Чтобы найти локальный максимум функции y = x - 2 arctg x, нам нужно выполнить несколько шагов, связанных с нахождением производной и её анализом.
- Найдем производную функции. Для этого воспользуемся правилами дифференцирования. Производная arctg x равна 1/(1 + x^2). Таким образом, производная функции y будет равна:
- y' = 1 - 2 * (1/(1 + x^2)) = 1 - 2/(1 + x^2).
- Приравняем производную к нулю, чтобы найти критические точки:
- 1 - 2/(1 + x^2) = 0.
- 2/(1 + x^2) = 1.
- 2 = 1 + x^2.
- x^2 = 1.
- x = ±1.
Теперь у нас есть две критические точки: x = 1 и x = -1.
- Определим, является ли каждая из критических точек максимумом или минимумом, используя второй производный тест:
- Найдем вторую производную y''.
- y'' = d/dx(1 - 2/(1 + x^2)) = 0 + 2 * (2x)/(1 + x^2)^2 = 4x/(1 + x^2)^2.
Теперь подставим критические точки в вторую производную:
- Для x = 1:
- y''(1) = 4 * 1 / (1 + 1^2)^2 = 4 / 4 = 1 (положительное значение).
- Это означает, что в точке x = 1 у нас локальный минимум.
- Для x = -1:
- y''(-1) = 4 * (-1) / (1 + (-1)^2)^2 = -4 / 4 = -1 (отрицательное значение).
- Это означает, что в точке x = -1 у нас локальный максимум.
Теперь найдем значение функции в точке x = -1:
- y(-1) = -1 - 2 * arctg(-1).
- arctg(-1) = -π/4, следовательно:
- y(-1) = -1 - 2 * (-π/4) = -1 + π/2.
Таким образом, локальный максимум функции y = x - 2 arctg x равен -1 + π/2.
Ответ: D) -1 + π/2.