (x) # sind

# x = pi / 4 + npi / 2 #

mit # n # eine relative ganze Zahl

Erläuterung:

Sein #f (x) # die Funktion, die die Variation von darstellt # y # mit repsect zu # x #.

Sein #f '(x) # die Ableitung von #f (x) #.

#Fa)# ist die Steigung der #f (x) # Kurve an der # x = a # Punkt.

Wenn die Steigung positiv ist, nimmt die Kurve zu.

Wenn die Steigung negativ ist, nimmt die Kurve ab.

Wenn die Steigung Null ist, bleibt die Kurve auf demselben Wert.

Wenn die Kurve ein Extremum erreicht, hört sie auf zu steigen / abzunehmen und beginnt abzufallen. Mit anderen Worten, die Steigung geht von Null zu Null, von positiv zu negativ oder von positiv zu positiv.

Wenn Sie also nach den Extremen einer Funktion suchen, sollten Sie nach den Nullwerten ihrer Ableitung suchen.

N.B. Es gibt eine Situation, in der die Ableitung null ist, aber die Kurve kein Extremum erreicht: Sie wird als Wendepunkt bezeichnet. Die Kurve hört vorübergehend auf zu steigen / abnehmen und nimmt dann ihre Zunahme / Abnahme wieder auf. Sie sollten daher auch prüfen, ob sich das Vorzeichen der Neigung um den Nullwert ändert.

Beispiel: #f (x) = sin (x) cos (x) = y #

#f '(x) = (dsin (x)) / dxcdotcos (x) + sin (x) cdot (dcos (x)) / dx #

# = cos (x) cdotcos (x) + sin (x) cdot (-sin (x)) = cos ^ 2 (x) -sin ^ 2 (x) #

Jetzt haben wir die Formel für #f '(x) #suchen wir nach seinen Nullwerten:

#f '(x) = cos ^ 2 (x) -sin ^ 2 (x) = 0 rarr cos ^ 2 (x) = sin ^ 2 (x) #

Die Lösungen sind # pi / 4 + npi / 2 # mit # n # eine relative ganze Zahl.

Antworten:

Selbst wenn wir planen, den ersten Ableitungstest zu verwenden, lohnt es sich zu beobachten #y = 1/2 sin (2x) #.

Erläuterung:

Nach dieser Beobachtung brauchen wir nicht wirklich einen Kalkül, um die Extreme zu finden.

Wir können uns auf unser Wissen über Trigonometrie und die Kurven der Sinusfunktionen verlassen

Der Maximalwert (von 1/2) tritt auf, wenn # 2x = pi / 2 + 2pik # oder wann #x = pi / 4 + pik # zum # k # eine ganze Zahl

Das Minimum tritt um #x = 3pi / 4 + pik # zum # k # eine ganze Zahl

Wir können das Derivat verwenden, brauchen es aber nicht wirklich.

Verwendung des Derivats

Umgeschrieben # y #Das können wir schnell sehen #y '= cos (2x) #

Also die kritischen Zahlen für # y # sind # 2x = pi / 2 + 2pik # und # 2x = (3pi) / 2 + 2pik #(wenn der Cosinus ist #0#) oder

# x = pi / 4 + pik # und # x = (3pi) / 4 + pik #

Überprüfen Sie das Zeichen von #y '= cos (2x) #Maximalwerte werden beim ersten Satz kritischer Zahlen und beim Mindestwert gefunden.