Вопрос:

Задание 15. Найдите точку минимума функции ... 1) y=-\(\frac{x^2+196}{x}\); 2) y=-\(\frac{x}{x^2+289}\); 3) y=-\(\frac{x^2+16}{x}\); 4) y=-\(\frac{x}{x^2+256}\); 5) y=-\(\frac{x^2+361}{x}\); 6) y=-\(\frac{x}{x^2+324}\)

Ответ:

Решение Задания 15

Для нахождения точки минимума функции, нужно найти производную функции, приравнять ее к нулю и решить полученное уравнение. Затем проверить знак производной слева и справа от найденных точек.

1) \( y = -\frac{x^2+196}{x} = -x - \frac{196}{x} \)

Найдем производную:

\( y' = -1 - (-\frac{196}{x^2}) = -1 + \frac{196}{x^2} \)

Приравняем производную к нулю:

\( -1 + \frac{196}{x^2} = 0 \)

\( \frac{196}{x^2} = 1 \)

\( x^2 = 196 \)

\( x = \pm 14 \)

Проверим знаки производной:

  • При \( x < -14 \), например \( x = -15 \): \( y' = -1 + \frac{196}{(-15)^2} = -1 + \frac{196}{225} < 0 \) (функция убывает).
  • При \( -14 < x < 0 \), например \( x = -1 \): \( y' = -1 + \frac{196}{(-1)^2} = -1 + 196 = 195 > 0 \) (функция возрастает).
  • При \( 0 < x < 14 \), например \( x = 1 \): \( y' = -1 + \frac{196}{1^2} = -1 + 196 = 195 > 0 \) (функция возрастает).
  • При \( x > 14 \), например \( x = 15 \): \( y' = -1 + \frac{196}{15^2} = -1 + \frac{196}{225} < 0 \) (функция убывает).

Точка минимума при \( x = 14 \).

2) \( y = -\frac{x}{x^2+289} \)

Найдем производную:

\( y' = -\frac{(-1)(x^2+289) - (-x)(2x)}{(x^2+289)^2} = -\frac{-x^2-289 + 2x^2}{(x^2+289)^2} = -\frac{x^2-289}{(x^2+289)^2} = \frac{289-x^2}{(x^2+289)^2} \)

Приравняем производную к нулю:

\( 289-x^2 = 0 \)

\( x^2 = 289 \)

\( x = \pm 17 \)

Проверим знаки производной:

  • При \( x < -17 \), например \( x = -18 \): \( y' = \frac{289 - (-18)^2}{...} = \frac{289 - 324}{...} < 0 \) (функция убывает).
  • При \( -17 < x < 17 \), например \( x = 0 \): \( y' = \frac{289 - 0^2}{...} > 0 \) (функция возрастает).
  • При \( x > 17 \), например \( x = 18 \): \( y' = \frac{289 - 18^2}{...} = \frac{289 - 324}{...} < 0 \) (функция убывает).

Точка минимума при \( x = -17 \).

3) \( y = -\frac{x^2+16}{x} = -x - \frac{16}{x} \)

Найдем производную:

\( y' = -1 - (-\frac{16}{x^2}) = -1 + \frac{16}{x^2} \)

Приравняем производную к нулю:

\( -1 + \frac{16}{x^2} = 0 \)

\( \frac{16}{x^2} = 1 \)

\( x^2 = 16 \)

\( x = \pm 4 \)

Проверим знаки производной:

  • При \( x < -4 \), например \( x = -5 \): \( y' = -1 + \frac{16}{(-5)^2} = -1 + \frac{16}{25} < 0 \) (функция убывает).
  • При \( -4 < x < 0 \), например \( x = -1 \): \( y' = -1 + \frac{16}{(-1)^2} = -1 + 16 = 15 > 0 \) (функция возрастает).
  • При \( 0 < x < 4 \), например \( x = 1 \): \( y' = -1 + \frac{16}{1^2} = -1 + 16 = 15 > 0 \) (функция возрастает).
  • При \( x > 4 \), например \( x = 5 \): \( y' = -1 + \frac{16}{5^2} = -1 + \frac{16}{25} < 0 \) (функция убывает).

