Пример 1. Найти интервалы возрастания и убывания функции .
Решение: Функция определена на всей числовой прямой, т.е. .
1. Найдём .
.
2. Найдём критические точки.
или .
3. Заполним таблицу:
+ | - | + | |||
Таким образом, функция возрастает на интервалах , а убывает на интервале .
Пример 2. Найти экстремумы функции .
Решение: Функция определенна на всей числовой прямой, т.е. .
1.Найдём .
2.Найдём критические точки.
или
3.Заполняем таблицу:
+ | - | + | |||
-27 | |||||
max | min |
Таким образом, х=0 – точка максимума, х=4 – точка минимума, а экстремумы функции равны: .
Ответ:
Пример 3. Найти асимптоты графика функции .
Решение: Функция непрерывна везде, кроме х=1, т.е. .
1. Проверим, есть ли горизонтальные асимптоты.
Находим:
Отсюда следует, что горизонтальных асимптот график функции не имеет.
2. Проверим, есть ли вертикальные асимптоты.
Разрыв функции возможен только при х=1. Так как а
то прямая х=1 – вертикальная асимптота. Других вертикальных асимптот нет, так как они находятся только либо в точках разрыва, либо на концах
её области определения.
3. Проверим, есть ли наклонные асимптоты.
Находим:
(аналогично );
Следовательно, - наклонная асимптота.
Ответ:
Пример 4. Провести полное исследование функции и построить её график.
Решение:
1.
2. Разрыв функция имеет в точке х=1, так как ни левосторонний предел, ни правосторонний предел не существует, т.е. , . (см.пример 3)
3. Функция непериодическая. Исследуем на четность и нечетность:
Следовательно, данная функция ни четная, ни нечетная (т.е. общего вида).
4. Найдем точки пересечения с осями координат.
С осью ОУ график пересекается при х=0, а , т.е. О(0;0).
С осью ОХ график пересекается при у=0, а при х=0, т.е. О(0;0).
Следовательно, О(о;о) – единственная точка пересечения функции с осями ОХ и ОУ.
5. Найдём все асимптоты график (см.пример 3)
- вертикальная асимптота, - наклонная асимптота.
6. Найдём интервалы монотонности и экстремумы функции:
1. .
2. х=0, х=2, х=1 – критические точки.
3. Заполним таблицу:
(1;2) | |||||||
+ | - | не сущес. | - | + | |||
- | |||||||
max | min |
;
.
Таким образом, функция возрастает на интервалах , убывает на интервалах (0;1) (1;2). Х=0 – является точкой максимума, - точкой минимума, а экстремумы функции:
7. Найдём интервалы выпуклости и точки перегиба.
1.
2.Исследуем при х=1.
3. Заполним таблицу:
- | + | |
Таким образом, функция выпуклая вверх на интервале и выпуклая вниз на интервале . Точек перегиба нет, так как в точке х=1 – вторая производная не существует.
8. Учитывая полное исследование, строим график функции .