График функции y = cos(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 /
f(x)=cos(x2)f{\left (x \right )} = \cos{\left (x^{2} \right )}
График функции
0-2000-1500-1000-5005001000150020002-2
Точки пересечения с осью координат X
График функции пересекает ось X при f = 0
значит надо решить уравнение:
cos(x2)=0\cos{\left (x^{2} \right )} = 0
Решаем это уравнение
Точки пересечения с осью X:

Аналитическое решение
x1=2π2x_{1} = - \frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi}}{2}
x2=2π2x_{2} = \frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi}}{2}
x3=6π2x_{3} = - \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi}}{2}
x4=6π2x_{4} = \frac{\sqrt{6} \sqrt{\pi}}{2}
Численное решение
x1=36.0423162721x_{1} = 36.0423162721
x2=20.2479095537x_{2} = 20.2479095537
x3=74.2423350301x_{3} = -74.2423350301
x4=63.9435910678x_{4} = 63.9435910678
x5=67.736962366x_{5} = 67.736962366
x6=65.8556653469x_{6} = -65.8556653469
x7=29.8962056112x_{7} = -29.8962056112
x8=70.1296178458x_{8} = 70.1296178458
x9=23.5476347721x_{9} = 23.5476347721
x10=63.2520216621x_{10} = -63.2520216621
x11=41.9626343589x_{11} = 41.9626343589
x12=3.75994241195x_{12} = -3.75994241195
x13=33.7930307842x_{13} = -33.7930307842
x14=58.1813207502x_{14} = 58.1813207502
x15=80.1827248575x_{15} = 80.1827248575
x16=97.7504683155x_{16} = -97.7504683155
x17=114.58746221x_{17} = 114.58746221
x18=92.1420324625x_{18} = -92.1420324625
x19=36.7757479512x_{19} = 36.7757479512
x20=67.8759576469x_{20} = -67.8759576469
x21=34.2088185043x_{21} = 34.2088185043
x22=68.2222069146x_{22} = -68.2222069146
x23=37.7869535826x_{23} = -37.7869535826
x24=68.1530977897x_{24} = 68.1530977897
x25=81.7925519581x_{25} = -81.7925519581
x26=71.6803654075x_{26} = -71.6803654075
x27=93.7978156802x_{27} = -93.7978156802
x28=17.4115964538x_{28} = 17.4115964538
x29=66.1412713071x_{29} = 66.1412713071
x30=13.5566651591x_{30} = 13.5566651591
x31=40.1647585281x_{31} = 40.1647585281
x32=26.0797777886x_{32} = 26.0797777886
x33=47.8726627711x_{33} = -47.8726627711
x34=27.9969170994x_{34} = 27.9969170994
x35=82.2330723423x_{35} = 82.2330723423
x36=54.1251803643x_{36} = 54.1251803643
x37=60.2503967723x_{37} = 60.2503967723
x38=103.115082971x_{38} = 103.115082971
x39=69.7703218907x_{39} = -69.7703218907
x40=31.3829459564x_{40} = 31.3829459564
x41=76.1639733395x_{41} = -76.1639733395
x42=75.895389388x_{42} = -75.895389388
x43=79.6323098451x_{43} = -79.6323098451
x44=56.1199308198x_{44} = 56.1199308198
x45=46.338737345x_{45} = -46.338737345
x46=50.6779241318x_{46} = -50.6779241318
x47=57.7477324385x_{47} = -57.7477324385
x48=58.8524077722x_{48} = -58.8524077722
x49=23.3466555506x_{49} = 23.3466555506
x50=21.7441875996x_{50} = -21.7441875996
x51=32.1249620498x_{51} = 32.1249620498
x52=92.0738169933x_{52} = 92.0738169933
x53=84.0842093791x_{53} = 84.0842093791
x54=22.3146238058x_{54} = 22.3146238058
x55=46.0326432529x_{55} = 46.0326432529
x56=16.0012437413x_{56} = 16.0012437413
x57=3.31595752198x_{57} = -3.31595752198
x58=22.2441192889x_{58} = -22.2441192889
x59=7.8269442789x_{59} = -7.8269442789
x60=2.17080376367x_{60} = -2.17080376367
x61=96.1791015164x_{61} = 96.1791015164
x62=62.2255007658x_{62} = 62.2255007658
x63=32.0270198644x_{63} = -32.0270198644
x64=89.4079555021x_{64} = -89.4079555021
x65=2.17080376367x_{65} = 2.17080376367
x66=16.0012437413x_{66} = -16.0012437413
x67=6.26657068658x_{67} = 6.26657068658
x68=4.15677273792x_{68} = 4.15677273792
x69=43.9375543884x_{69} = -43.9375543884
x70=53.6295447898x_{70} = -53.6295447898
x71=5.16754657023x_{71} = -5.16754657023
x72=89.4957567169x_{72} = 89.4957567169
x73=18.1189522959x_{73} = 18.1189522959
x74=85.7673550856x_{74} = -85.7673550856
x75=10.2588183479x_{75} = 10.2588183479
x76=17.8569777493x_{76} = -17.8569777493
x77=57.475078732x_{77} = 57.475078732
x78=60.5883736019x_{78} = -60.5883736019
x79=13.7864555105x_{79} = -13.7864555105
x80=8.77319896121x_{80} = -8.77319896121
x81=42.0000508927x_{81} = -42.0000508927
Точки пересечения с осью координат Y
График пересекает ось Y, когда x равняется 0:
подставляем x = 0 в cos(x^2).
cos(02)\cos{\left (0^{2} \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
2xsin(x2)=0- 2 x \sin{\left (x^{2} \right )} = 0
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
x1=0x_{1} = 0
x2=πx_{2} = - \sqrt{\pi}
x3=πx_{3} = \sqrt{\pi}
Зн. экстремумы в точках:
(0, 1)