Точка минимума при \( x = 4 \).

4) \( y = -\frac{x}{x^2+256} \)

Найдем производную:

\( y' = -\frac{(-1)(x^2+256) - (-x)(2x)}{(x^2+256)^2} = -\frac{-x^2-256 + 2x^2}{(x^2+256)^2} = -\frac{x^2-256}{(x^2+256)^2} = \frac{256-x^2}{(x^2+256)^2} \)

Приравняем производную к нулю:

\( 256-x^2 = 0 \)

\( x^2 = 256 \)

\( x = \pm 16 \)

Проверим знаки производной:

  • При \( x < -16 \), например \( x = -17 \): \( y' = \frac{256 - (-17)^2}{...} = \frac{256 - 289}{...} < 0 \) (функция убывает).
  • При \( -16 < x < 16 \), например \( x = 0 \): \( y' = \frac{256 - 0^2}{...} > 0 \) (функция возрастает).
  • При \( x > 16 \), например \( x = 17 \): \( y' = \frac{256 - 17^2}{...} = \frac{256 - 289}{...} < 0 \) (функция убывает).

Точка минимума при \( x = -16 \).

5) \( y = -\frac{x^2+361}{x} = -x - \frac{361}{x} \)

Найдем производную:

\( y' = -1 - (-\frac{361}{x^2}) = -1 + \frac{361}{x^2} \)

Приравняем производную к нулю:

\( -1 + \frac{361}{x^2} = 0 \)

\( \frac{361}{x^2} = 1 \)

\( x^2 = 361 \)

\( x = \pm 19 \)

Проверим знаки производной:

  • При \( x < -19 \), например \( x = -20 \): \( y' = -1 + \frac{361}{(-20)^2} = -1 + \frac{361}{400} < 0 \) (функция убывает).
  • При \( -19 < x < 0 \), например \( x = -1 \): \( y' = -1 + \frac{361}{(-1)^2} = -1 + 361 = 360 > 0 \) (функция возрастает).
  • При \( 0 < x < 19 \), например \( x = 1 \): \( y' = -1 + \frac{361}{1^2} = -1 + 361 = 360 > 0 \) (функция возрастает).
  • При \( x > 19 \), например \( x = 20 \): \( y' = -1 + \frac{361}{20^2} = -1 + \frac{361}{400} < 0 \) (функция убывает).

Точка минимума при \( x = 19 \).

6) \( y = -\frac{x}{x^2+324} \)

Найдем производную:

\( y' = -\frac{(-1)(x^2+324) - (-x)(2x)}{(x^2+324)^2} = -\frac{-x^2-324 + 2x^2}{(x^2+324)^2} = -\frac{x^2-324}{(x^2+324)^2} = \frac{324-x^2}{(x^2+324)^2} \)

Приравняем производную к нулю:

\( 324-x^2 = 0 \)

\( x^2 = 324 \)

\( x = \pm 18 \)

Проверим знаки производной:

  • При \( x < -18 \), например \( x = -19 \): \( y' = \frac{324 - (-19)^2}{...} = \frac{324 - 361}{...} < 0 \) (функция убывает).
  • При \( -18 < x < 18 \), например \( x = 0 \): \( y' = \frac{324 - 0^2}{...} > 0 \) (функция возрастает).
  • При \( x > 18 \), например \( x = 19 \): \( y' = \frac{324 - 19^2}{...} = \frac{324 - 361}{...} < 0 \) (функция убывает).

Точка минимума при \( x = -18 \).

Ответ:

1) \( x = 14 \)

2) \( x = -17 \)

3) \( x = 4 \)

4) \( x = -16 \)

5) \( x = 19 \)

6) \( x = -18 \)