Apakah nilai minimum g (x) = x / csc (pi * x) pada selang [0,1]?

Apakah nilai minimum g (x) = x / csc (pi * x) pada selang [0,1]?
Anonim

Jawapan:

Terdapat nilai minima #0# terletak kedua di # x = 0 # dan # x = 1 #.

Penjelasan:

Pertama, kita boleh segera menulis fungsi ini sebagai

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

Mengingatnya #csc (x) = 1 / sin (x) #.

Sekarang, untuk mencari nilai minimum pada selang, perhatikan bahawa ia boleh berlaku sama ada pada titik akhir selang atau pada sebarang nilai kritikal yang berlaku dalam selang waktu.

Untuk mencari nilai kritikal dalam selang, tetapkan derivatif fungsi yang sama dengan #0#.

Dan, untuk membezakan fungsi ini, kita perlu menggunakannya peraturan produk. Penggunaan peraturan produk memberi kami

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

Setiap derivatif ini memberi:

# d / dx (x) = 1 #

Dan, melalui peraturan rantai:

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

Menggabungkannya, kita melihatnya

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

Oleh itu, nilai kritikal akan berlaku setiap kali

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

Kami tidak dapat menyelesaikannya secara algebra, jadi gunakan kalkulator untuk mencari semua sifar fungsi ini pada selang yang diberikan #0,1#:

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

Nilai dua kritikal dalam selang berada pada # x = 0 # dan # xapprox0.6485 #.

Jadi, kita tahu bahawa nilai minima #g (x) # boleh berlaku pada #3# tempat berbeza:

  • # x = 0 # atau # x = 1 #, titik akhir selang waktu
  • # x = 0 # atau # x = 0.6485 #, nilai kritikal dalam selang waktu

Sekarang, masukkan setiap nilai yang mungkin ke dalam selang ini:

(g (0) = 0, warna (merah) teks (min)), (g (0.6485) = 0.5792, teks berwarna (biru) teks (minimum)):} #

Oleh kerana terdapat dua nilai yang sama-sama rendah, terdapat minima kedua-duanya di # x = 0 # dan # x = 1 #. Perhatikan bahawa walaupun kami mengalami kesulitan # x = 0.6485 #, ia tidak semestinya minimum.

Graphed adalah #g (x) # pada selang waktu #0,1#:

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

Juga, perhatikan bahawa nilai minimum adalah #0#, sejak #g (0) = g (1) = 0 #. Perbezaannya ialah # x = 0 # dan # x = 1 # adalah lokasi minimum.