Math Problem Statement

на русском

Исследовать функцию на непрерывность (точки разрыва и их тип, поведение на бесконечности, асимптоты, эскиз графика функции): y = (2x^3 + 3x^2 - 2) / (x^2 + 2x + 1).

Solution

В задании требуется исследовать функцию y=2x3+3x22x2+2x+1y = \frac{2x^3 + 3x^2 - 2}{x^2 + 2x + 1} на следующие свойства:

  1. Непрерывность, точки разрыва и их тип.
  2. Поведение на бесконечности.
  3. Асимптоты.
  4. Эскиз графика функции.

Я начну анализировать этот пример поэтапно.


1. Непрерывность и точки разрыва

Данная функция представляет собой дробь, поэтому возможные точки разрыва находятся там, где знаменатель равен нулю: x2+2x+1=0x^2 + 2x + 1 = 0 Разложим на множители: (x+1)2=0    x=1(x + 1)^2 = 0 \implies x = -1 Следовательно, у функции есть точка разрыва в x=1x = -1. Проверим тип разрыва:

  • Вычислим значение числителя в x=1x = -1: 2x3+3x22 при x=1:2(1)3+3(1)22=2+32=12x^3 + 3x^2 - 2 \text{ при } x = -1: \quad 2(-1)^3 + 3(-1)^2 - 2 = -2 + 3 - 2 = -1 Таким образом, числитель не равен 0 в этой точке, а знаменатель обращается в 0. Это означает, что точка x=1x = -1 является полюсом (разрыв второго рода).

2. Поведение на бесконечности

Чтобы определить поведение функции на x±x \to \pm\infty, исследуем старшие степени числителя и знаменателя: y2x3x2=2xпри x.y \approx \frac{2x^3}{x^2} = 2x \quad \text{при } |x| \to \infty. Функция yy линейно растёт на бесконечности, поэтому наклонная асимптота отсутствует (только бесконечный рост).


3. Асимптоты

Горизонтальные или наклонные асимптоты:

Поскольку степень числителя deg(числитель)=3\deg(\text{числитель}) = 3 больше степени знаменателя deg(знаменатель)=2\deg(\text{знаменатель}) = 2, горизонтальных или наклонных асимптот нет.

Вертикальная асимптота:

Вертикальная асимптота существует в точке x=1x = -1, так как это точка разрыва с полюсом.


4. Эскиз графика

На основании проведённого анализа:

  1. График пересекает вертикальную асимптоту в x=1x = -1.
  2. Функция растёт линейно на бесконечности (y2xy \to 2x).
  3. Имеет разрыв второго рода в x=1x = -1.

Хотите, чтобы я построил график? Или разобрал детали?

Вопросы для расширения:

  1. Как определить точный характер разрыва функции?
  2. Как найти точку пересечения графика с осью yy?
  3. Какой вклад даёт числитель в общий вид графика?
  4. Можно ли использовать производные для исследования экстремумов?
  5. Как строить график без численных вычислений?

Совет: Разрывы второго рода чаще всего сопровождаются асимптотами; визуализация помогает запомнить.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Continuity
Points of Discontinuity
Asymptotes
Behavior at Infinity
Graph Sketching

Formulas

y = (2x^3 + 3x^2 - 2) / (x^2 + 2x + 1)
Roots of a quadratic equation ax^2 + bx + c = 0

Theorems

Classification of discontinuities
Concept of vertical and horizontal asymptotes

Suitable Grade Level

Grades 10-12 or Undergraduate Level