Для анализа функции f(x) = 1/8(x^3 - 3x^2 - 9x + 11) и создания ее графика, мы можем следовать нескольким шагам. Давайте разберем этот процесс поэтапно.
Шаг 1: Определение области определения
Функция является многочленом, а значит, она определена для всех значений x. Таким образом, область определения:
- x ∈ R (все действительные числа).
Шаг 2: Нахождение производной
Для анализа поведения функции, нам нужно найти ее первую производную f'(x). Это поможет нам определить критические точки и интервалы возрастания и убывания функции.
- Найдем производную:
- f'(x) = 1/8 * (3x^2 - 6x - 9).
- Упрощаем: f'(x) = 3/8(x^2 - 2x - 3).
- Теперь найдем корни уравнения f'(x) = 0:
- x^2 - 2x - 3 = 0.
- Корни уравнения можно найти по формуле: x = (-b ± √(b^2 - 4ac)) / 2a.
- Здесь a = 1, b = -2, c = -3. Подставляем:
- x = (2 ± √(4 + 12)) / 2 = (2 ± 4) / 2.
- Корни: x1 = 3 и x2 = -1.
Шаг 3: Анализ знаков производной
Теперь мы определим интервалы, на которых функция возрастает или убывает:
- Интервалы: (-∞, -1), (-1, 3), (3, +∞).
- Выберем тестовые точки:
- Для x = -2 (интервал (-∞, -1)): f'(-2) = 3/8((-2)^2 - 2*(-2) - 3) = 3/8(4 + 4 - 3) > 0 (возрастает).
- Для x = 0 (интервал (-1, 3)): f'(0) = 3/8(0 - 0 - 3) < 0 (убывает).
- Для x = 4 (интервал (3, +∞)): f'(4) = 3/8(16 - 8 - 3) > 0 (возрастает).
Шаг 4: Нахождение значений функции в критических точках
Теперь найдем значения функции в критических точках:
- f(-1) = 1/8((-1)^3 - 3*(-1)^2 - 9*(-1) + 11) = 1/8(-1 - 3 + 9 + 11) = 1/8(16) = 2.
- f(3) = 1/8(3^3 - 3*3^2 - 9*3 + 11) = 1/8(27 - 27 - 27 + 11) = 1/8(-16) = -2.
Шаг 5: Нахождение пределов
Посмотрим на поведение функции при x → ±∞:
- При x → +∞, f(x) → +∞.
- При x → -∞, f(x) → -∞.
Шаг 6: Построение графика
Теперь, имея все эти данные, мы можем построить график функции:
- Критические точки: (-1, 2) (локальный максимум) и (3, -2) (локальный минимум).
- Функция возрастает на интервалах (-∞, -1) и (3, +∞), и убывает на интервале (-1, 3).
- График будет начинаться в -∞, подниматься до точки (-1, 2), затем опускаться до точки (3, -2) и снова подниматься к +∞.
Таким образом, мы проанализировали функцию и можем построить ее график, учитывая все найденные характеристики.