    ____     
(-\/ pi, -1)

   ____     
(\/ pi, -1)


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:
x3=πx_{3} = - \sqrt{\pi}
x3=πx_{3} = \sqrt{\pi}
Максимумов у функции нет
Убывает на промежутках
[sqrt(pi), oo)

Возрастает на промежутках
(-oo, -sqrt(pi)]
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
2(2x2cos(x2)+sin(x2))=0- 2 \left(2 x^{2} \cos{\left (x^{2} \right )} + \sin{\left (x^{2} \right )}\right) = 0
Решаем это уравнение
Корни этого ур-ния
x1=53.6002486537x_{1} = -53.6002486537
x2=38.3235554978x_{2} = -38.3235554978
x3=91.8517671604x_{3} = -91.8517671604
x4=10.2590498848x_{4} = 10.2590498848
x5=83.5970868479x_{5} = -83.5970868479
x6=22.3146463051x_{6} = 22.3146463051
x7=20.2479396697x_{7} = 20.2479396697
x8=36.0423216116x_{8} = 36.0423216116
x9=8.40790743486x_{9} = 8.40790743486
x10=70.1072165206x_{10} = -70.1072165206
x11=8.95080183389x_{11} = -8.95080183389
x12=18.7997496854x_{12} = 18.7997496854
x13=54.125181941x_{13} = 54.125181941
x14=13.3230177429x_{14} = -13.3230177429
x15=2.19450274956x_{15} = -2.19450274956
x16=96.0483569951x_{16} = 96.0483569951
x17=16.0013047615x_{17} = -16.0013047615
x18=91.8517671604x_{18} = 91.8517671604
x19=46.0326458158x_{19} = 46.0326458158
x20=65.8556662222x_{20} = -65.8556662222
x21=17.8570216542x_{21} = -17.8570216542
x22=33.7930372624x_{22} = -33.7930372624
x23=7.82746557123x_{23} = -7.82746557123
x24=6.26758611849x_{24} = 6.26758611849
x25=27.9969284916x_{25} = 27.9969284916
x26=35.4269200396x_{26} = 35.4269200396
x27=1.35521112863x_{27} = 1.35521112863
x28=70.1520134668x_{28} = 70.1520134668
x29=21.7442119165x_{29} = -21.7442119165
x30=1.35521112863x_{30} = -1.35521112863
x31=90.0556577728x_{31} = -90.0556577728
x32=37.0735370545x_{32} = 37.0735370545
x33=94.215551259x_{33} = 94.215551259
x34=26.438704218x_{34} = 26.438704218
x35=23.4138597867x_{35} = -23.4138597867
x36=85.7673554819x_{36} = -85.7673554819
x37=42.3724023394x_{37} = -42.3724023394
x38=58.2083140493x_{38} = 58.2083140493
x39=6.01183407098x_{39} = 6.01183407098
x40=90.2299142369x_{40} = 90.2299142369
x41=5.16935647583x_{41} = 5.16935647583
x42=2.19450274956x_{42} = 2.19450274956
x43=12.7198707532x_{43} = 12.7198707532
x44=33.0409428607x_{44} = 33.0409428607
x45=47.8726650497x_{45} = -47.8726650497
x46=81.0594911844x_{46} = -81.0594911844
x47=14.3449206559x_{47} = -14.3449206559
x48=52.1143649403x_{48} = -52.1143649403
x49=40.1647623864x_{49} = 40.1647623864
x50=60.2503979154x_{50} = 60.2503979154
x51=6.97889329813x_{51} = -6.97889329813
x52=35.6038344867x_{52} = -35.6038344867
x53=3.76462907533x_{53} = -3.76462907533
x54=18.2915584905x_{54} = 18.2915584905
x55=75.8953899599x_{55} = -75.8953899599
x56=18.1189943238x_{56} = 18.1189943238
x57=93.7978159832x_{57} = -93.7978159832
x58=4.16024524967x_{58} = -4.16024524967
x59=58.5580782404x_{59} = 58.5580782404
x60=43.3979845305x_{60} = -43.3979845305
x61=44.0803279658x_{61} = -44.0803279658
x62=9.78896285609x_{62} = -9.78896285609
x63=41.2071732071x_{63} = 41.2071732071
x64=34.2088247492x_{64} = 34.2088247492
x65=97.7504685831x_{65} = -97.7504685831
x66=84.2708150183x_{66} = 84.2708150183
x67=69.7703226268x_{67} = -69.7703226268
x68=80.1827253424x_{68} = 80.1827253424
x69=77.3509100937x_{69} = 77.3509100937
x70=18.0320929835x_{70} = -18.0320929835
x71=26.6163455262x_{71} = 26.6163455262
x72=29.8962149672x_{72} = -29.8962149672
x73=14.1242217429x_{73} = 14.1242217429
x74=56.1199322343x_{74} = 56.1199322343
x75=11.1398805605x_{75} = -11.1398805605
x76=5.74472561217x_{76} = -5.74472561217
x77=62.2255018034x_{77} = 62.2255018034
x78=32.1249695906x_{78} = 32.1249695906
x79=0x_{79} = 0
x80=55.698500039x_{80} = 55.698500039
x81=4.16024524967x_{81} = 4.16024524967
x82=68.7040251219x_{82} = -68.7040251219
x83=42.0000542671x_{83} = -42.0000542671
x84=26.7928090701x_{84} = -26.7928090701
x85=82.5952088233x_{85} = 82.5952088233

