Berapa nilai minimum g (x) = x / csc (pi * x) pada interval [0,1]?

Berapa nilai minimum g (x) = x / csc (pi * x) pada interval [0,1]?
Anonim

Menjawab:

Ada nilai minimum #0# terletak keduanya di # x = 0 # dan # x = 1 #.

Penjelasan:

Pertama, kita dapat langsung menulis fungsi ini sebagai

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

Ingat itu #csc (x) = 1 / sin (x) #.

Sekarang, untuk menemukan nilai minimum pada suatu interval, kenali bahwa itu bisa terjadi baik pada titik akhir interval atau pada nilai kritis apa pun yang terjadi dalam interval.

Untuk menemukan nilai kritis dalam interval, atur turunan dari fungsi sama dengan #0#.

Dan, untuk membedakan fungsi, kita harus menggunakan aturan produk. Penerapan aturan produk memberi kita

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

Masing-masing turunan ini memberikan:

# d / dx (x) = 1 #

Dan, melalui aturan rantai:

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

Menggabungkan ini, kita melihat itu

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

Dengan demikian, nilai kritis akan muncul kapan saja

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

Kami tidak dapat menyelesaikan ini secara aljabar, jadi gunakan kalkulator untuk menemukan semua nol fungsi ini pada interval yang diberikan #0,1#:

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

Dua nilai kritis dalam interval berada di # x = 0 # dan # xapprox0.6485 #.

Jadi, kita tahu bahwa nilai minimum #g (x) # dapat terjadi pada #3# tempat yang berbeda:

  • # x = 0 # atau # x = 1 #, titik akhir interval
  • # x = 0 # atau # x = 0,6485 #, nilai kritis dalam interval

Sekarang, masukkan masing-masing nilai yang mungkin ke dalam interval:

# {(g (0) = 0, warna (merah) teks (minimum)), (g (0,6485) = 0,5792, teks warna (biru) (maksimum)), (g (1) = 0, warna (merah) teks (minimum)):} #

Karena ada dua nilai yang sama-sama rendah, ada minimal keduanya di # x = 0 # dan # x = 1 #. Perhatikan bahwa meskipun kami telah melalui menemukan masalah # x = 0,6485 #, itu bahkan tidak minimum.

Grafik adalah #g (x) # pada interval #0,1#:

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

Juga, perhatikan bahwa nilai minimumnya adalah #0#, sejak #g (0) = g (1) = 0 #. Perbedaannya adalah itu # x = 0 # dan # x = 1 # adalah lokasi minimum.