Математика производные. уравнение касательной Составьте уравнение касательной к графику функции f (x) = (х + 1)^2 (x-3)^2?, параллельной прямой y =5+12х, если абсцисса точки касания - целое число. у меня получилась прямая y=9+12x, это верно, но уч написал "2 касательные"

22 Ноя 2024 в 19:40
29 +1
0
Ответы
1

Для того чтобы найти уравнение касательной к графику функции f(x)=(x+1)2(x−3)2 f(x) = (x + 1)^2 (x - 3)^2 f(x)=(x+1)2(x3)2, которая будет параллельна прямой y=5+12x y = 5 + 12x y=5+12x, нам необходимо выполнить несколько шагов.

Найдем производную функции f(x) f(x) f(x), поскольку производная в какой-то точке дает значение углового коэффициента касательной в этой точке.

f(x)=(x+1)2(x−3)2 f(x) = (x + 1)^2 (x - 3)^2
f(x)=(x+1)2(x3)2
Используем правило произведения:

f′(x)=(u′v+uv′),u=(x+1)2,v=(x−3)2 f'(x) = (u'v + uv'), \quad u = (x + 1)^2, \quad v = (x - 3)^2
f(x)=(uv+uv),u=(x+1)2,v=(x3)2
Где:
u′=2(x+1),v′=2(x−3) u' = 2(x + 1), \quad v' = 2(x - 3)
u=2(x+1),v=2(x3)

Теперь вычислим производную:

f′(x)=2(x+1)(x−3)2+(x+1)2⋅2(x−3) f'(x) = 2(x + 1)(x - 3)^2 + (x + 1)^2 \cdot 2(x - 3)
f(x)=2(x+1)(x3)2+(x+1)22(x3)
=2(x−3)[(x+1)(x−3)+(x+1)2] = 2(x - 3)[(x + 1)(x - 3) + (x + 1)^2]
=2(x3)[(x+1)(x3)+(x+1)2]
=2(x−3)(x2−2x−3+x2+2x+1)=2(x−3)(2x2−2) = 2(x - 3)(x^2 - 2x - 3 + x^2 + 2x + 1) = 2(x - 3)(2x^2 - 2)
=2(x3)(x22x3+x2+2x+1)=2(x3)(2x22)
=4(x−3)(x2−1)=4(x−3)(x−1)(x+1) = 4(x - 3)(x^2 - 1) = 4(x - 3)(x - 1)(x + 1)
=4(x3)(x21)=4(x3)(x1)(x+1)

Теперь мы ищем такие x x x, что угловой коэффициент f′(x)=12 f'(x) = 12 f(x)=12:

4(x−3)(x−1)(x+1)=12 4(x - 3)(x - 1)(x + 1) = 12
4(x3)(x1)(x+1)=12

Разделим обе стороны на 4:

(x−3)(x−1)(x+1)=3 (x - 3)(x - 1)(x + 1) = 3
(x3)(x1)(x+1)=3

Решим уравнение:

(x−3)(x2−1)=3 (x - 3)(x^2 - 1) = 3
(x3)(x21)=3
x3−3x2−x+3−3=0 x^3 - 3x^2 - x + 3 - 3 = 0
x33x2x+33=0
x3−3x2−x=0 x^3 - 3x^2 - x = 0
x33x2x=0
Вынесем x x x:

x(x2−3x−1)=0 x(x^2 - 3x - 1) = 0
x(x23x1)=0

Теперь находим корни. Один из корней x=0 x = 0 x=0, а остальные можно найти из квадратного уравнения:

x2−3x−1=0 x^2 - 3x - 1 = 0
x23x1=0
Используя дискриминант:

D=b2−4ac=(−3)2−4⋅1⋅(−1)=9+4=13 D = b^2 - 4ac = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-1) = 9 + 4 = 13
D=b24ac=(3)241(1)=9+4=13
Корни:

x=3±132 x = \frac{3 \pm \sqrt{13}}{2}
x=23±13

Сравним корни:

x=0 x = 0 x=0 - целое.x1=3+132 x_1 = \frac{3 + \sqrt{13}}{2} x1 =23+13 и x2=3−132 x_2 = \frac{3 - \sqrt{13}}{2} x2 =2313 - нецелые.

Получим уравнение касательной в точке x=0 x = 0 x=0:

f(0)=(0+1)2(0−3)2=1⋅9=9 f(0) = (0 + 1)^2 (0 - 3)^2 = 1 \cdot 9 = 9
f(0)=(0+1)2(03)2=19=9
Касательная: y−9=12(x−0) y - 9 = 12(x - 0) y9=12(x0), то есть

y=12x+9 y = 12x + 9
y=12x+9

Так как уравнение y=5+12x y = 5 + 12x y=5+12x может иметь другое значение C C C для углового коэффициента 12 1212, у вас могло получиться y=12x+C y = 12x + C y=12x+C с 2касательными 2 касательными 2касательными, значит, есть еще одно x x x, которое даёт целое значение.

Попробуйте проверить остальные значения x x x параллельной касательной на целых значениях между x=1 x=1 x=1 до x=2 x=2x=2 и так далее, чтобы найти еще одну точку касания.

22 Ноя 2024 в 19:46
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир