1. Найти область определения .
2. Исследовать функцию на четность – нечетность.
3. Найти вертикальные асимптоты и точки разрыва (если есть).
4. Исследовать поведение функции в бесконечности; найти горизонтальные и наклонные асимптоты (если есть).
5. Найти экстремумы и интервалы монотонности функции.
6. Найти точки пересечения графика с осями координат и, если это нужно для схематического построения графика, найти дополнительные точки.
7. Схематично построить график.
Подробная схема исследования функции и построения графика.
1. Найти область определения .
a. Если у есть знаменатель, он не должен обращаться в 0.
b. Подкоренное выражение корня четной степени должно быть неотрицательным (больше либо равно нулю).
c. Подлогарифмическое выражение должно быть положительным.
2. Исследовать функцию на четность – нечетность.
a. Если , то функция четная.
b. Если , то функция нечетная.
c. Если не выполнено ни , ни
, то
– функция общего вида.
3. Найти вертикальные асимптоты и точки разрыва (если есть).
a. Вертикальная асимптота может возникнуть только на границе области определения функции.
b. Если (
или
), то
– вертикальная асимптота графика
.
4. Исследовать поведение функции в бесконечности; найти горизонтальные и наклонные асимптоты (если есть).
a. Если , то
– горизонтальная асимптота графика
.
b. Если и
, то прямая
является наклонной асимптотой графика
.
c. Если пределы, указанные в п. a, b, существуют только при одностороннем стремлении к бесконечности (
или
), то полученные асимптоты будут односторонними: левосторонними при
и правосторонними при
.
5. Найти экстремумы и интервалы монотонности функции.
a. Найти производную .
b. Найти критические точки (те точки, где
или где
не существует).
c. На числовой оси отметить область определения и ее критические точки.
d. На каждом из полученных числовых интервалов определить знак производной .
e. По знакам производной сделать вывод о наличии экстремумов у и их типе.
f. Найти экстремальные значения .
g. По знакам производной сделать вывод о возрастании и убывании .
6. Найти точки пересечения графика с осями координат и, если это нужно для схематического построения графика, найти дополнительные точки.
a. Для того, чтобы найти точки пересечения графика с осью
, надо решить уравнение
. Точки
, где
– нули
, будут точками пересечения графика
с осью
.
b. Точка пересечения графика с осью
имеет вид
. Она существует, только если точка
входит в область определения функции
.
8. Схематично построить график.
a. Построить систему координат и асимптоты.
b. Отметить экстремальные точки.
c. Отметить точки пересечения графика с осями координат.
d. Схематично построить график так, чтобы он проходил через отмеченные точки и приближался к асимптотам.
Пример. Исследовать функцию и схематично построить ее график.
1. .
2. – функция общего вида.
3. Поскольку и
, то прямые
и
являются вертикальными асимптотами; точки
и
являются точками разрыва.
4. Поскольку
, прямая
– горизонтальная асимптота графика
.
5. ;
при
. На числовой оси отмечаем точки
,
(не входят в область определения
) и
(критическая точка
). На каждом из полученных числовых интервалов определяем знак производной
: при
, при
, при
, при
. Делаем выводы:
– точка максимума (в этой точке производная меняет знак с «+» на «–»),
; при
и при
возрастает; при
и при
убывает.
6. Точка пересечения графика с осью
:
. Точка пересечения графика
с осью
отсутствует, так как точка
не входит в область определения функции
.
7. См. рис. 7.
16. Функции нескольких переменных. Примеры. Частные производные (определение). Экстремум функции нескольких переменных и его необходимые условия.
Основные понятия. Частные производные
Определение. Пусть имеется переменных величин и каждому набору их значений
из некоторого множества
соответствует одно вполне определенное значение переменной величины
из множества
. тогда говорят, что задана функция нескольких переменных
.
Переменные называются независимыми переменными или аргументами,
- зависимая переменная. Множество
называется областью определения функции, множество
- областью значений функции.
Функцию двух переменных будем обозначать как .
Определение. Графиком функции двух переменных называется множество точек трехмерного пространства (
), аппликата
которых связана с абсциссой
и ординатой
функциональным соотношением
. График представляет собой некоторую поверхность в трехмерном пространстве.