Для того чтобы найти промежутки возрастания и убывания функции f(x) = 4 - 2x² + 7x⁴, а также точки экстремумы, необходимо выполнить несколько шагов.
- Найдем производную функции f(x).
Производная функции f(x) будет равна:
f'(x) = d/dx(4 - 2x² + 7x⁴) = -4x + 28x³.
- Приравняем производную к нулю для нахождения критических точек.
Решим уравнение:
-4x + 28x³ = 0.
Вынесем общий множитель:
-4x(1 - 7x²) = 0.
- Первый множитель: -4x = 0, отсюда x = 0.
- Второй множитель: 1 - 7x² = 0, отсюда 7x² = 1, значит x² = 1/7, и x = ±√(1/7) = ±1/√7.
Таким образом, у нас есть три критические точки: x = 0, x = 1/√7 и x = -1/√7.
- Определим знаки производной на интервалах, образованных критическими точками.
Критические точки делят числовую прямую на следующие интервалы:
- (-∞, -1/√7)
- (-1/√7, 0)
- (0, 1/√7)
- (1/√7, +∞)
Теперь выберем тестовые точки из каждого интервала и подставим их в f'(x) для определения знака производной:
- Для x = -1: f'(-1) = -4(-1) + 28(-1)³ = 4 - 28 = -24 (отрицательный).
- Для x = -0.5: f'(-0.5) = -4(-0.5) + 28(-0.5)³ = 2 - 3.5 = -1.5 (отрицательный).
- Для x = 0.5: f'(0.5) = -4(0.5) + 28(0.5)³ = -2 + 3.5 = 1.5 (положительный).
- Для x = 1: f'(1) = -4(1) + 28(1)³ = -4 + 28 = 24 (положительный).
Итак, мы получаем:
- На интервале (-∞, -1/√7) функция убывает.
- На интервале (-1/√7, 0) функция убывает.
- На интервале (0, 1/√7) функция возрастает.
- На интервале (1/√7, +∞) функция возрастает.
- Определим точки экстремума.
На основе анализа знаков производной мы видим, что:
- В точке x = -1/√7 функция имеет максимум (поскольку функция убывает слева и убывает справа).
- В точке x = 1/√7 функция имеет минимум (поскольку функция возрастает слева и возрастает справа).
Таким образом, мы можем подвести итоги:
- Промежутки возрастания: (0, 1/√7) и (1/√7, +∞).
- Промежутки убывания: (-∞, -1/√7) и (-1/√7, 0).
- Точка максимума: x = -1/√7.
- Точка минимума: x = 1/√7.