Яке мінімальне значення g (x) = x / csc (pi * x) на інтервалі [0,1]?

Яке мінімальне значення g (x) = x / csc (pi * x) на інтервалі [0,1]?
Anonim

Відповідь:

Є мінімальне значення #0# розташовані як на # x = 0 # і # x = 1 #.

Пояснення:

По-перше, ми можемо негайно написати цю функцію як

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

Згадуючи це #csc (x) = 1 / sin (x) #.

Тепер, щоб знайти мінімальні значення на інтервалі, визнайте, що вони можуть відбуватися або в кінцевих точках інтервалу, або в будь-яких критичних значеннях, які відбуваються в межах інтервалу.

Щоб знайти критичні значення в межах інтервалу, встановіть похідну функції, що дорівнює #0#.

І, щоб диференціювати функцію, нам доведеться скористатися правило продукту. Застосування правила продукту дає нам

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

Кожен з цих похідних дає:

# d / dx (x) = 1 #

І, через правило ланцюга:

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

Об'єднуючи ці, ми бачимо це

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

Таким чином, критичні значення відбуватимуться кожного разу

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

Ми не можемо вирішити це алгебраїчно, тому використовуйте калькулятор, щоб знайти всі нулі цієї функції на заданому інтервалі #0,1#:

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

Дві критичні значення в межах інтервалу знаходяться на # x = 0 # і # xapprox0.6485 #.

Отже, ми знаємо, що мінімальне значення #g (x) # може статися в #3# різні місця:

  • # x = 0 # або # x = 1 #, кінцеві точки інтервалу
  • # x = 0 # або # x = 0.6485 #, критичні значення в межах інтервалу

Тепер підключіть кожен із цих можливих значень до інтервалу:

# {(g (0) = 0, колір (червоний) текст (мінімум)), (g (0.6485) = 0.5792, колір (синій) текст (максимум)), (g (1) = 0, колір (червоний)) текст (мінімум)):} #

Оскільки існують два значення, які однаково низькі, є мінімуми обох # x = 0 # і # x = 1 #. Зверніть увагу, що, навіть якщо ми пройшли через знаходження проблеми # x = 0.6485 #Це не було навіть мінімумом.

Graphed є #g (x) # на інтервалі #0,1#:

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

Також зверніть увагу, що мінімальним значенням є #0#, з #g (0) = g (1) = 0 #. Різниця в тому, що # x = 0 # і # x = 1 # є розташування мінімумів.