Для нахождения промежутков монотонности функции необходимо найти её производную, определить критические точки (точки, где производная равна нулю или не существует) и исследовать знак производной на промежутках между этими точками.
1. Находим производную функции:
$y' = (x^3 + 3x^2 - 9x - 27)' = 3x^2 + 6x - 9$
2. Находим критические точки:
Приравниваем производную к нулю и решаем квадратное уравнение:
$3x^2 + 6x - 9 = 0$
Делим обе части на 3:
$x^2 + 2x - 3 = 0$
Решаем квадратное уравнение с помощью теоремы Виета или дискриминанта.
$D = b^2 - 4ac = 2^2 - 4 * 1 * (-3) = 4 + 12 = 16$
$x_1 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a} = \frac{-2 + \sqrt{16}}{2 * 1} = \frac{-2 + 4}{2} = \frac{2}{2} = 1$
$x_2 = \frac{-b - \sqrt{D}}{2a} = \frac{-2 - \sqrt{16}}{2 * 1} = \frac{-2 - 4}{2} = \frac{-6}{2} = -3$
Итак, критические точки: $x_1 = 1$ и $x_2 = -3$.
3. Определяем промежутки монотонности:
Рассмотрим промежутки, на которые критические точки делят числовую прямую: $(-\infty; -3)$, $(-3; 1)$, $(1; +\infty)$.
* На промежутке $(-\infty; -3)$ выберем тестовое значение, например, $x = -4$. Подставим в производную:
$y'(-4) = 3(-4)^2 + 6(-4) - 9 = 3(16) - 24 - 9 = 48 - 24 - 9 = 15 > 0$. Значит, функция возрастает на этом промежутке.
* На промежутке $(-3; 1)$ выберем тестовое значение, например, $x = 0$. Подставим в производную:
$y'(0) = 3(0)^2 + 6(0) - 9 = -9 < 0$. Значит, функция убывает на этом промежутке.
* На промежутке $(1; +\infty)$ выберем тестовое значение, например, $x = 2$. Подставим в производную:
$y'(2) = 3(2)^2 + 6(2) - 9 = 3(4) + 12 - 9 = 12 + 12 - 9 = 15 > 0$. Значит, функция возрастает на этом промежутке.
4. Записываем ответ:
Функция возрастает на промежутках $(-\infty; -3]$ и $[1; +\infty)$.
Функция убывает на промежутке $[-3; 1]$.
Ответ: Функция возрастает на $(-\infty; -3]$ и $[1; +\infty)$, убывает на $[-3; 1]$.
Убрать каракули