Was sagt Ihnen der 2. Ableitungstest über das Verhalten von f (x) = x ^ 4 (x-1) ^ 3 bei diesen kritischen Zahlen?

Was sagt Ihnen der 2. Ableitungstest über das Verhalten von f (x) = x ^ 4 (x-1) ^ 3 bei diesen kritischen Zahlen?
Anonim

Antworten:

Der zweite Ableitungstest impliziert, dass die kritische Zahl (Punkt) # x = 4/7 # gibt ein lokales Minimum für # f # während nichts zu sagen über die Natur von # f # bei den kritischen Zahlen (Punkten) # x = 0,1 #.

Erläuterung:

Ob #f (x) = x ^ 4 (x-1) ^ 3 #, dann sagt die Produktregel

#f '(x) = 4x ^ 3 (x-1) ^ 3 + x ^ 4 * 3 (x-1) ^ 2 #

# = x ^ 3 * (x-1) ^ 2 * (4 (x-1) + 3x) #

# = x ^ 3 * (x-1) ^ 2 * (7x-4) #

Wenn Sie dies auf Null setzen und für lösen # x # impliziert, dass # f # hat kritische Zahlen (Punkte) an # x = 0,4 / 7,1 #.

Die erneute Verwendung der Produktregel ergibt:

#f '' (x) = d / dx (x ^ 3 * (x-1) ^ 2) * (7x-4) + x ^ 3 * (x-1) ^ 2 * 7 #

# = (3x ^ 2 * (x-1) ^ 2 + x ^ 3 * 2 (x-1)) * (7x-4) + 7x ^ 3 * (x-1) ^ 2 #

# = x ^ 2 * (x-1) * ((3x-3 + 2x) * (7x-4) + 7x ^ 2-7x) #

# = x ^ 2 * (x-1) * (42x ^ 2-48x + 12) #

# = 6x ^ 2 * (x-1) * (7x ^ 2-8x + 2) #

Jetzt #f '' (0) = 0 #, #f '' (1) = 0 #, und #f '' (4/7) = 576/2401> 0 #.

Der zweite Ableitungstest impliziert daher, dass die kritische Zahl (Punkt) # x = 4/7 # gibt ein lokales Minimum für # f # während nichts zu sagen über die Natur von # f # bei den kritischen Zahlen (Punkten) # x = 0,1 #.

Tatsächlich liegt die kritische Zahl (Punkt) bei # x = 0 # gibt ein lokales Maximum für # f # (und der erste abgeleitete Test ist stark genug, um dies zu implizieren, obwohl der zweite abgeleitete Test keine Informationen lieferte) und die kritische Zahl (Punkt) bei # x = 1 # gibt weder ein lokales Maximum noch ein Minimum an # f #, aber ein (eindimensionaler) "Sattelpunkt".