Math Problem Statement

Styczna do funkcji f(x) = (x+1)sqrt^3(3-x) i m_o = 1 wzor na styczna to y = f(x_o) + f'(x_o) * (x - x_o)

Solution

Aby znaleźć wzór na styczną do funkcji f(x)=(x+1)3x3f(x) = (x+1)\sqrt[3]{3-x} w punkcie xox_o, musimy przejść przez kilka kroków:

  1. Obliczyć wartość funkcji w punkcie xox_o: f(xo)f(x_o)

  2. Obliczyć pochodną funkcji: f(x)f'(x) – pochodna funkcji względem xx.

  3. Obliczyć wartość pochodnej w punkcie xox_o: f(xo)f'(x_o)

  4. Podstawienie tych wartości do wzoru na styczną: Wzór na styczną to: y=f(xo)+f(xo)(xxo)y = f(x_o) + f'(x_o) \cdot (x - x_o)

Na początku musimy określić, w którym punkcie chcesz znaleźć styczną, ponieważ podano jedynie mo=1m_o = 1, co może oznaczać, że współczynnik kierunkowy stycznej (pochodna w tym punkcie) ma wynosić 1. Jeśli to prawda, to musimy znaleźć taki punkt xox_o, dla którego f(xo)=1f'(x_o) = 1.

Krok 1: Obliczmy pochodną funkcji f(x)f(x)

Mamy funkcję: f(x)=(x+1)3x3f(x) = (x + 1) \sqrt[3]{3 - x}

Aby obliczyć pochodną, będziemy stosować regułę iloczynu i łańcuchową.

Po pierwsze, zapiszmy funkcję w bardziej wygodnej formie: f(x)=(x+1)(3x)1/3f(x) = (x + 1)(3 - x)^{1/3}

Pochodna tej funkcji to: f(x)=ddx[(x+1)(3x)1/3]f'(x) = \frac{d}{dx} \left[ (x + 1) \cdot (3 - x)^{1/3} \right]

Stosując regułę iloczynu: f(x)=ddx(x+1)(3x)1/3+(x+1)ddx(3x)1/3f'(x) = \frac{d}{dx} (x + 1) \cdot (3 - x)^{1/3} + (x + 1) \cdot \frac{d}{dx} (3 - x)^{1/3}

Pochodna pierwszego składnika to: ddx(x+1)=1\frac{d}{dx} (x + 1) = 1

Pochodna drugiego składnika: ddx(3x)1/3=13(3x)2/3(1)=13(3x)2/3\frac{d}{dx} (3 - x)^{1/3} = \frac{1}{3} (3 - x)^{-2/3} \cdot (-1) = -\frac{1}{3} (3 - x)^{-2/3}

Podstawiając to do wzoru: f(x)=(3x)1/3(x+1)13(3x)2/3f'(x) = (3 - x)^{1/3} - (x + 1) \cdot \frac{1}{3} (3 - x)^{-2/3}

Krok 2: Obliczmy punkt xox_o, dla którego f(xo)=1f'(x_o) = 1

Teraz chcemy znaleźć taki punkt xox_o, w którym pochodna wynosi 1: f(xo)=1f'(x_o) = 1

Podstawiamy pochodną: (3xo)1/3(xo+1)3(3xo)2/3=1(3 - x_o)^{1/3} - \frac{(x_o + 1)}{3} (3 - x_o)^{-2/3} = 1

Rozwiązywanie tego równania może wymagać przybliżonych metod numerycznych (np. Newtona) lub dalszej manipulacji algebraicznej. Jednakże w przypadku mo=1m_o = 1, można rozwiązać to równanie, aby znaleźć xox_o.

Krok 3: Obliczanie wzoru na styczną

Kiedy już znajdziesz punkt xox_o i masz wartość f(xo)=1f'(x_o) = 1, podstawiasz wartości do wzoru na styczną: y=f(xo)+f(xo)(xxo)y = f(x_o) + f'(x_o) \cdot (x - x_o) co w tym przypadku upraszcza się do: y=f(xo)+(xxo)y = f(x_o) + (x - x_o)

Jeśli chcesz, mogę spróbować wyznaczyć dokładną wartość punktu xox_o, ale wymagałoby to rozwiązania wspomnianego równania.

Czy chciałbyś, abym kontynuował obliczenia? A może masz dodatkowe pytania dotyczące tego zagadnienia?


Rozszerzenia:

  1. Jak obliczyć pochodną funkcji złożonej (np. f(x)=(3x)1/3f(x) = (3 - x)^{1/3})?
  2. Jakie techniki numeryczne można wykorzystać do rozwiązania równań nieliniowych, takich jak to dla f(xo)=1f'(x_o) = 1?
  3. Co to jest reguła iloczynu i jak ją zastosować w bardziej złożonych przypadkach?
  4. Jakie są właściwości stycznej do funkcji w różnych punktach xox_o?
  5. Jak interpretować geometrię stycznej i jej zastosowanie w analizie funkcji?

Tip: Aby znaleźć styczną do funkcji w punkcie, zawsze oblicz wartość funkcji i jej pochodnej w tym punkcie, a potem zastosuj wzór na styczną.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Differentiation
Tangent Line
Chain Rule
Product Rule

Formulas

y = f(x_o) + f'(x_o) * (x - x_o)
f'(x) = d/dx [(x+1)(3-x)^(1/3)]
Chain Rule: d/dx [g(h(x))] = g'(h(x)) * h'(x)
Product Rule: d/dx [u(x)v(x)] = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)

Theorems

Chain Rule
Product Rule

Suitable Grade Level

Undergraduate Mathematics or Advanced High School Calculus