График функции y = cos(x)+(sin(x)^2)

Учитель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

v

График:

от до

Точки пересечения:

Кусочно-заданная:

{ кусочно-заданную функцию ввести здесь.

Решение

Вы ввели [src]
                   2   
f(x) = cos(x) + sin (x)
f(x)=sin2(x)+cos(x)f{\left(x \right)} = \sin^{2}{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}
График функции
05-30-25-20-15-10-5102.5-2.5
Точки пересечения с осью координат X
График функции пересекает ось X при f = 0
значит надо решить уравнение:
sin2(x)+cos(x)=0\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} = 0
Решаем это уравнение
Точки пересечения с осью X:

Аналитическое решение
x1=2atan(2+5)x_{1} = - 2 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{2 + \sqrt{5}} \right)}
x2=2atan(2+5)x_{2} = 2 \operatorname{atan}{\left(\sqrt{2 + \sqrt{5}} \right)}
Численное решение
x1=14.8034063736466x_{1} = -14.8034063736466
x2=10.3293348550718x_{2} = -10.3293348550718
x3=33.6529622951853x_{3} = -33.6529622951853
x4=102.768000674161x_{4} = 102.768000674161
x5=66.878002619688x_{5} = -66.878002619688
x6=85.7275585412268x_{6} = 85.7275585412268
x7=4.04614954789217x_{7} = -4.04614954789217
x8=33.6529622951853x_{8} = 33.6529622951853
x9=27.3697769880058x_{9} = 27.3697769880058
x10=65.0688888310833x_{10} = 65.0688888310833
x11=52.5025182167241x_{11} = -52.5025182167241
x12=16.6125201622513x_{12} = -16.6125201622513
x13=92.0107438484064x_{13} = 92.0107438484064
x14=2.23703575928741x_{14} = 2.23703575928741
x15=29.1788907766105x_{15} = 29.1788907766105
x16=46.2193329095445x_{16} = -46.2193329095445
x17=54.3116320053289x_{17} = -54.3116320053289
x18=60.5948173125085x_{18} = 60.5948173125085
x19=96.4848153669812x_{19} = 96.4848153669812
x20=14.8034063736466x_{20} = 14.8034063736466
x21=77.6352594454424x_{21} = 77.6352594454424
x22=2.23703575928741x_{22} = -2.23703575928741
x23=52.5025182167241x_{23} = 52.5025182167241
x24=16.6125201622513x_{24} = 16.6125201622513
x25=8.520221066467x_{25} = -8.520221066467
x26=102.768000674161x_{26} = -102.768000674161
x27=66.878002619688x_{27} = 66.878002619688
x28=85.7275585412268x_{28} = -85.7275585412268
x29=442.060007261858x_{29} = -442.060007261858
x30=4.04614954789217x_{30} = 4.04614954789217
x31=96.4848153669812x_{31} = -96.4848153669812
x32=27.3697769880058x_{32} = -27.3697769880058
x33=46.2193329095445x_{33} = 46.2193329095445
x34=73.1611879268676x_{34} = -73.1611879268676
x35=48.0284466981493x_{35} = 48.0284466981493
x36=48.0284466981493x_{36} = -48.0284466981493
x37=41.7452613909697x_{37} = -41.7452613909697
x38=58.7857035239037x_{38} = -58.7857035239037
x39=98.293929155586x_{39} = -98.293929155586
x40=21.0865916808262x_{40} = 21.0865916808262
x41=39.9361476023649x_{41} = 39.9361476023649
x42=90.2016300598016x_{42} = 90.2016300598016
x43=41.7452613909697x_{43} = 41.7452613909697
x44=22.8957054694309x_{44} = -22.8957054694309
x45=98.293929155586x_{45} = 98.293929155586
x46=92.0107438484064x_{46} = -92.0107438484064
x47=10.3293348550718x_{47} = 10.3293348550718
x48=79.4443732340472x_{48} = 79.4443732340472
x49=73.1611879268676x_{49} = 73.1611879268676
x50=83.918444752622x_{50} = -83.918444752622
x51=39.9361476023649x_{51} = -39.9361476023649
x52=83.918444752622x_{52} = 83.918444752622
x53=35.4620760837901x_{53} = -35.4620760837901
x54=8.520221066467x_{54} = 8.520221066467
x55=77.6352594454424x_{55} = -77.6352594454424
x56=35.4620760837901x_{56} = 35.4620760837901
x57=54.3116320053289x_{57} = 54.3116320053289
x58=90.2016300598016x_{58} = -90.2016300598016
x59=29.1788907766105x_{59} = -29.1788907766105
x60=60.5948173125085x_{60} = -60.5948173125085
x61=58.7857035239037x_{61} = 58.7857035239037
x62=71.3520741382629x_{62} = -71.3520741382629
x63=79.4443732340472x_{63} = -79.4443732340472
x64=22.8957054694309x_{64} = 22.8957054694309
x65=71.3520741382629x_{65} = 71.3520741382629
Точки пересечения с осью координат Y
График пересекает ось Y, когда x равняется 0:
подставляем x = 0 в cos(x) + sin(x)^2.
sin2(0)+cos(0)\sin^{2}{\left(0 \right)} + \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
2sin(x)cos(x)sin(x)=02 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} - \sin{\left(x \right)} = 0
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
x1=0x_{1} = 0
x2=π3x_{2} = - \frac{\pi}{3}
x3=π3x_{3} = \frac{\pi}{3}
Зн. экстремумы в точках:
(0, 1)

