Mashqni
bajaring.
1)
funksiyaning ekstremumini toping.
0
2000000
3000
2
Q
Q
1000
1
Q
2000
2
Q
1000
Q
833333333
1000
max
F
F
3
2
1
2
x
x
x
f
70
2) Sotilgan mahsulotdan olingan foyda
funksiya bilan
mahsulotni ishlab chiqarishdagi toʻla xarajat esa
funksiya bilan
ifodalansin. Ishlab chiqarishning va foydaning optimal miqdorini toping.
funksiya biror-bir
toʻplamda aniqlangan va
boʻlsin.
Agar:
• har bir
uchun
tengsizlik bajarilsa, u holda
nuqtada
funksiya oʻzining eng katta
qiymatini qabul qiladi;
• har bir
uchun
tengsizlik bajarilsa, u holda
nuqtada
funksiya oʻzining eng kichik
qiymatini qabul qiladi.
Agar
funksiya
kesmada uzluksiz boʻlsa, kompakt
toʻplamda uzluksiz funksiya xossalaridan biriga koʻra u ushbu kesmada oʻzining
eng katta va eng kichik qiymatlarini qabul qiladi. Funksiya oʻzining ekstremum
qiymatlariga nafaqat kesma ichiga tegishli nuqtalarda, shu bilan birga uning chetki
nuqtalarida ham erishishi mumkin.
Funksiyaning kesmada eng katta va eng kichik qiymatlarini topish uchun:
a) funksiyaning kesmaga tegishli kritik nuqtalari aniqlanadi;
b) funksiyaning topilgan kritik nuqtalaridagi va kesmaning chetki
nuqtalaridagi qiymatlari hisoblanadi;
c)
ushbu
qiymatlar
oʻzaro solishtirilib uning eng katta va eng kichigi
tanlanadi.
7-misol.
3
3
y x
x
funksiyaning
1,5;2,5
kesmadagi eng katta va eng
kichik qiymatini toping.
Yechish.
a) funksiyaning kritik nuqtalarini topamiz.
2
3
3 3
1
1 ,
y
f x
x
x
x
bu yerdan
1
1,
x
2
1
x
nuqtalarda
0
f x
ekanligi kelib chiqadi va ular berilgan kesmaga tegishlidir.
b) funksiyaning kritik va berilgan kesmaning chetki nuqtalardagi
qiymatlarini hisoblaymiz
3
1
1
3
1
2;
f
3
1
1
3 1
2;
f
3
1,5
1,5
3
1,5
1,125;
f
3
2,5
2,5
3 2,5
8,125.
f
c) demak, funksiyaning berilgan kesmadagi eng katta qiymati
2,5
x
nuqtada
2,5
8,125
f
ga va eng kichik qiymati
1
x
nuqtada
1
2
f
ga teng.
800
15
50
1
2
x
x
y
x
p
10
1
50
( )
y
f x
1
V R
0
x
V
0
x
V
0
( )
( )
f x
f x
0
x
V
( )
f x
max
0
( )
f
f x
0
x
V
0
( )
( )
f x
f x
0
x
V
( )
f x
max
0
( )
f
f x
( )
y
f x
[ , ]
V
a b
71
Agar qaralayotgan kesmada funksiya uzilish nuqtalariga ega boʻlsa,
yuqoridagilarga qoʻshimcha ravishda funksiyaning eng katta va eng kichik
qiymatlari funksiyaning uzilish nuqtalarida ham tekshiriladi.
Funksiya
intervalda aniqlangan boʻlsa, u holda funksiyani nuqtada
oʻngdan, nuqtada esa chapdan limitlarini tekshirish talab qilinadi.
Mashqni
bajaring.
Berilgan oraliqda funksiyaning eng katta va eng kichik qiymatini toping:
1)
2)
Ma’lumki, biz qavariq toʻplamda berilgan qavariq yoki botiq funksiyalar bilan
tanishmiz. Koʻp hollarda, qavariq iborasi qavariqligi bilan quyiga, botiq iborasi esa
qavariqligi bilan yuqoriga qaragan, deb yuritiladi. Bu tushunchalar quyidagicha
aniqlanadi.
