Тема . Математический анализ

.23 Производные функции в точке

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математический анализ
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#41696

При каких значениях параметров a,b  функция

       (  x
       { e            при x ≤ 0
f (x ) = ( 2
         x  + ax+  b,  при x > 0

будет дифференцируемой в каждой точке x0 ∈ ℝ  ?

Показать ответ и решение

Понятно, что если x < 0  или если x > 0,  то мы будем иметь в одном случае, что f (x) = ex,  а в другом, соответственно -         2
f(x) = x + ax + b.  Обе эти функции дифференцируемы в любой точке что строго меньше, что строго больше 0.  Следовательно, мы очевидно можем заключить, что наша функция f (x )  уже и так дифференцируема в любой точке x0 ∈ ℝ,  кроме точки x0 = 0,  про которую мы сейчас и попробуем выяснить, что нам нужно, чтобы в ней тоже f(x)  оказалась дифференцируема.

Что же происходит в этой точке x  = 0
 0  ?

Ясно, что мы просто по сути приклеиваем к экспоненте слева параболу с ветвями вверх справа. Причём у параболы мы можем за счёт выбора a  и b  менять размах ветвей и высоту подъема над x0 = 0.
Итак, от нас требуется чтобы f(x)  была дифференцируемой в точке x0 = 0.  Но слева производная у f(x)  равна производной в нуле у ex,  то есть равна e0 = 1.  А справа у f(x)  производная равна   2         ′
(x  + ax+  b) (0) = a.  Следовательно, чтобы f(x)  была дифференцируема в нуле, необходимо и достаточно, чтобы a = 1.

Но неужели на этом всё? То есть b  можно взять любым? - Конечно, нет. Ведь дифференцируемая в точке функция обязана быть непрерывной в этой точке. А коэффициентом b  мы и можем как раз поднять или опустить параболу так, чтобы она непрерывно "приклеилась"  к левому куску экспоненты.
Итак, чтобы f(x)  была ещё и непрерывна в нуле, нужно, чтобы её значение слева от 0  было равно значению справа. Слева она равна  0
e = 1,  а справа как раз b.  Значит, для непрерывности необходимо и достаточно, чтобы b = 1.  Итого, мы получили, что a = 1,b = 1.
Давайте посмотрим на то, как будет выглядеть график f (x ),  чтобы проверить себя, что мы действительно получили дифференцируемую склейку. Итак,

       (
       { ex           при x ≤ 0
f(x) = (
         x2 + x + 1, при x > 0

PIC

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!