Раздел I. Введение в анализ — § 4. Графическое изображение функции
Демидович — задача 351
Б. П. Демидович, «Сборник задач и упражнений по математическому анализу». Условие, подробное решение и ответ.
Построить графики функций y=f(x)1, если
Задача 351
f(x)=x2(1−x2)
ПостроениеD=R∖{−1,0,1},
E=(−∞,0)∪[4,+∞); вертикальные асимптоты
x=−1, x=0, x=1, горизонтальная асимптота y=0.
E=(−∞,0)∪[4,+∞); вертикальные асимптоты
x=−1, x=0, x=1, горизонтальная асимптота y=0.
Построение
функции исключаются из области определения и становятся вертикальными
асимптотами. ПоэтомуD=R∖{−1,0,1}Функция чётная. На промежутках (−1,0) и (0,1) она положительна,
а при ∣x∣>1 отрицательна. Знаки дроби у исключённых точек определяют направление ветвей: у −1 слева ветвь уходит вниз, справа вверх; у нуля обе ветви поднимаются; у 1 слева ветвь поднимается, справа уходит вниз. В каждом случае знаменатель по модулю становится сколь угодно малым.
Следовательно, x=−1, x=0 и x=1 — вертикальные асимптоты.
При ∣x∣→∞ имеем y→0−, поэтому y=0 является
горизонтальной асимптотой.
Знаменатель уже рассмотрен в №247. Выделим квадрат:x2(1−x2)=x2−x4=41−(x2−21)2.На (0,1) он сначала возрастает до 41, затем убывает к нулю. Вершина соответствует x2=21, то есть x=21. Переход к обратной положительной величине меняет направление монотонности, поэтому правая внутренняя ветвь имеет минимум (41)1=4. По чётности второй минимум расположен при x=−21.
Знаменатель принимает все значения (−∞,41]; после исключения нуля и обращения ординат получаемE=(−∞,0)∪[4,+∞).
Построение графика
Пунктиром показываем исходный графикy=f(x). Каждую его ненулевую ординату заменяем обратной. У нулей
f проводим вертикальные асимптоты; асимптота x=0 совпадает с осью
Oy и отдельно поверх неё не проводится.