 -pi       
(----, 5/4)
  3        

 pi      
(--, 5/4)
 3       


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:
Минимумы функции в точках:
x1=0x_{1} = 0
Максимумы функции в точках:
x1=π3x_{1} = - \frac{\pi}{3}
x1=π3x_{1} = \frac{\pi}{3}
Убывает на промежутках
(,π3][0,)\left(-\infty, - \frac{\pi}{3}\right] \cup \left[0, \infty\right)
Возрастает на промежутках
(,0][π3,)\left(-\infty, 0\right] \cup \left[\frac{\pi}{3}, \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
2sin2(x)+2cos2(x)cos(x)=0- 2 \sin^{2}{\left(x \right)} + 2 \cos^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)} = 0
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
x1=2atan(36333)x_{1} = - 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{3} \sqrt{6 - \sqrt{33}}}{3} \right)}
x2=2atan(36333)x_{2} = 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{3} \sqrt{6 - \sqrt{33}}}{3} \right)}
x3=2atan(333+63)x_{3} = - 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{3} \sqrt{\sqrt{33} + 6}}{3} \right)}
x4=2atan(333+63)x_{4} = 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{3} \sqrt{\sqrt{33} + 6}}{3} \right)}

Интервалы выпуклости и вогнутости:
Найдём интервалы, где функция выпуклая или вогнутая, для этого посмотрим, как ведет себя функция в точках перегибов:
Вогнутая на промежутках
[2atan(333+63),)\left[2 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{3} \sqrt{\sqrt{33} + 6}}{3} \right)}, \infty\right)
Выпуклая на промежутках
(,2atan(36333)][2atan(36333),2atan(333+63)]\left(-\infty, - 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{3} \sqrt{6 - \sqrt{33}}}{3} \right)}\right] \cup \left[2 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{3} \sqrt{6 - \sqrt{33}}}{3} \right)}, 2 \operatorname{atan}{\left(\frac{\sqrt{3} \sqrt{\sqrt{33} + 6}}{3} \right)}\right]
Горизонтальные асимптоты
Горизонтальные асимптоты найдём с помощью пределов данной функции при x->+oo и x->-oo
limx(sin2(x)+cos(x))=1,2\lim_{x \to -\infty}\left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) = \left\langle -1, 2\right\rangle
Возьмём предел
значит,
уравнение горизонтальной асимптоты слева:
y=1,2y = \left\langle -1, 2\right\rangle
limx(sin2(x)+cos(x))=1,2\lim_{x \to \infty}\left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) = \left\langle -1, 2\right\rangle
Возьмём предел
значит,
уравнение горизонтальной асимптоты справа:
y=1,2y = \left\langle -1, 2\right\rangle
Наклонные асимптоты
Наклонную асимптоту можно найти, подсчитав предел функции cos(x) + sin(x)^2, делённой на x при x->+oo и x ->-oo
limx(sin2(x)+cos(x)x)=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}}{x}\right) = 0
Возьмём предел
значит,
наклонная совпадает с горизонтальной асимптотой справа
limx(sin2(x)+cos(x)x)=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{\sin^{2}{\left(x \right)} + \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:
sin2(x)+cos(x)=sin2(x)+cos(x)\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} = \sin^{2}{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}
- Да
sin2(x)+cos(x)=sin2(x)cos(x)\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} = - \sin^{2}{\left(x \right)} - \cos{\left(x \right)}
- Нет
значит, функция
является
чётной
График
График функции y = cos(x)+(sin(x)^2) /media/krcore-image-pods/hash/xy/2/45/347782985b00dff497b1a4739aea9.png