Краткая запись:
- Функция: \( y = (x^2 - 10x + 10) e^{5-x} \)
- Найти: точку максимума (x) — ?
Краткое пояснение: Для нахождения точки максимума функции, необходимо найти её производную, приравнять к нулю, найти критические точки и определить, какая из них соответствует максимуму, используя знак производной.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Найдем производную функции \( y \) по правилу умножения: \( (uv)' = u'v + uv' \).
Пусть \( u = x^2 - 10x + 10 \), тогда \( u' = 2x - 10 \>.
Пусть \( v = e^{5-x} \), тогда \( v' = e^{5-x} · (-1) = -e^{5-x} \>. - Шаг 2: Вычислим производную \( y' \):
\( y' = (2x - 10)e^{5-x} + (x^2 - 10x + 10)(-e^{5-x}) \)
\( y' = e^{5-x} [(2x - 10) - (x^2 - 10x + 10)] \)
\( y' = e^{5-x} [2x - 10 - x^2 + 10x - 10] \)
\( y' = e^{5-x} [-x^2 + 12x - 20] \). - Шаг 3: Приравняем производную к нулю, чтобы найти критические точки:
\( e^{5-x} [-x^2 + 12x - 20] = 0 \>.
Так как \( e^{5-x} \) всегда больше нуля, необходимо решить квадратное уравнение:
\( -x^2 + 12x - 20 = 0 \>.
\( x^2 - 12x + 20 = 0 \>. - Шаг 4: Решим квадратное уравнение. Используем дискриминант \( D = b^2 - 4ac \):
\( D = (-12)^2 - 4 · 1 · 20 = 144 - 80 = 64 \>.
\( \sqrt{D} = 8 \>. - Шаг 5: Найдем корни:
\( x_1 = \frac{12 - 8}{2} = \frac{4}{2} = 2 \>.
\( x_2 = \frac{12 + 8}{2} = \frac{20}{2} = 10 \>. - Шаг 6: Определим, какая из точек является точкой максимума. Для этого проанализируем знак производной \( y' = e^{5-x} [-x^2 + 12x - 20] \>.
Выражение \( -x^2 + 12x - 20 \> является параболой с ветвями вниз. Корни: 2 и 10.
- При \( x < 2 \), например \( x=0 \), \( y' = e^5[-20] < 0 \> (функция убывает).
- При \( 2 < x < 10 \), например \( x=3 \), \( y' = e^2[-9+36-20] = e^2[7] > 0 \> (функция возрастает).
- При \( x > 10 \), например \( x=11 \), \( y' = e^{-6}[-121+132-20] = e^{-6}[-9] < 0 \> (функция убывает). - Шаг 7: Точка \( x=2 \) является точкой минимума (производная меняет знак с минуса на плюс).
Точка \( x=10 \) является точкой максимума (производная меняет знак с плюса на минус).
Ответ: 10