Для исследования функции ( y = -x^3 + 3x - 2 ) и построения её графика следует выполнить несколько шагов. Рассмотрим каждый из них:
1. Область определения функции
Функция определена для всех действительных чисел ( x ), т.е. ( D(f) = \mathbb{R} ).
2. Четность/нечетность функции
Функция не является ни четной, ни нечетной, так как ( f(-x) \neq f(x) ) и ( f(-x) \neq -f(x) ).
3. Пересечение с осями координат
- Ось Y: ( x = 0 ) дает ( y = -2 ). Точка пересечения с осью Y: ( (0, -2) ).
- Ось X: Найдем корни уравнения ( -x^3 + 3x - 2 = 0 ). Это уравнение требует численных или приближенных методов для нахождения точных корней, но можно проверить, что ( x = 1 ) является корнем, подставив его в уравнение:
[
-(1)^3 + 3 \cdot 1 - 2 = 0
]
Для поиска других корней можно использовать методы дискриминанта или численные методы.
4. Производная и критические точки
Найдем первую производную функции:
[
f'(x) = -3x^2 + 3
]
Приравняем её к нулю для нахождения критических точек:
[
-3x^2 + 3 = 0 \implies x^2 = 1 \implies x = \pm 1
]
Это точки, в которых функция может иметь экстремумы.
5. Исследование на экстремумы
Вторая производная:
[
f''(x) = -6x
]
- Для ( x = 1 ): ( f''(1) = -6 < 0 ) — максимум.
- Для ( x = -1 ): ( f''(-1) = 6 > 0 ) — минимум.
Таким образом, ( x = 1 ) — точка максимума, ( x = -1 ) — точка минимума.
6. Интервалы возрастания и убывания
- Функция убывает, когда ( f'(x) < 0 ) (то есть при ( x \in (-\infty, -1) \cup (1, \infty) )).
- Функция возрастает, когда ( f'(x) > 0 ) (то есть при ( x \in (-1, 1) )).
7. Асимптоты
Функция не имеет вертикальных или горизонтальных асимптот, так как это многочлен третьей степени.
8. Построение графика
На основе полученной информации можно нарисовать график функции, учитывая точки пересечения с осями, точки максимума и минимума, а также интервалы возрастания и убывания. График будет иметь один максимум при ( x = 1 ) и минимум при ( x = -1 ), проходить через точки ( (0, -2) ) и ( (1, 0) ), и изменять свое направление в этих критических точках.
Для более точного построения графика рекомендуется использовать графический калькулятор или специализированное программное обеспечение.