Вопрос:

Найти интервалы выпуклости функции и точки перегиба: y = 1/3 * x^3 - 1/2 * x^2 - 6x + 5

Ответ:

Решение:

  1. Для определения интервалов выпуклости и точек перегиба найдём вторую производную функции.
  2. Сначала найдём первую производную:

    \[ y' = \frac{d}{dx}\left(\frac{1}{3} x^3 - \frac{1}{2} x^2 - 6x + 5\right) = x^2 - x - 6 \]

  3. Теперь найдём вторую производную:

    \[ y'' = \frac{d}{dx}(x^2 - x - 6) = 2x - 1 \]

  4. Приравняем вторую производную к нулю, чтобы найти возможные точки перегиба:

    \[ 2x - 1 = 0 \]

    \[ 2x = 1 \]

    \[ x = \frac{1}{2} \]

  5. Исследуем знак второй производной на интервалах, образованных точкой \( x = \frac{1}{2} \).
    • На интервале \( (-\infty, \frac{1}{2}) \), возьмём, например, \( x = 0 \): \( y''(0) = 2(0) - 1 = -1 \). Так как \( y'' < 0 \), на этом интервале функция выпукла вниз (вогнута).
    • На интервале \( (\frac{1}{2}, \infty) \), возьмём, например, \( x = 1 \): \( y''(1) = 2(1) - 1 = 1 \). Так как \( y'' > 0 \), на этом интервале функция выпукла вверх.
  6. Поскольку вторая производная меняет знак в точке \( x = \frac{1}{2} \), эта точка является точкой перегиба.
  7. Интервалы выпуклости:
    • Выпукла вверх на \( (\frac{1}{2}, \infty) \).
    • Выпукла вниз (вогнута) на \( (-\infty, \frac{1}{2}) \).

Ответ: Интервалы выпуклости вверх: \( (\frac{1}{2}, \infty) \). Интервалы выпуклости вниз: \( (-\infty, \frac{1}{2}) \). Точка перегиба: \( x = \frac{1}{2} \).