Kakšna je najmanjša vrednost g (x) = x / csc (pi * x) na intervalu [0,1]?

Kakšna je najmanjša vrednost g (x) = x / csc (pi * x) na intervalu [0,1]?
Anonim

Odgovor:

Obstaja minimalna vrednost #0# na obeh straneh # x = 0 # in # x = 1 #.

Pojasnilo:

Najprej lahko takoj zapišemo to funkcijo kot

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

Spomnimo se tega #csc (x) = 1 / sin (x) #.

Zdaj, da bi našli najmanjše vrednosti v intervalu, se zavedajte, da se lahko pojavijo bodisi na končnih točkah intervala ali na vseh kritičnih vrednostih, ki se pojavijo v intervalu.

Če želite poiskati kritične vrednosti znotraj intervala, določite derivat funkcije enako #0#.

In za razlikovanje funkcije, bomo morali uporabiti pravilo izdelka. Uporaba pravila o izdelku nam daje

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

Vsak od teh derivatov daje:

# d / dx (x) = 1 #

In skozi pravilo verige:

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

Če jih združimo, to vidimo

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

Tako se bodo kritične vrednosti pojavile kadarkoli

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

Tega ne moremo rešiti algebraično, zato uporabite kalkulator, da najdete vse ničle te funkcije na danem intervalu #0,1#:

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

Dve kritični vrednosti znotraj intervala sta na # x = 0 # in # xapprox0.6485 #.

Torej, vemo, da je minimalna vrednost #g (x) # lahko pride do #3# različnih mestih:

  • # x = 0 # ali # x = 1 #, končne točke intervala
  • # x = 0 # ali # x = 0.6485 #, kritične vrednosti znotraj intervala

Zdaj vključite vsako od teh možnih vrednosti v interval:

# {(g (0) = 0, barvno (rdeče) besedilo (minimalno)), (g (0,6485) = 0,5792, barvno (modro) besedilo (največ)), (g (1) = 0, barva (rdeča)) besedilo (minimalno)):} #

Ker obstajata dve vrednosti, ki sta enako nizki, sta oba minimuma na # x = 0 # in # x = 1 #. Upoštevajte, da čeprav smo šli skozi iskanje težav # x = 0.6485 #, ni bilo niti minimalno.

Graphed je #g (x) # na intervalu #0,1#:

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

Upoštevajte tudi, da je najmanjša vrednost #0#, od #g (0) = g (1) = 0 #. To je razlika # x = 0 # in # x = 1 # so lokacije minimumov.