Qual è il valore minimo di g (x) = x / csc (pi * x) nell'intervallo [0,1]?

Qual è il valore minimo di g (x) = x / csc (pi * x) nell'intervallo [0,1]?
Anonim

Risposta:

C'è un valore minimo di #0# situato entrambi a # X = 0 # e # X = 1 #.

Spiegazione:

Innanzitutto, possiamo immediatamente scrivere questa funzione come

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

Ricordando quello #csc (x) = 1 / sin (x) #.

Ora, per trovare i valori minimi su un intervallo, riconoscere che potrebbero verificarsi sui punti finali dell'intervallo o su qualsiasi valore critico che si verifica nell'intervallo.

Per trovare i valori critici nell'intervallo, impostare la derivata della funzione su #0#.

E, per differenziare la funzione, dovremo usare il regola del prodotto. L'applicazione della regola del prodotto ci dà

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

Ciascuno di questi derivati dà:

# D / dx (x) = 1 #

E, attraverso il regola di derivazione:

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

Combinando questi, lo vediamo

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

Pertanto, i valori critici si verificano ogni volta

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

Non possiamo risolverlo algebricamente, quindi usa un calcolatore per trovare tutti gli zeri di questa funzione nell'intervallo dato #0,1#:

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

I due valori critici nell'intervallo sono a # X = 0 # e # # Xapprox0.6485.

Quindi, sappiamo che il valore minimo di #G (x) # potrebbe accadere a #3# luoghi differenti:

  • # X = 0 # o # X = 1 #, i punti finali dell'intervallo
  • # X = 0 # o # X = 0,6485 #, i valori critici nell'intervallo

Ora, inserisci ciascuno di questi valori possibili nell'intervallo:

# {(G (0) = 0, colore (rosso) del testo (minimo)), (g (0,6485) = 0,5792, il colore (blu) di testo (massimo)), (g (1) = 0, colore (rosso) di testo (minimo)):} #

Dato che ci sono due valori ugualmente bassi, ci sono dei minimi entrambi a # X = 0 # e # X = 1 #. Si noti che anche se abbiamo trovato il problema di # X = 0,6485 #, non era nemmeno un minimo.

Grafico è #G (x) # nell'intervallo #0,1#:

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

Inoltre, si noti che il valore minimo è #0#, da #G (0) = g (1) = 0 #. La distinzione è quella # X = 0 # e # X = 1 # sono le posizioni dei minimi.