Для нахождения точек экстремума функции ( f(x) = x^3 - 6x^2 - 15x + 7 ) необходимо выполнить несколько шагов, связанных с вычислением производных и исследованием их знаков.
Шаг 1: Найдите первую производную
Первая производная функции ( f(x) ) позволяет определить, где функция возрастает или убывает, а также найти критические точки, которые могут быть точками экстремума.
[ f'(x) = \frac{d}{dx}(x^3 - 6x^2 - 15x + 7) ]
Вычислим производную:
[ f'(x) = 3x^2 - 12x - 15 ]
Шаг 2: Найдите критические точки
Критические точки находятся путем решения уравнения ( f'(x) = 0 ).
[ 3x^2 - 12x - 15 = 0 ]
Разделим уравнение на 3 для упрощения:
[ x^2 - 4x - 5 = 0 ]
Теперь решим квадратное уравнение:
Дискриминант ( D = b^2 - 4ac = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-5) = 16 + 20 = 36 ).
Поскольку дискриминант положительный, уравнение имеет два различных корня:
[ x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{4 \pm \sqrt{36}}{2} = \frac{4 \pm 6}{2} ]
Таким образом, корни:
[ x_1 = \frac{4 + 6}{2} = 5 ]
[ x_2 = \frac{4 - 6}{2} = -1 ]
Шаг 3: Определите характер критических точек
Для определения типа экстремума (минимум или максимум) используем второй производной тест. Найдем вторую производную функции:
[ f''(x) = \frac{d}{dx}(3x^2 - 12x - 15) ]
[ f''(x) = 6x - 12 ]
Теперь вычислим значение второй производной в критических точках:
- Для ( x = -1 ):
[ f''(-1) = 6(-1) - 12 = -6 - 12 = -18 ]
Поскольку ( f''(-1) < 0 ), это точка максимума.
- Для ( x = 5 ):
[ f''(5) = 6(5) - 12 = 30 - 12 = 18 ]
Поскольку ( f''(5) > 0 ), это точка минимума.
Итог
Функция имеет максимум в точке ( x = -1 ) и минимум в точке ( x = 5 ).