Чтобы найти интервалы возрастания и убывания функции ( y = -\frac{1}{4}x^4 - x - 1 ), нужно выполнить несколько шагов, включая нахождение первой производной и анализ критических точек.
Шаг 1: Найти первую производную функции
Первая производная функции ( y = -\frac{1}{4}x^4 - x - 1 ) позволяет определить скорость изменения функции и найти критические точки, где функция может менять свое поведение.
[
y = -\frac{1}{4}x^4 - x - 1
]
Применим правила дифференцирования:
[
y' = \frac{d}{dx}\left(-\frac{1}{4}x^4 - x - 1\right)
]
[
y' = -\frac{1}{4} \cdot 4x^3 - 1
]
[
y' = -x^3 - 1
]
Шаг 2: Найти критические точки
Критические точки находятся там, где первая производная равна нулю или не определена. В данном случае у нас полином, который определен на всей числовой оси, поэтому нам нужно только решить уравнение ( y' = 0 ):
[
-x^3 - 1 = 0
]
[
-x^3 = 1
]
[
x^3 = -1
]
[
x = -1
]
Таким образом, у нас есть одна критическая точка ( x = -1 ).
Шаг 3: Анализ знаков первой производной
Для определения интервалов возрастания и убывания функции, нужно проанализировать знаки первой производной на интервалах, определенных критическими точками. В данном случае это интервалы ( (-\infty, -1) ) и ( (-1, \infty) ).
Интервал ( (-\infty, -1) ):
Выберем пробную точку, например, ( x = -2 ):
[
y'(-2) = -(-2)^3 - 1 = -(-8) - 1 = 8 - 1 = 7
]
Первая производная положительна (( y' > 0 )), значит, функция возрастает на интервале ( (-\infty, -1) ).
Интервал ( (-1, \infty) ):
Выберем пробную точку, например, ( x = 0 ):
[
y'(0) = -0^3 - 1 = -1
]
Первая производная отрицательна (( y' < 0 )), значит, функция убывает на интервале ( (-1, \infty) ).
Шаг 4: Итоговый ответ
На основании анализа первой производной, можем заключить:
- Функция ( y = -\frac{1}{4}x^4 - x - 1 ) возрастает на интервале ( (-\infty, -1) ).
- Функция ( y = -\frac{1}{4}x^4 - x - 1 ) убывает на интервале ( (-1, \infty) ).