Найдите наименьшее значение функции y=-2x+tgx+0,5пи+8 на отрезке(-пи/3,пи/3)

Jdhcb Jdhcb    2   30.04.2021 17:33    157

Ответы
kristina761 kristina761  12.01.2024 11:39
Для нахождения наименьшего значения функции y=-2x+tg(x)+0,5π+8 на отрезке (-π/3,π/3) мы воспользуемся производной функции и критерием экстремума.

1. Вычисляем производную функции y по переменной x. Для этого используем правило дифференцирования для суммы и произведения функций:
y' = (-2x)' + (tg(x))' + (0,5π)' + (8)'
y' = -2 + (1/cos^2(x)) + 0 + 0
y' = -2 + 1/cos^2(x)

2. Далее, решим уравнение y' = 0, так как экстремум достигается в точке, где производная равна нулю:
-2 + 1/cos^2(x) = 0

3. Решим уравнение относительно cos^2(x):
1/cos^2(x) = 2
cos^2(x) = 1/2

4. Найдем значения x, удовлетворяющие этому уравнению в интервале (-π/3,π/3):
x = ±π/4

5. Для определения, с каким знаком брать значения ±π/4, проанализируем изменение знака производной y' в точках около x = ±π/4.

6. Рассмотрим интервал (-π/3, π/4):
Подставим x = -π/3 в производную y':
y'(-π/3) = -2 + 1/cos^2(-π/3) = -2 + 1/(cos^2(π/3)) = -2 + 1/(1/4) = -2 + 4 = 2 > 0

Значит, в интервале (-π/3, π/4) производная y' положительна.

7. Теперь рассмотрим интервал (π/4, π/3):
Подставим x = π/3 в производную y':
y'(π/3) = -2 + 1/cos^2(π/3) = -2 + 1/(cos^2(π/3)) = -2 + 1/(1/4) = -2 + 4 = 2 > 0

Значит, в интервале (π/4, π/3) производная y' также положительна.

8. Итак, мы имеем две кандидатуры на точки экстремума: x = ±π/4.

9. Для того, чтобы определить, какая из этих точек является минимумом, нужно сравнить значения функции y в этих точках.

10. Подставим x = π/4 в исходную функцию:
y(π/4) = -2(π/4) + tg(π/4) + 0,5π + 8
y(π/4) = -π/2 + 1 + 0,5π + 8 = 9 + 0,5π - π/2

11. Подставим x = -π/4 в исходную функцию:
y(-π/4) = -2(-π/4) + tg(-π/4) + 0,5π + 8
y(-π/4) = π/2 - 1 + 0,5π + 8 = 9 + 0,5π + π/2

12. Сравним значения y(π/4) и y(-π/4):
y(π/4) = 9 + 0,5π - π/2
y(-π/4) = 9 + 0,5π + π/2

Поскольку тангенс - периодическая функция, значения tg в точках π/4 и -π/4 различаются только знаком. Это означает, что y(-π/4) = -y(π/4). Таким образом, чтобы найти минимальное значение функции, нужно сравнить значения y(-π/4) и y(π/4) только по модулю.

13. Мы видим, что y(-π/4) > y(π/4):
| y(-π/4) | = | 9 + 0,5π + π/2 | = 9 + 0,5π + π/2
| y(π/4) | = | 9 + 0,5π - π/2 | = -(9 + 0,5π - π/2) = -9 - 0,5π + π/2

14. Сравниваем полученные значения:
9 + 0,5π + π/2 > -9 - 0,5π + π/2

Запишем неравенство с общим знаменателем:
18 + π + 2π > -18 - π + 2π

20 + 3π > -18 + π

20 + 2π > -18

2π > -38

Поскольку 2π > -38, данное неравенство выполняется всегда, значит y(-π/4) > y(π/4), что означает, что минимальное значение функции равно y(π/4) = 9 + 0,5π - π/2.

Таким образом, наименьшее значение функции y=-2x+tg(x)+0,5π+8 на отрезке (-π/3,π/3) равно 9 + 0,5π - π/2.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Математика