Wyznacz wartość największą i najmniejszą funkcji [tex]f(x) = \frac{4x^{2} }{x^{2} +1}[/tex] w przedziale <0,2>



Odpowiedź :

Rozwiązanie:

[tex]f(x)=\frac{4x^{2}}{x^{2}+1} \\<0,2>[/tex]

Obliczamy pochodną funkcji:

[tex]f'(x)=\frac{8x(x^{2}+1)-2x*4x^{2}}{(x^{2}+1)^{2}} =\frac{8x^{3}+8x-8x^{3}}{(x^{2}+1)^{2}} =\frac{8x}{(x^{2}+1)^{2}}[/tex]

Obliczamy miejsca zerowe pochodnej:

[tex]f'(x)=0 \iff 8x=0\\x=0[/tex]

Szkicujemy wykres pochodnej (załącznik) i odczytujemy:

[tex]f'(x)>0 \ dla \ x \in (0,\infty)\\f'(x)=0 \ dla \ x=0\\f'(x)<0 \ dla \ x \in (-\infty,0)[/tex]

To oznacza, że [tex]f(x)[/tex] rośnie dla [tex]x \in (0,\infty)[/tex] i

[tex]f(0)=0[/tex]

Skoro funkcja jest rosnąca w rozważanym przedziale, to największą wartością tej funkcji w tym przedziale jest:

[tex]f(2)=\frac{16}{5}[/tex]

Zobacz obrazek Louie314