Интервалы выпуклости и вогнутости:
Найдём интервалы, где функция выпуклая или вогнутая, для этого посмотрим, как ведет себя функция в точках перегибов:
Вогнутая на промежутках
[96.0483569951, oo)

Выпуклая на промежутках
(-oo, -97.7504685831]
Горизонтальные асимптоты
Горизонтальные асимптоты найдём с помощью пределов данной функции при x->+oo и x->-oo
limxcos(x2)=1,1\lim_{x \to -\infty} \cos{\left (x^{2} \right )} = \langle -1, 1\rangle
Возьмём предел
значит,
уравнение горизонтальной асимптоты слева:
y=1,1y = \langle -1, 1\rangle
limxcos(x2)=1,1\lim_{x \to \infty} \cos{\left (x^{2} \right )} = \langle -1, 1\rangle
Возьмём предел
значит,
уравнение горизонтальной асимптоты справа:
y=1,1y = \langle -1, 1\rangle
Наклонные асимптоты
Наклонную асимптоту можно найти, подсчитав предел функции cos(x^2), делённой на x при x->+oo и x ->-oo
limx(1xcos(x2))=0\lim_{x \to -\infty}\left(\frac{1}{x} \cos{\left (x^{2} \right )}\right) = 0
Возьмём предел
значит,
наклонная совпадает с горизонтальной асимптотой справа
limx(1xcos(x2))=0\lim_{x \to \infty}\left(\frac{1}{x} \cos{\left (x^{2} \right )}\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:
cos(x2)=cos(x2)\cos{\left (x^{2} \right )} = \cos{\left (x^{2} \right )}
- Да
cos(x2)=cos(x2)\cos{\left (x^{2} \right )} = - \cos{\left (x^{2} \right )}
- Нет
значит, функция
является
чётной