Для нахождения экстремумов функции ( F(x) = e^x(2x - 3) ), необходимо выполнить следующие шаги:
- Найти производную функции.
Функция ( F(x) ) представлена в виде произведения двух функций: ( u(x) = e^x ) и ( v(x) = 2x - 3 ). Для нахождения производной воспользуемся правилом произведения:
[
F'(x) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)
]
Где:
- ( u'(x) = \frac{d}{dx}(e^x) = e^x )
- ( v'(x) = \frac{d}{dx}(2x - 3) = 2 )
Подставим в формулу:
[
F'(x) = e^x(2x - 3)' + (e^x)'(2x - 3) = e^x \cdot 2 + e^x(2x - 3) = e^x(2 + 2x - 3)
]
Упростим выражение в скобках:
[
F'(x) = e^x(2x - 1)
]
- Найти критические точки.
Критические точки находятся из условия ( F'(x) = 0 ):
[
e^x(2x - 1) = 0
]
Так как ( e^x \neq 0 ) для всех значений ( x ), то уравнение сводится к:
[
2x - 1 = 0
]
Решив это уравнение, находим:
[
2x = 1 \quad \Rightarrow \quad x = \frac{1}{2}
]
- Проверить, являются ли критические точки экстремумами.
Для этого используем второй признак экстремума, основанный на второй производной.
Вычислим вторую производную ( F''(x) ):
[
F''(x) = \frac{d}{dx}[e^x(2x - 1)]
]
Снова применяем правило произведения:
[
F''(x) = \frac{d}{dx}(e^x) \cdot (2x - 1) + e^x \cdot \frac{d}{dx}(2x - 1)
]
[
F''(x) = e^x(2x - 1) + e^x \cdot 2 = e^x(2x - 1 + 2) = e^x(2x + 1)
]
Подставим критическую точку ( x = \frac{1}{2} ) в ( F''(x) ):
[
F''\left(\frac{1}{2}\right) = e^{1/2}(2 \cdot \frac{1}{2} + 1) = e^{1/2}(1 + 1) = 2e^{1/2}
]
Так как ( F''\left(\frac{1}{2}\right) > 0 ), то в точке ( x = \frac{1}{2} ) функция имеет локальный минимум.
- Вывод.
Функция ( F(x) = e^x(2x - 3) ) имеет локальный минимум в точке ( x = \frac{1}{2} ). Значение функции в этой точке:
[
F\left(\frac{1}{2}\right) = e^{1/2}(2 \cdot \frac{1}{2} - 3) = e^{1/2}(1 - 3) = -2e^{1/2}
]
Таким образом, локальный минимум функции ( F(x) ) равен ( -2e^{1/2} ) при ( x = \frac{1}{2} ).