Funktsiooni kasvamis- ja kahanemisvahemikud

iDevice ikoon Funktsiooni kasvamine ja kahanemine

Funktsiooni y = f(x) nimetatakse vahemikus ]a;b[ kasvavaks, kui selles

vahemikus alati suuremale argumendi väärtusele vastab suurem funkt-

siooni väärtus, st kui

x2 > x1, siis f(x2) > f(x1). (1)

Funktsiooni y = f(x) nimetatakse vahemikus ]a;b[ kahanevaks, kui selles

vahemikus alati suuremale argumendi väärtusele vastab väiksem

funktsiooni väärtus, st kui

x2 > x1, siis f(x2) < f(x1). (2)


Vasakpoolsel joonisel on näidatud kasvav funktsioon, parempoolsel joonisel kahanev funktsioon.



iDevice ikoon Kasvamis- ja kahanemisvahemike leidmine

Näide 1. Funktsioonil y = 3 puuduvad nii kasvamisvahemikud kui ka kahanemisvahemikud, sest valides määramispiirkonnast mis tahes kaks x väärtust näeme, et võrratustega (1) ja (2) määratud vahed võrduvad nulliga. Seega funktsioon y = 3 pole kasvav ega kahanev. Sellist funktsiooni nimetatakse konstantseks funktsiooniks.

Näide 2. Leiame funktsiooni y = x2 + 2x + 2 kasvamis- ja kahanemisvahemikud.

Funktsioonil reaalarvulisi nullkohti ei ole. Kuna ruutliikme kordaja on positiivne, siis avanevad parabooli harud ülespoole. Leiame parabooli haripunkti x koordinaadi. Saame, et xh = -1.

Kasutame nüüd viiendas näites saadud tulemusi võimegi kirja panna kasvamis- ja kahanemisvahemikud:

X= ]-1; +∞[ ja X= ]-; -1[.

Keerukamate funktsioonide korral kasutatakse kasvamis- ja kahanemisvahemike leidmisel funktsiooni tuletist.

 


iDevice ikoon Kasvamis- ja kahanemisvahemike leidmine tuletise abil

Olgu funktsioon y = ƒ(x) diferentseeruv vahemikus ]a; b[.

Kui muutuja x kõigi väärtuste puhul sellest vahemikust selle funktsiooni

tuletis on positiivne, siis funktsioon on kasvav,

tuletis on negatiivne, siis funktsioon on kahanev,

tuletis on null, siis funktsioon on konstantne.

Viga, mida tasub vältida

Mõnedes kooliraamatutes on kasutatud ka veidi erinevat käsitlust. Nimelt kõigi kasva­misvahemike ühendit nimetatakse kasvamis­piirkonnaks ja kahanemisvahemike hulka ka­hanemispiirkonnaks. Selline käsitlus ei ole matemaatiliselt korrektne. Näiteks funktsiooni y = x3 - 6x kasvamisvahemikud on ]-∞; 0[ ja ]4;+ [. Kui nüüd väita, et funktsioon kasvab piirkonnas ]-∞; 0[ U ]4;+ [., siis oleme teinud vea. Võttes piirkonnast ]-∞; 0[ U ]4;+ [ kaks x-i väärtust x1 ja x2 (nii et x1 < x2), näiteks x1 = -1 ja x2 =5,

siis saame

ƒ(-1) = (-1)3- 6(-1)2 = -7 ja

ƒ(5) = (5)3- 6(5)2 = -25.

Et -25 < -7 , siis nii "defineeritud" kasvamispiirkonnas pole täidetud tingimus x1 < x2 ƒ(x1) < ƒ(x2), s. t. sellises "kasvamispiirkonnas" argumendi väärtuste kasvades funktsiooni väärtused võivad kahaneda. Et selliseid vigu vältida, kasutame meie termineid kasvamis- ja kahanemispiirkonnad mitmuses ja ei nimeta kasvamisvahemike ühendit kasvamispiirkonnaks. Sellises piirkonnas ei pruugi funktsiooni kasvamise tingimus olla täidetud.

Näide. Leiame funktsiooni y = x3 - 3x2 - 9x + 8 kasvamis- ja kahanemisvahemikud.

Leiame kõigepealt funktsiooni tuletise: y' = 3x2 - 6x - 9 ja selle nullkohad.

ƒ'(x) = 0 3x2 - 6x - 9 = 0 x = -1 või x =3.

Kasvamisvahemikes y' > 0, seega

3x2 - 6x - 9 > 0. Siit saame kasvamis­vahe­mikud ]-; -1[ ja ]3; [.

Kahanemisvahemikkudes y' < 0, seega

3x2 - 6x - 9 < 0. Selle võrratuse lahendiks on vahemik ]-1; 3[.

Seega funktsiooni y = x3 - 3x2 - 9x + 8

kasvamisvahemikud on ]-; -1[ ja ]3; [; selle funktsiooni kahanemisvahemikuks on ]-1; 3[.


iDevice ikoon Ülesanne

Leia antud funktsiooni kasvamis- ja kahanemisvahemikud.

1) y = x2 - 4x                          2) y = x2 - 6x + 8                      3) y = 6x - x2

4) y = -x3 + 3x2 + 9x              5) y = x3 - 3x                             6) y =

7) y = 2x                                 8) y = 2-x                                   9) y = ln x

10) y = ln(-x)                       11) y = x2(x-4)                          12) y = cos 2x

Kontrollige tulemusi programmiga Wiris.