Для того чтобы построить график функции ( f(x) = x^3 - x^2 - x + 2 ) на отрезке ([-1; 2]), нужно выполнить несколько шагов, включающих нахождение ключевых точек, анализ поведения функции и построение графика.
1. Анализ функции и ее свойств:
Определение функции:
Функция является полиномом третьей степени, поэтому ее график будет представлять собой непрерывную кривую без разрывов и скачков.
2. Нахождение критических точек:
Для нахождения экстремумов функции нужно найти производную ( f'(x) ) и решить уравнение ( f'(x) = 0 ):
[ f(x) = x^3 - x^2 - x + 2 ]
Вычислим первую производную:
[ f'(x) = 3x^2 - 2x - 1 ]
Решим уравнение ( 3x^2 - 2x - 1 = 0 ):
Используем дискриминант:
[ D = b^2 - 4ac = (-2)^2 - 4 \cdot 3 \cdot (-1) = 4 + 12 = 16 ]
Корни уравнения:
[ x_1 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a} = \frac{2 + 4}{6} = 1 ]
[ x_2 = \frac{-b - \sqrt{D}}{2a} = \frac{2 - 4}{6} = -\frac{1}{3} ]
3. Точки экстремумов:
Подставим найденные значения ( x_1 ) и ( x_2 ) в функцию ( f(x) ) для нахождения значений функции в этих точках:
[ f(1) = 1^3 - 1^2 - 1 + 2 = 1 - 1 - 1 + 2 = 1 ]
[ f\left(-\frac{1}{3}\right) = \left(-\frac{1}{3}\right)^3 - \left(-\frac{1}{3}\right)^2 - \left(-\frac{1}{3}\right) + 2 = -\frac{1}{27} - \frac{1}{9} + \frac{1}{3} + 2 ]
Приведем к общему знаменателю:
[ f\left(-\frac{1}{3}\right) = -\frac{1}{27} - \frac{3}{27} + \frac{9}{27} + \frac{54}{27} = \frac{59}{27} \approx 2.19 ]
4. Проверка поведения на концах отрезка:
Вычислим значения функции на концах отрезка ([-1; 2]):
[ f(-1) = (-1)^3 - (-1)^2 - (-1) + 2 = -1 - 1 + 1 + 2 = 1 ]
[ f(2) = 2^3 - 2^2 - 2 + 2 = 8 - 4 - 2 + 2 = 4 ]
5. Построение графика:
Теперь у нас есть ключевые точки для построения графика:
- Концы отрезка: ((-1, 1)) и ((2, 4))
- Экстремумы: ((1, 1)) и (\left(-\frac{1}{3}, \frac{59}{27}\right))
6. Составление таблицы значений:
Для более точного построения графика вычислим значения функции в нескольких промежуточных точках:
( x ) | ( f(x) ) |
-1 | 1 |
-0.5 | 2.125 |
0 | 2 |
0.5 | 1.125 |
1 | 1 |
1.5 | 2.875 |
2 | 4 |
7. Построение графика:
Используя найденные значения, можно построить график функции ( f(x) = x^3 - x^2 - x + 2 ) на отрезке ([-1; 2]). Обратите внимание на ключевые точки и экстремумы.
График будет выглядеть следующим образом:
- Начинается с точки ((-1, 1))
- Поднимается до (\left(-\frac{1}{3}, \frac{59}{27}\right))
- Падает до ((1, 1))
- Затем снова поднимается до ((2, 4))
Учитывая плавные изменения и гладкие переходы, график будет иметь характерную форму кубического полинома с одним максимумом и одним минимумом на указанном отрезке.