Jaka jest minimalna wartość g (x) = x / csc (pi * x) w przedziale [0,1]?

Jaka jest minimalna wartość g (x) = x / csc (pi * x) w przedziale [0,1]?
Anonim

Odpowiedź:

Jest minimalna wartość #0# znajduje się zarówno w # x = 0 # i # x = 1 #.

Wyjaśnienie:

Po pierwsze, możemy natychmiast napisać tę funkcję jako

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

Przypominając to #csc (x) = 1 / sin (x) #.

Teraz, aby znaleźć minimalne wartości w interwale, rozpoznaj, że mogą wystąpić albo w punktach końcowych przedziału, albo w dowolnych krytycznych wartościach, które występują w przedziale.

Aby znaleźć wartości krytyczne w przedziale, ustaw pochodną funkcji równą #0#.

Aby odróżnić tę funkcję, będziemy musieli użyć reguła produktu. Zastosowanie reguły produktu daje nam

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

Każda z tych pochodnych daje:

# d / dx (x) = 1 #

I przez zasada łańcuchowa:

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

Łącząc je, widzimy to

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

Zatem wartości krytyczne będą występować zawsze

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

Nie możemy rozwiązać tego algebraicznie, więc użyj kalkulatora, aby znaleźć wszystkie zera tej funkcji w danym przedziale czasu #0,1#:

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

Dwie wartości krytyczne w przedziale są na # x = 0 # i # xapprox0.6485 #.

Wiemy więc, że minimalna wartość #g (x) # może wystąpić na #3# różne miejsca:

  • # x = 0 # lub # x = 1 #, punkty końcowe interwału
  • # x = 0 # lub # x = 0.6485 #, wartości krytyczne w przedziale

Teraz podłącz każdą z tych możliwych wartości do przedziału:

# {(g (0) = 0, kolor (czerwony) tekst (minimum)), (g (0,6485) = 0,5792, kolor (niebieski) tekst (maksimum)), (g (1) = 0, kolor (czerwony) tekst (minimum)):} #

Ponieważ są dwie wartości, które są jednakowo niskie, istnieją zarówno minimalne wartości w # x = 0 # i # x = 1 #. Zauważ, że mimo że przeszliśmy przez problem # x = 0.6485 #, to nie było nawet minimum.

Graphed jest #g (x) # w przerwie #0,1#:

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

Zauważ również, że minimalna wartość to #0#, od #g (0) = g (1) = 0 #. Różnica polega na tym # x = 0 # i # x = 1 # są lokalizacje minimów.