2.8

Направление вогнутости. Точки перегиба

[21/100%]
Показать
LaTeX
Задача 1298

Исследовать направление вогнутости кривой

y=1+x3 y=1+\sqrt[3]{x}

в точках A(1,0)A(-1,0), B(1,2)B(1,2) и C(0,0)C(0,0).

?
Задача 1299

Найти промежутки вогнутости определенного знака и точки перегиба графика следующей функции: y=3x2x3y=3x^{2}-x^{3}.

?
Задача 1300

Найти промежутки вогнутости определенного знака и точки перегиба графика следующей функции: y=a2a2+x2y=\dfrac {a^{2}}{a^{2}+x^{2}} (a>0)(a>0).

?
Задача 1301

Найти промежутки вогнутости определенного знака и точки перегиба графика следующей функции: y=x+x5/3y=x+x^{5/3}.

?
Задача 1302

Найти промежутки вогнутости определенного знака и точки перегиба графика следующей функции: y=1+x2y=\sqrt{1+x^{2}}.

?
Задача 1303

Найти промежутки вогнутости определенного знака и точки перегиба графика следующей функции: y=x+sinxy=x+\sin x.

?
Задача 1304

Найти промежутки вогнутости определенного знака и точки перегиба графика следующей функции: y=ex2y=e^{-x^{2}}.

?
Задача 1305

Найти промежутки вогнутости определенного знака и точки перегиба графика следующей функции: y=ln(1+x2)y=\ln (1+x^{2}).

?
Задача 1306

Найти промежутки вогнутости определенного знака и точки перегиба графика следующей функции: y=xsin(lnx)y=x\sin (\ln x) (x>0)(x>0).

?
Задача 1307

Найти промежутки вогнутости определенного знака и точки перегиба графика следующей функции: y=xxy=x^{x} (x>0)(x>0).

?
Задача 1308

Показать, что кривая

y=x+1x2+1 y=\frac{x+1}{x^{2}+1}

имеет три точки перегиба, лежащие на одной прямой. Построить график этой функции.

?
Задача 1309

При каком выборе параметра hh «кривая вероятности»

y=hπeh2x2(h>0) y=\frac{h}{\sqrt{\pi }}e^{-h^{2}x^{2}} \quad (h>0)

имеет точки перегиба x=±σx=\pm \sigma?

?
Задача 1310

Исследовать направление вогнутости циклоиды

x=a(tsint),y=a(1cost)(a>0). x=a(t-\sin t), \qquad y=a(1-\cos t) \quad (a>0).
?
Задача 1311

Пусть функция f(x)f(x) дважды дифференцируема в промежутке ax<+a \leq x<+\infty, причем: 1) f(a)=A>0f(a)=A>0; 2) f(a)<0f'(a)<0; 3) f(x)0f''(x) \leq 0 при x>ax>a. Доказать, что уравнение f(x)=0f(x)=0 имеет один и только один действительный корень в интервале (a,+)(a,+\infty ).

?
Задача 1312

Функция f(x)f(x) называется выпуклой снизу (сверху) на интервале (a,b)(a,b), если для любых точек x1x_{1} и x2x_{2} из этого интервала и произвольных чисел λ1\lambda_{1} и λ2\lambda_{2} (λ1>0, λ2>0, λ1+λ2=1)(\lambda_{1}>0,\ \lambda_{2}>0,\ \lambda_{1}+\lambda_{2}=1) имеет место неравенство

f(λ1x1+λ2x2)<λ1f(x1)+λ2f(x2) f(\lambda _{1}x_{1}+\lambda _{2}x_{2})<\lambda _{1}f(x_{1})+\lambda _{2}f(x_{2})

(или соответственно противоположное неравенство

f(λ1x1+λ2x2)>λ1f(x1)+λ2f(x2)). f(\lambda _{1}x_{1}+\lambda _{2}x_{2})>\lambda _{1}f(x_{1})+\lambda _{2}f(x_{2})).

Доказать, что:

?
(а)

функция f(x)f(x) выпукла снизу на (a,b)(a,b), если f(x)>0f''(x)>0 при a<x<ba<x<b;

(б)

функция f(x)f(x) выпукла сверху на (a,b)(a,b), если f(x)<0f''(x)<0 при a<x<ba<x<b.

Задача 1313

Показать, что функции

xn (n>1),ex,xlnx x^{n} \ (n>1), \quad e^{x}, \quad x\ln x

выпуклы снизу на интервале (0,+)(0,+\infty ), а функции

xn (0<n<1),lnx x^{n} \ (0<n<1), \quad \ln x

выпуклы сверху на интервале (0,+)(0,+\infty ).

?
Задача 1314

Доказать неравенства и выяснить их геометрический смысл:

?
(а)
(б)

ex+ey2>e(x+y)/2\dfrac {e^{x}+e^{y}}{2}>e^{(x+y)/2} (xy)(x\neq y);

(в)

xlnx+ylny>(x+y)lnx+y2x\ln x+y\ln y>(x+y)\ln \dfrac {x+y}{2}, если x>0x>0 и y>0y>0.

Задача 1314.1

Пусть f(x)>0f''(x)>0 при axba \leq x \leq b. Доказать, что

f(x1+x22)12[f(x1)+f(x2)] f\left(\frac{x_{1}+x_{2}}{2}\right) \leq \frac{1}{2}\left[f(x_{1})+f(x_{2})\right]

при любых x1,x2[a,b]x_{1}, x_{2} \in [a,b].

?
Задача 1315

Доказать, что ограниченная выпуклая функция всюду непрерывна и имеет односторонние левую и правую производные.

?
Задача 1316

Пусть функция f(x)f(x) дважды дифференцируема в интервале (a,b)(a,b) и f(ξ)0f''(\xi )\neq 0, где a<ξ<ba<\xi <b. Доказать, что в интервале (a,b)(a,b) можно найти два значения x1x_{1} и x2x_{2} такие, что

f(x2)f(x1)x2x1=f(ξ). \frac{f(x_{2})-f(x_{1})}{x_{2}-x_{1}}=f'(\xi ).
?
Задача 1317

Доказать, что если функция f(x)f(x) дважды дифференцируема в бесконечном интервале (x0,+)(x_{0},+\infty ) и

limxx0+0f(x)=0,limx+f(x)=0, \lim _{x\to x_{0}+0}f(x)=0, \qquad \lim _{x\to +\infty }f(x)=0,

то в интервале (x0,+)(x_{0},+\infty ) имеется по меньшей мере одна точка ξ\xi такая, что f(ξ)=0f''(\xi )=0.

?