6. Badanie przebiegu zmienności funkcji

Zadania

1

Zbadaj przebieg zmienności funkcji f(x)=3x^4-8x^3+6x^2.

D=\mathbb{R}. \lim\limits_{x\to -\infty}f(x)=\lim\limits_{x\to +\infty}f(x)=+\infty, brak asymptot. Funkcja jest malejąca na przedziale (-\infty, 0), rosnąca na przedziale (0, +\infty), w punkcie x=0 funkcja ma minimum lokalne równe 0. Funkcja jest wypukła na każdym z przedziałów: (-\infty, \frac13), (1, +\infty), wklęsła na przedziale (\frac13, 1), punkty \left(\frac13, \frac{11}{27}\right), \left(1, 1\right) są punktami przegięcia wykresu funkcji.

2

Zbadaj przebieg zmienności funkcji f(x)=\frac{x^2}{x-2}.

D=\left(-\infty, 2\right)\cup\left(2, +\infty\right). Wykres funkcji ma asymptotę pionową obustronną x=2, \lim\limits_{x\to 2^-}f(x)=-\infty, \lim\limits_{x\to {2}^+}f(x)=+\infty, oraz asymptotę ukośną o równaniu y=x+2 w -\infty i +\infty. Funkcja jest rosnąca na każdym z przedziałów: (-\infty, 0), (4, +\infty), malejąca na każdym z przedziałów (0, 2), (2, 4), w punkcie x=0 funkcja ma maksimum lokalne równe 0, w punkcie x=4 funkcja ma minimum lokalne równe 8. Funkcja jest wklęsła na przedziale (-\infty, 2), wypukła na przedziale (2, +\infty), brak punktów przegięcia.

3

Zbadaj przebieg zmienności funkcji f(x)=\frac x{2-\ln x}.

D=\left(0, e^2\right)\cup \left(e^2, +\infty\right). \lim\limits_{x\to {0}^+}f(x)=0, wykres funkcji ma asymptotę pionową obustronną x=e^2, \lim\limits_{x\to {e^2}^-}f(x)=+\infty, \lim\limits_{x\to {e^2}^+}f(x)=-\infty, \lim\limits_{x\to +\infty}f(x)=-\infty, brak asymptoty ukośnej. Funkcja jest rosnąca na każdym z przedziałów: (0, e^2), (e^2, e^3), malejąca na przedziale (e^3, +\infty), w punkcie x=e^3 funkcja ma maksimum lokalne równe -e^3. Funkcja jest wypukła na każdym z przedziałów (0, e^2), (e^4, +\infty), wklęsła na przedziale (e^2, e^4), punkt \left(e^4, -\frac{e^4}{2}\right) jest punktem przegięcia wykresu funkcji.

4

Zbadaj przebieg zmienności funkcji f(x)=x-\ln \left(1+2x\right).

D=\left(-\frac12, +\infty\right). Wykres funkcji ma asymptotę pionową prawostronną x=-\frac12, \lim\limits_{x\to {-\frac12}^+}f(x)=+\infty, \lim\limits_{x\to +\infty}f(x)=+\infty, brak asymptoty ukośnej. Funkcja jest malejąca na przedziale \left(-\frac12, \frac12\right), rosnąca na przedziale \left(\frac12, +\infty\right), w punkcie x=\frac12 funkcja ma minimum lokalne równe \frac12-\ln 2. Funkcja jest wypukła w całej dziedzinie.

5

Zbadaj przebieg zmienności funkcji f(x)=\frac{e^x+1}{e^x-1}.

D=\left(-\infty, 0\right)\cup \left(0, +\infty\right). Wykres funkcji ma asymptotę pionową obustronną x=0, \lim\limits_{x\to {0}^-}f(x)=-\infty, \lim\limits_{x\to {0}^+}f(x)=+\infty oraz asymptotę poziomą y=-1 w -\infty, y=1 w +\infty. Funkcja jest malejąca w całej swojej dziedzinie. Funkcja jest wklęsła na przedziale (-\infty, 0), wypukła na przedziale (0, +\infty), brak punktów przegięcia.

6

Zbadaj przebieg zmienności funkcji f(x)=x^2\ln x.

D=(0, +\infty). \lim\limits_{x\to 0^+}f(x)=0, \lim\limits_{x\to +\infty}f(x)=+\infty, brak asymptot. Funkcja jest malejąca na przedziale (0, e^{-\frac12}), rosnąca na przedziale (e^{-\frac12}, +\infty), w punkcie x=e^{-\frac12} funkcja ma minimum lokalne równe -\frac{e^{-1}}2. Funkcja jest wypukła na przedziale: (e^{-1}, +\infty), wklęsła na przedziale (0, e^{-1}), punkt \left(e^{-1}, -e^{-2}\right) jest punktem przegięcia wykresu funkcji.

7

Zbadaj przebieg zmienności funkcji f(x)=(x^2-3)e^x.

D=\mathbb{R}. Wykres funkcji ma asymptotę poziomą y=0 w -\infty, \lim\limits_{x\to +\infty}f(x)=+\infty. Funkcja jest malejąca na przedziale (-3,1), rosnąca na każdym z przedziałów (-\infty, -3), (1, +\infty), w punkcie x=1 funkcja ma minimum lokalne równe -2e, w punkcie x=-3 funkcja ma maksimum lokalne równe 6e^{-3}. Funkcja jest wypukła na każdym z przedziałów: (-\infty, -2-\sqrt5), (-2+\sqrt5, +\infty), wklęsła na przedziale (-2-\sqrt5, -2+\sqrt5), punkty \left(-2-\sqrt5, (6+4\sqrt5)e^{-2-\sqrt5}\right), \left((-2+\sqrt5), (6-4\sqrt5)e^{-2+\sqrt5}\right) są punktami przegięcia wykresu funkcji.