Для нахождения экстремумов функции, в данном случае производной f'(x) = e^x(2x-1), необходимо найти её критические точки. Критические точки находятся путём решения уравнения f''(x) = 0, где f''(x) — вторая производная функции f(x).
Первый шаг — найти вторую производную f''(x). Для этого применим правило произведения и правило дифференцирования экспоненциальной функции:
f'(x) = e^x(2x - 1).
Теперь найдём f''(x):
f''(x) = d/dx [e^x(2x - 1)].
Применим правило произведения: если u(x) = e^x и v(x) = 2x - 1, то
f''(x) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x).
Где u'(x) = e^x (производная от e^x) и v'(x) = 2 (производная от 2x - 1).
Подставим:
f''(x) = e^x(2x - 1) + e^x * 2.
Объединим общие множители:
f''(x) = e^x[(2x - 1) + 2] = e^x(2x + 1).
Теперь найдём критические точки:
e^x(2x + 1) = 0.
Поскольку e^x никогда не равно нулю для любого x, решаем только:
2x + 1 = 0.
2x = -1,
x = -1/2.
Это единственная критическая точка для f''(x).
Теперь определим характер этой критической точки (минимум или максимум) с помощью теста на второй производной. Знак f''(x) в окрестности x = -1/2 определит характер экстремума:
- Если f''(x) > 0 в окрестности точки, то это минимум.
- Если f''(x) < 0 в окрестности точки, то это максимум.
Поскольку f''(x) = e^x(2x + 1), подставим значения чуть меньше и чуть больше -1/2:
- Для x < -1/2, например x = -1, имеем 2x + 1 = 2(-1) + 1 = -1. Поскольку e^x всегда положительно, f''(x) < 0.
- Для x > -1/2, например x = 0, имеем 2x + 1 = 2(0) + 1 = 1. Поскольку e^x всегда положительно, f''(x) > 0.
Таким образом, при x = -1/2 f''(x) меняет знак с отрицательного на положительный, что указывает на наличие минимума.
Следовательно, экстремум (минимум) функции f'(x) = e^x(2x - 1) находится в точке x = -1/2.