Jaká je minimální hodnota g (x) = x / csc (pi * x) v intervalu [0,1]?

Jaká je minimální hodnota g (x) = x / csc (pi * x) v intervalu [0,1]?
Anonim

Odpovědět:

Existuje minimální hodnota #0# umístěny na adrese # x = 0 # a # x = 1 #.

Vysvětlení:

Za prvé, můžeme tuto funkci okamžitě napsat jako

#g (x) = x / (1 / sin (pix)) = xsin (pix) #

Připomeňme si to #csc (x) = 1 / sin (x) #.

Abychom zjistili minimální hodnoty v intervalu, zjistíme, že by se mohly vyskytnout buď v koncových bodech intervalu, nebo v jakýchkoli kritických hodnotách, které se vyskytnou v intervalu.

Pro nalezení kritických hodnot v intervalu nastavte derivaci funkce rovnou #0#.

A pro rozlišení funkce budeme muset použít produktového pravidla. Uplatnění produktového pravidla nám dává

#g '(x) = sin (pix) d / dx (x) + xd / dx (sin (pix)) #

Každý z těchto derivátů dává:

# d / dx (x) = 1 #

A přes řetězové pravidlo:

# d / dx (sin (pix)) = cos (pix) * underbrace (d / dx (pix)) _ (= pi) = picos (pix) #

Kombinace těchto, vidíme

#g '(x) = sin (pix) + pixcos (pix) #

Kritické hodnoty tedy nastanou kdykoliv

#sin (pix) + pixcos (pix) = 0 #

Nemůžeme to vyřešit algebraicky, takže pomocí kalkulátoru najděte všechny nuly této funkce v daném intervalu #0,1#:

graf {sin (pix) + pixcos (pix) -.1, 1.1, -3, 2.02}

Dvě kritické hodnoty v intervalu jsou na # x = 0 # a # xapprox0.6485 #.

Takže víme, že minimální hodnota #g (x) # může dojít na #3# různá místa:

  • # x = 0 # nebo # x = 1 #, koncové body intervalu
  • # x = 0 # nebo # x = 0.6485 #, kritické hodnoty v intervalu

Zapojte každou z těchto možných hodnot do intervalu:

# {(g (0) = 0, barevný (červený) text (minimum)), (g (0.6485) = 0.5792, barevný (modrý) text (maximum)), (g (1) = 0, barva (červená) text (minimum)):} #

Vzhledem k tomu, že existují dvě hodnoty, které jsou stejně nízké, existují obě minima # x = 0 # a # x = 1 #. Všimněte si, že i když jsme prošli problémem # x = 0.6485 #, nebylo to ani minimum.

Graf je #g (x) # na intervalu #0,1#:

graf {x / csc (pix) -.05, 1.01, -.1,.7}

Všimněte si také, že minimální hodnota je #0#, od té doby #g (0) = g (1) = 0 #. Rozdíl je v tom # x = 0 # a # x = 1 # jsou umístění minim.