myxa00mop
21.01.2020 07:46

Дослідіть функцію та побудуйте її графік у=х^3/4-х^2

Нажмите на рекламу ниже и сразу увидите ответ
Популярные вопросы:
Ответ:
AlionaCeban
14.04.2022 15:04
Меня зовут Лена.В школе я учусь достаточно плохо.Я не очень хорошо читаю,а в последнем диктанте я сделала 18 ошибок.
"18 ошибок,Лена",-сказала г-жа Каммер."Я думаю,тебе необходимо несколько больше приложить усилий,иначе ты нигде не сможешь себя реализовать".
Я страшно испугалась,как только это услышала.Я не хочу оставаться на второй год,потому что я не хочу ходить в другой класс.Я люблю г-жу Краммер и я хочу и впредь сидеть рядом с Региной Оме,так,как и сейчас."Ты попроси свою маму,чтобы она учила с тобой уроки каждый день",-ещё добавила г-жа Краммер.
Моя мама не может со мной учить уроки,после обеда она работает.Я- самая старшая,я должна убраться,сделать покупки.В 4 приходит мой отец,который много ругается.Он сразу же включает телевизор,вокруг беснуются мои брат и сестра,и я при этом должна делать свои домашние задания.Моя кровать стоит в гостиной и я очень часто не могу уснуть,потому что работает телевизор.Это всё я с удовольствием хотела рассказать г-же Краммер."Про всё,что у нас происходит -не нужно никому знать",-всегда говорит моя мама.
0,0(0 оценок)
Ответ:
Bayana000
01.06.2023 16:16
Во-первых, у уравнения есть очевидный корень x_1 = 4 , заявленный и в приведённом условии. Далее порассуждаем практически:

x=0) 2^0 4 \cdot 0 ;

x=1) 2^1 < 4 \cdot 1 ;

x=2) 2^2 < 4 \cdot 2 ;

x=3) 2^3 < 4 \cdot 3 ;

x=4) 2^4 = 4 \cdot 4 ;

x=5) 2^5 4 \cdot 5 ;

При x 4 , производная (2^x)'_x = 2^x \ln{2} 2^4 \ln{\sqrt{e}} = 8 больше производной (4x)'_x = 4, т.е. дальше левая часть уравнения, растёт быстрее, чем правая, а значит, других корней при x 4 быть не может.

При x < 0 , левая часть уравнения положительна, а правая отрицательна, так что других корней при x < 0 быть не может.

Однако, как видно из оценок (x=0) и (x=1) уравнение явно имеет решение на x \in (0,1), так как при сравнении двух непрерывных функций на этом интервале меняется знак.

Предположим, что второе решение рационально. Тогда слева мы будем иметь арифметический корень некоторой степени из двойки, возведённой в некоторую другую несократимую и меньшую степень, т.е. если x = \frac{p}{q} , где \{ p < q \} \in N , то: 2^x = 2^\frac{p}{q} = (\sqrt[q]2)^p < 2 . Это число, очевидно иррационально, что легко доказать от обратного методом Евклида. Однако справа должно быть рациональное число 4 \cdot \frac{p}{q} = \frac{4p}{q} , а значит, мы пришли к противоречию. Таким образом, второе решение иррационально.

Если, тем не менее, такой корень должен быть найден, то нам придётся привлечь некоторые не очень сложные знания из высшей математики, поскольку иначе данная задача не может быть решена.

В высшей математике используется множество дополнительных функций. Одна из них, функция Ламберта x = W(t) , по определению дающая решение, т.е. являющаяся обратной, к функции t = xe^x . Функция вводится аналогично, скажем, функции x = arctg(t) , являющейся решением уравнения t = tg{x} , но в отличие от арктангенса, функция Ламберта используется намного реже в прикладных задачах (в основном в задачах теплопроводности), и поэтому – менее широко известна. Функция вводится на расширенной комплексной плоскости, т.е. алгебраически, а не арифметически, а значит по определению, может быть многозначной, и является таковой при отрицательных значениях аргумента t , хотя нам достаточно будет знать лишь её действительные значения, которых при отрицательных аргументах всегда два. Вид действительных ветвей функции Ламберта представлен на приложенном изображении.

Преобразуем наше уравнение к функции Ламберта:

2^x = 4x ;

(\frac{1}{2})^x = \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{x} ;

x \cdot e^{ x \ln{ \frac{1}{2} } } = \frac{1}{4} ;

- x \ln{2} \cdot e^{ - x \ln{2} } = - \frac{ \ln{2} }{4} ;

Обозначим: y = - x \ln{2} , тогда:

y e^y = t = - \frac{ \ln{2} }{4} , отсюда через функцию Ламберта:

y = W(t) = W( -\frac{ \ln{2} }{4} ) ,

x = - \frac{y}{ \ln{2} } = - \frac{ W( -\frac{ \ln{2} }{4} ) }{ \ln{2} } ;

Функция Ламберта при t = -\frac{ \ln{2} }{4} \approx -0.17328679513998633 \pm 10^{-17} равна:

W(t) \in \{ -0.21481111641565689 \pm 10^{-17} , -2.77258872223978124 \pm 10^{-17} \} ;

что можно вычислить, либо через таблицу значений функции Ламберта, либо методом последовательных приближающихся вычислений, что можно легко проделать методами элементарного программирования, просто на калькуляторе или в двух связанных ячейках Excel, что я и проделала, подставляя в качестве x искомое значение и вычисляя t = xe^x , добиваясь его равенства t = -\frac{ \ln{2} }{4} \approx -0.17328679513998633 \pm 10^{-17} .

Большее из двух частных значений функции Ламберта при делении его на - \ln{2} как раз и даст значение x_1 = 4 , что можно легко проверить подстановкой.

Меньшее значение даст второй корень исходного уравнения:

В аналитической форме: x_2 = - \frac{ \min{ W( -\frac{ \ln{2} }{4} ) } }{ \ln{2} } ;

В форме приближённого значения:

x_2 \approx 0.30990693238069054 \pm 10^{-17} ;

О т в е т :

x \in \{ - \frac{ W( -\frac{ \ln{2} }{4} ) }{ \ln{2} } \} ;

x \in \{ -\frac{ min{W( -\frac{ \ln{2} }{4} ) } }{ \ln{2} } , 4 \} ;

x \in \{ 0.30990693238069054 \pm 10^{-17} , 4 \} .

Когда-то давным давно мне задали уравнение: 2 в степени х=4х и сказали решишь поступишь в упи им. с.
0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота