График функции y = exp(-x)*cos(x)

Учитель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

v

График:

от до

Точки пересечения:

Кусочно-заданная:

{ кусочно-заданную функцию ввести здесь.

Решение

Вы ввели [src]
        -x       
f(x) = e  *cos(x)
f(x)=excos(x)f{\left(x \right)} = e^{- x} \cos{\left(x \right)}
График функции
01020304050607080-10-2000020000
Точки пересечения с осью координат X
График функции пересекает ось X при f = 0
значит надо решить уравнение:
excos(x)=0e^{- x} \cos{\left(x \right)} = 0
Решаем это уравнение
Точки пересечения с осью X:

Аналитическое решение
x1=π2x_{1} = \frac{\pi}{2}
x2=3π2x_{2} = \frac{3 \pi}{2}
Численное решение
x1=10.9955742875643x_{1} = 10.9955742875643
x2=86.3937979737193x_{2} = 86.3937979737193
x3=48.6946861306418x_{3} = 48.6946861306418
x4=1.5707963267949x_{4} = -1.5707963267949
x5=73.8274273593601x_{5} = 73.8274273593601
x6=54.9778714378214x_{6} = 54.9778714378214
x7=23.5619449019235x_{7} = 23.5619449019235
x8=7.85398163397448x_{8} = 7.85398163397448
x9=61.261056745001x_{9} = 61.261056745001
x10=14.1371669411541x_{10} = -14.1371669411541
x11=17.2787595947439x_{11} = -17.2787595947439
x12=17.2787595947439x_{12} = 17.2787595947439
x13=80.1106126665397x_{13} = 80.1106126665397
x14=64.4026493985908x_{14} = 64.4026493985908
x15=20.4203522483337x_{15} = 20.4203522483337
x16=89.5353906273091x_{16} = 89.5353906273091
x17=10.9955742875643x_{17} = -10.9955742875643
x18=26.7035375555132x_{18} = 26.7035375555132
x19=1.5707963267949x_{19} = 1.5707963267949
x20=29.845130209103x_{20} = 29.845130209103
x21=45.553093477052x_{21} = 45.553093477052
x22=36.1283155162826x_{22} = 36.1283155162826
x23=4.71238898038469x_{23} = -4.71238898038469
x24=4.71238898038469x_{24} = 4.71238898038469
x25=7.85398163397448x_{25} = -7.85398163397448
x26=95.8185759344887x_{26} = 95.8185759344887
x27=23.5619449019235x_{27} = -23.5619449019235
x28=32.9867228626928x_{28} = 32.9867228626928
x29=70.6858347057703x_{29} = 70.6858347057703
x30=51.8362787842316x_{30} = 51.8362787842316
x31=58.1194640914112x_{31} = 58.1194640914112
x32=26.7035375555132x_{32} = -26.7035375555132
x33=39.2699081698724x_{33} = 39.2699081698724
x34=14.1371669411541x_{34} = 14.1371669411541
x35=76.9690200129499x_{35} = 76.9690200129499
x36=29.845130209103x_{36} = -29.845130209103
x37=98.9601685880785x_{37} = 98.9601685880785
x38=20.4203522483337x_{38} = -20.4203522483337
x39=102.101761241668x_{39} = 102.101761241668
x40=67.5442420521806x_{40} = 67.5442420521806
x41=92.6769832808989x_{41} = 92.6769832808989
x42=42.4115008234622x_{42} = 42.4115008234622
x43=83.2522053201295x_{43} = 83.2522053201295
Точки пересечения с осью координат Y
График пересекает ось Y, когда x равняется 0:
подставляем x = 0 в exp(-x)*cos(x).
e(1)0cos(0)e^{\left(-1\right) 0} \cos{\left(0 \right)}
Результат:
f(0)=1f{\left(0 \right)} = 1
Точка:
(0, 1)
Экстремумы функции
Для того, чтобы найти экстремумы, нужно решить уравнение
ddxf(x)=0\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} = 0
(производная равна нулю),
и корни этого уравнения будут экстремумами данной функции:
ddxf(x)=\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} =
первая производная
exsin(x)excos(x)=0- e^{- x} \sin{\left(x \right)} - e^{- x} \cos{\left(x \right)} = 0
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
x1=π4x_{1} = - \frac{\pi}{4}
Зн. экстремумы в точках:
              pi 
              -- 
         ___  4  
 -pi   \/ 2 *e   
(----, ---------)
  4        2     


Интервалы возрастания и убывания функции:
Найдём интервалы, где функция возрастает и убывает, а также минимумы и максимумы функции, для этого смотрим как ведёт себя функция в экстремумах при малейшем отклонении от экстремума:
Минимумов у функции нет
Максимумы функции в точках:
x1=π4x_{1} = - \frac{\pi}{4}
Убывает на промежутках
(,π4]\left(-\infty, - \frac{\pi}{4}\right]
Возрастает на промежутках
[π4,)\left[- \frac{\pi}{4}, \infty\right)
Точки перегибов
Найдем точки перегибов, для этого надо решить уравнение
d2dx2f(x)=0\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} = 0
(вторая производная равняется нулю),
корни полученного уравнения будут точками перегибов для указанного графика функции:
d2dx2f(x)=\frac{d^{2}}{d x^{2}} f{\left(x \right)} =
вторая производная
2exsin(x)=02 e^{- x} \sin{\left(x \right)} = 0
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
x1=0x_{1} = 0
x2=πx_{2} = \pi

Интервалы выпуклости и вогнутости:
Найдём интервалы, где функция выпуклая или вогнутая, для этого посмотрим, как ведет себя функция в точках перегибов:
Вогнутая на промежутках
[0,π]\left[0, \pi\right]
Выпуклая на промежутках
(,0][π,)\left(-\infty, 0\right] \cup \left[\pi, \infty\right)
Горизонтальные асимптоты
Горизонтальные асимптоты найдём с помощью пределов данной функции при x->+oo и x->-oo
limx(excos(x))=,\lim_{x \to -\infty}\left(e^{- x} \cos{\left(x \right)}\right) = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle
Возьмём предел
значит,
уравнение горизонтальной асимптоты слева:
y=,y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle
limx(excos(x))=0\lim_{x \to \infty}\left(e^{- x} \cos{\left(x \right)}\right) = 0
Возьмём предел
значит,
уравнение горизонтальной асимптоты справа:
y=0y = 0
Наклонные асимптоты
Наклонную асимптоту можно найти, подсчитав предел функции exp(-x)*cos(x), делённой на x при x->+oo и x ->-oo
limx(excos(x)x)=,\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{e^{- x} \cos{\left(x \right)}}{x}\right) = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle
Возьмём предел
значит,
уравнение наклонной асимптоты слева:
y=,y = \left\langle -\infty, \infty\right\rangle
limx(excos(x)x)=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{e^{- x} \cos{\left(x \right)}}{x}\right) = 0
Возьмём предел
значит,
наклонная совпадает с горизонтальной асимптотой слева
Чётность и нечётность функции
Проверим функци чётна или нечётна с помощью соотношений f = f(-x) и f = -f(-x).
Итак, проверяем:
excos(x)=excos(x)e^{- x} \cos{\left(x \right)} = e^{x} \cos{\left(x \right)}
- Нет
excos(x)=excos(x)e^{- x} \cos{\left(x \right)} = - e^{x} \cos{\left(x \right)}
- Нет
значит, функция
не является
ни чётной ни нечётной
График
График функции y = exp(-x)*cos(x) /media/krcore-image-pods/hash/xy/a/94/5b80e1411fad60706122111bc41a4.png