Agar
funksiya uchun biror
intervalda
tengsizlik bajarilsa, unda qavariqlik yuqoriga qaragan;
tengsizlik bajarilsa, qavariqlik pastga qaragan boʻladi.
Agar
funksiya
kesmada uzluksiz,
intervalda
differensiallanuvchi boʻlsa, kesmada qavariq yoki botiq funksiyani oʻzgacha
ta’riflash va shu bilan birga,
intervalda ikki marta differensiallanuvchi
boʻlsa,
kesmada qavariqlik shartini aniqlash imkoni tug‘iladi.
3-ta’rif.
Agar
funksiya grafigi
interval chegarasida oʻz
urinmalaridan yuqorida yotsa, u holda funksiya
kesmada qavariqligi bilan
quyiga yoʻnalgan deyiladi.
( , )
a b
a
b
4
2
2
5,
2;2 ;
y x
x
x
3
2
3
6
2,
1;1 ;
y x
x
x
x
( )
y
f x
( , )
a b
1
2
1
2
2
2
f x
f x
x
x
f
1
2
1
2
2
2
f x
f x
x
x
f
( )
y
f x
[ , ]
a b
( , )
a b
( , )
a b
[ , ]
a b
( )
y
f x
( , )
a b
[ , ]
a b
72
4-ta’rif.
Agar
funksiya grafigi
interval chegarasida oʻz
urinmalaridan pastda yotsa, u holda funksiya
kesmada qavariqligi bilan
yuqoriga yoʻnalgan deyiladi.
Endi biz funksiya qavariqligini tekshirish uchun zarur boʻlgan teorema va
qoidalarni keltiramiz.
Teorema.
funksiya
intervalda ikkinchi tartibli hosilaga ega boʻlib,
kesmaning chetki nuqtalarida uzluksiz boʻlsin. U holda
intervalda
tengsizlik bajarilsa, u holda funksiyaning
kesmadagi qavariqligi
quyiga,
boʻlganda esa uning bu kesmadigi qavariqligi yuqoriga
yoʻnalgan boʻladi.
5-ta’rif.
Agar
funksiya grafigining absissali nuqtasiga oʻtkazilgan
urinma mavjud boʻlib,
va
intervallarda funksiya
grafigining qavariqligi turli yoʻnalishda boʻlsa, u holda
nuqta
funksiya grafigining burilish nuqtasi deyiladi.
Teorema.
Agar
funksiya nuqtaning biror bir atrofida aniqlangan
boʻlib,
nuqta funksiya grafigining burilish nuqtasi boʻlsa, u holda
yoki
yoki
mavjud emas.
( )
y
f x
( , )
a b
[ , ]
a b
( )
y
f x
( , )
a b
[ , ]
a b
( , )
a b
( ) 0
f x
[ , ]
a b
( ) 0
f x
( )
y
f x
0
x
0
0
(
, )
x
x
0
0
( ,
)
x x
0
0
, ( )
M x f x
( )
y
f x
0
x
0
0
, ( )
M x f x
0
( ) 0
f x
0
( )
f x
73
Teorema.
funksiya grafigining
nuqtasiga oʻtkazilgan
urinma, xususan vertikal urinma boʻlib, nuqtaning biror bir atrofida ikkinchi
tartibli hosila mavjud boʻlsin va
yoki
mavjud boʻlmasin. Agar
va
intervallarda
turli ishorali qiymatlarga ega
boʻlsa,
nuqta
funksiya grafigining burilish nuqtasi boʻladi.
8-misol.
Ushbu
2
1
1
f x
x
funksiya grafigining qavariqlik oraliqlarini va
burilish nuqtasini toping.
Yechish.
Funksiya haqiqiy sonlar oʻqida aniqlangan va ikki marta
differensiallanuvchi. Funksiyaning ikkinchi tartibli hosilasini topamiz
2
3
2
1
6
3 .
1
x
f
x
x
0
f x
da funksiya yuqoriga qavariq
2
1
0
3
x
yoki
1
.
3
x
0
f x
da
funksiya quyiga qavariq
2
1
0,
3
x
1
1
;
;
.
