a) f′(x)=(−x3+3x2+9x+2)′=(−x3)′+(3x2)′+(9x)′+(2)′=−3x2+6x+9=−3(x2−2x−3)=
−3(x2+x−3x−3)=−3(x(x+1)−3(x+1))=−3(x+1)(x−3)
f′(x)=0 gdy −3(x+1)(x−3)=0
x1=−1 ∨ x2=3
Wykresem funkcji jest parabola. Ramiona paraboli są skierowane ku dołowi a więc
f′(x)<0 Dla x∈(−∞,−1)∪(3,∞)
f′(x)>0 Dla x∈(−1,3)
A więc funkcja f ma ekstremum w punktach -1 , 3.
Minimum:
f(−1)=−(−1)3+3⋅(−1)2+9⋅(−1)+2=1+3−9+2=−3
Maksimum:
f(3)=−33+3⋅32+9⋅3+2=−27+27+27+2=29
b) f′(x)=(x4−8x2+6)′=(x4)′−(8x2)′+(6)′=4x3−16x=4x(x2−4)=4x(x−2)(x+2)
f′(x)=0 gdy 4x(x−2)(x+2)=0
x1=0 ∨ x2=2 ∨ x3=−2
| | (−∞,−2) | −2 | (−2;0) | 0 | (0;2) | 2 | (2;∞) |
| x+2 | − | 0 | + | + | + | + | + |
| x | − | − | − | 0 | + | + | + |
| x−2 | − | − | − | − | − | 0 | + |
| znak | − | 0 | + | 0 | − | 0 | + |
W każdym punkcie, gdzie wartość pochodnej wynosi 0, dochodzi do zmiany znaku pochodnej a więc funkcja f ma ekstremum w punktach -2, 0, 2.
Minimum:
f(−2)=(−2)4−8⋅(−2)2+6=16−8⋅4+6=16−32+6=−10
f(2)=24−8⋅22+6=16−8⋅4+6=16−32+6=−10
Maksimum:
f(0)=0−8⋅0+6=6
c) f′(x)=(21x4+x2−3)′=(21x4)′+(x2)′−(3)′=21⋅4x3+2x=2x3+2x=2x(x2+1)
f′(x)=0 gdy 2x(x2+1)=0
2x(x2+1)=0
2x=0
x1=0
Na lewo od punktu 0 wartość pochodnej jest ujemna, na prawo dodatnia a więc w punkcie 0 funkcja f ma ekstremum, jest to minimum.
f(0)=21⋅0+0−3=−3
d) f′(x)=(x5+x2−2)′=(x5)′+(x2)′−(2)′=5x4+2x=x(5x3+2)
f′(x)=0 gdy x(5x3+2)=0
x(5x3+2)=0
x1=0 ∨ 5x3+2=0
x1=0 ∨ x3=−52
x1=0 ∨ x2=−352
| | (−∞,−352) | −352 | (−352;0) | 0 | (0;∞) |
| (5x3+2) | − | 0 | + | + | + |
| x | − | − | − | 0 | + |
| znak | + | 0 | − | 0 | + |
A więc funkcja ma ekstremum w punktach:
−352 , 0
Maksimum:
f(−352)=(−352)5+(−352)2−2=−3(52)3 (52)2+3(52)2−2=−52⋅3254+3254−2=533254−2
Minimum:
f(0)=0+0−2=−2
e) f′(x)=(21x2+x1)′=(21x2)′+(x1)′=x−x21
f′(x)=0 gdy x−x21=0
x−x21=0 ∣⋅x2
x3−1=0
x3=1
x1=1
Na lewo od punktu 1 wartość pochodnej jest ujemna, natomiast na prawo jest dodatnia a więc funkcja ma ekstremum w punkcie 1. Jest to minimum.
f(1)=21⋅1+11=21+1=23
f) f′(x)=(x3+x3)′=(x3)′+(x3)′=3x2−x23
f′(x)=0 gdy 3x2−x23=0
3x2−x23=0 ∣⋅x2
3x4−3=0
x4−1=0
(x2−1)(x2+1)=0
(x−1)(x+1)(x2+1)=0
(x−1)(x+1)=0
x1=1 ∨ x2=−1
| | (−∞,−1) | −1 | (−1;1) | 1 | (1;∞) |
| (x+1) | − | 0 | + | + | + |
| x−1 | − | − | − | 0 | + |
| znak | + | 0 | − | 0 | + |
A więc funkcja ma ekstremum w punktach -1, 1.
Maksimum:
f(−1)=(−1)3+−13=−1−3=−4
Minimum:
f(1)=13+13=1+3=4