3
3
x
Shunday qilib funksiya grafigi
1
1
;
3
3
da yuqoriga qavariq,
1
;
3
va
1
;
3
da quyiga qavariq boʻladi. Demak
1
1
3
x
va
2
1
3
x
nuqtalar funksiyaning burilish nuqtalari boʻladi.
Mashqni
bajaring.
Quyidagi funksiyalarning qavariqligi va grafigining burilish nuqtalarini aniqlang:
1)
2)
3)
Oʻz-oʻzini tekshirish uchun savollar
1.
Funksiya ekstremumlari.
2.
Funksiyaning kesmada eng katta va eng kichik qiymatlarini topish.
3.
Qanday holda kesmada berilgan funksiyaning minimumi uning shu
kesmadagi eng kichik qiymati boʻladi deb ta’kidlash mumkin?
4.
Qanday holda kesmada berilgan funksiyaning maksimumi uning shu
kesmadagi eng katta qiymati boʻladi deb ta’kidlash mumkin?
( )
y
f x
0
0
, ( )
M x f x
0
x
0
( ) 0
f x
0
( )
f x
0
0
(
, )
x
x
0
0
( ,
)
x x
( )
f x
0
0
, ( )
M x f x
( )
y
f x
2
ln(
1);
y
x
;
x
y
xe
5
3
.
y
x
74
5.
Funksiyaning qavariqligi.
6.
Funksiyaning kesmada botiq boʻlishining yetarli sharti nimadan iborat?
7.
Funksiyaning kesmada qavariq boʻlishining yetarli sharti nimadan iborat?
8.
Funksiya grafigining burilish nuqtasi.
9.
Burilish nuqta uchun zaruriy shart.
10.
Burilish nuqta uchun yetarli shart.
28-mavzu. Bir oʻzgaruvchili funksiyani tekshirish
Reja:
28.1.
Funksiya asimptotasi.
28.2.
Funksiyani toʻla tekshirish.
Ekstremumlar, qavariqlik, funksiyaning eng katta va eng kichik qiymatlari,
funksiyaning oʻsish va kamayish oraliqlari oʻrganilayotgan funksiyaning sxematik
grafigini tasvirlashga yordam beradi. Bu sxematik grafikni yanada aniqlashtirish
uchun funksiya asimptotasi tushunchasi bilan tanishib chiqamiz.
Funksiya
asimptotasi.
funksiyaning grafigi qandaydir toʻg‘ri
chiziqqa cheksiz yaqilashib borib
boʻlsa, u holda bu toʻg‘ri chiziq
funksiyanng asimptotasi deb ataladi.
Masalan,
toʻg‘ri chiziqlar
funksiyaning
asimptotalari hisoblanadi.
toʻg‘ri chiziqlar esa
funksiyaning asimptotalari hisoblanadi.
Asimptotalar 3 tipda boʻladi: vertikal, og‘ma va gorizontal asimptotalar.
Agar
uchun
munosabatlardan biri oʻrinli boʻlsa, u holda
toʻg‘ri chiziq
funksiyaning vertikal asimptotasi deb ataladi. Yuqorida keltirilgan misollar
vertikal asimptotaga misol boʻla oladi.
Biz quyida funksiya va uning asimptotasi koordinatalar sistemasida oʻzaro
qanday joylashishini koʻrib chiqamiz.
( )
y
f x
l
( )
f x
l
l
( )
y
f x
,
2
x
k k Z
y
tgx
,
x
k k Z
y
ctgx
( )
y
f x
0
0
0
0
lim ( )
, lim ( )
x x
x x
f x
f x
0
x x
( )
y
f x
75
1-misol.
funksiyaning vertikal asimptotasi
toʻg‘ri chiziqdir.
Haqiqatan ham,
. Bu misolda asimptota va funksiya
grafiklari koordinatalar sistemasida quyidagicha joylashadi.
2-misol.
2
1
1
x
x
f x
e
funksiya grafigining vertikal asimptotasini toping.
Yechish.
0
x
va
1
x
- uzilish nuqtalari,
2
1
1
0
lim
,
x
x
x
e
2
1
1
1 0
lim
,
x
x
x
e
2
1
1
1 0
lim
0.
x
x
x
e
0,
x
1
x
ikkinchi tur uzilish nuqtalari,
0,
x
1
x
tо‘g‘ri chiziqlar vertikal
asimptotalar.
Agar
uchun
munosabat oʻrinli boʻlsa, u holda
toʻg‘ri chiziq
funksiyaning
og‘ma asimptotasi deb ataladi. Agar bu yerda
boʻlsa, u holda
toʻg‘ri
chiziq
funksiyaning gorizontal asimptotasi deb ataladi. va sonlar
quyidagicha topiladi:
.
Yuqoridagi misollarda
funksiya uchun
toʻg‘ri chiziq vertikal
asimptota boʻlsa,
toʻg‘ri chiziq esa gorizontal asimptota boʻladi.
funksiya uchun
toʻg‘ri chiziq vertikal asimptota boʻlsa,
toʻg‘ri chiziq
esa gorizontal asimptota boʻladi.
1
y
x
0
x
0 0
0 0
1
1
lim
, lim
x
x
x
x
( )
y
f x
lim
( )
(
)
0
x
f x
kx
l
kx
l
( )
y
f x
0
k
y l
( )
y
f x
k
l
0
0
( )
lim
, lim
( ) (
)
0
x
x
f x
k
f x
k x l
x
1
y
x
0
x
0
y
1
3
y
x
3
x
0
y
76
3-misol.
giperbolaning oʻg‘ma asimptotasi mavjud boʻlib u
quyidgi koʻrinishga ega.
4-misol.
3
2
2
3
2
x
x
f x
x
funksiya grafigining og‘ma asimptotasini toping.
Yechish.
3
2
2
3
1
lim
lim
1,
2
x
x
f x
x
x
k
x
x x
2
2
3
2
1
lim
lim
3.
2
x
x
x
x
b
f x
kx
x
3
y x
og‘ma asimptota.
Mashqni
bajaring.
1) Quyidagi rasmlarda tasvirlangan funksiyalarning vertikal, gorizontal
asimptotalarini koʻrsating:
2
2
2
2
1
x
y
a
b
77
2) Quyidagi funksiyalarning asimptotalarini toping va tasvirlang:
a)
; b)
; c)
; d)
.
Funksiyani
toʻla tekshirish.
Funksiyaning sxematik grafigini chizishning
umumiy sxemasi quyidagidan iborat:
1) funksiyaning aniqlanish sohasi topiladi, soʻngra uning uzilish nuqtalari;
2) funksiyaning juft-toqligi, davriyligi. Funksiyaning asimptotalari topiladi;
3) funksiya nollari topiladi;
4) funksiyaning monotonlik intervallari va ekstremumlari topiladi;
5) funksiya grafigining qavariqlik yoʻnalishlari va burilish nuqtalari aniqlanadi;
6) funksiya grafigining eskizi chiziladi.
5-misol.
funksiyaning grafigini yasaymiz.
Yechish
. Funksiya
oraliqda aniqlangan. Funksiya
oraliqda musbat va
oraliqda esa manfiy qiymatlarni qabul qiladi
uzilish nuqtasi.
Funksiyaning uzilish nuqtalardagi va cheksizlikdagi xususiyatlarini
aniqlaymiz:
Funksiya asimptotalarini aniqlaymiz
toʻg‘ri chiziq vertikal asimptota
ekanligi yuqorida ma’lum boʻldi. Endi uning og‘ma asimptotasini aniqlaymiz:
3
2
2
2
1
lim
lim
1
1
x
x
x
x
x
k
x
x
1
2
3
x
x
y
2
3
1
x
x
y
3
2
3
x
x
y
x
e
x
x
y
3
5
2
4
3
2
1
x
y
x
; 1
1;
0
x
0
x
0
0,
y
1
x
1 0
lim
,
x
f x
1 0
lim
,
x
f x
3
2
lim
,
1
x
x
f x
x
3
2
lim
,
1
x
x
f x
x
1
x
3
3
3
2
2
2
2
lim
lim
2
2
1
1
x
x
x
x
x
x
x
l
x
x
x
x
Do'stlaringiz bilan baham: |