Давай решим несколько задач из этих заданий.
Задача 0.19 a)
Составить уравнение касательной к графику функции $f(x) = x^3 - 6x^2$ в точке с абсциссой $a = 2$.
1. Найдем значение функции в точке $x = a = 2$:
$f(2) = (2)^3 - 6(2)^2 = 8 - 6(4) = 8 - 24 = -16$
Итак, точка касания: $(2, -16)$.
2. Найдем производную функции $f(x)$:
$f'(x) = 3x^2 - 12x$
3. Найдем значение производной в точке $x = a = 2$:
$f'(2) = 3(2)^2 - 12(2) = 3(4) - 24 = 12 - 24 = -12$
Это угловой коэффициент касательной $k = -12$.
4. Уравнение касательной имеет вид: $y = f'(a)(x - a) + f(a)$.
Подставляем найденные значения:
$y = -12(x - 2) - 16$
$y = -12x + 24 - 16$
$y = -12x + 8$
Ответ: Уравнение касательной: $y = -12x + 8$.
Задача 0.19 б)
Составить уравнение касательной к графику функции $f(x) = \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2}$ в точке с абсциссой $a = 1$.
1. Найдем значение функции в точке $x = a = 1$:
$f(1) = \frac{1}{1} + \frac{1}{1^2} = 1 + 1 = 2$
Итак, точка касания: $(1, 2)$.
2. Найдем производную функции $f(x)$:
$f(x) = x^{-1} + x^{-2}$
$f'(x) = -1x^{-2} - 2x^{-3} = -\frac{1}{x^2} - \frac{2}{x^3}$
3. Найдем значение производной в точке $x = a = 1$:
$f'(1) = -\frac{1}{1^2} - \frac{2}{1^3} = -1 - 2 = -3$
Это угловой коэффициент касательной $k = -3$.
4. Уравнение касательной имеет вид: $y = f'(a)(x - a) + f(a)$.
Подставляем найденные значения:
$y = -3(x - 1) + 2$
$y = -3x + 3 + 2$
$y = -3x + 5$
Ответ: Уравнение касательной: $y = -3x + 5$.
Задача 0.19 в)
Составить уравнение касательной к графику функции $f(x) = \frac{12}{\sqrt{x}} - x$ в точке с абсциссой $a = 9$.
1. Найдем значение функции в точке $x = a = 9$:
$f(9) = \frac{12}{\sqrt{9}} - 9 = \frac{12}{3} - 9 = 4 - 9 = -5$
Итак, точка касания: $(9, -5)$.
2. Найдем производную функции $f(x)$:
$f(x) = 12x^{-\frac{1}{2}} - x$
$f'(x) = 12(-\frac{1}{2})x^{-\frac{3}{2}} - 1 = -6x^{-\frac{3}{2}} - 1 = -\frac{6}{x^{\frac{3}{2}}} - 1$
3. Найдем значение производной в точке $x = a = 9$:
$f'(9) = -\frac{6}{9^{\frac{3}{2}}} - 1 = -\frac{6}{(\sqrt{9})^3} - 1 = -\frac{6}{3^3} - 1 = -\frac{6}{27} - 1 = -\frac{2}{9} - 1 = -\frac{11}{9}$
Это угловой коэффициент касательной $k = -\frac{11}{9}$.
4. Уравнение касательной имеет вид: $y = f'(a)(x - a) + f(a)$.
Подставляем найденные значения:
$y = -\frac{11}{9}(x - 9) - 5$
$y = -\frac{11}{9}x + 11 - 5$
$y = -\frac{11}{9}x + 6$
Ответ: Уравнение касательной: $y = -\frac{11}{9}x + 6$.
Задача 0.20 a)
Составить уравнение касательной к графику функции $g(x) = \frac{1}{3}x^3 - 2$, которая параллельна прямой $y = 9x - 1$.
1. Найдем производную функции $g(x)$:
$g'(x) = x^2$
2. Угловой коэффициент прямой $y = 9x - 1$ равен 9. Так как касательная параллельна этой прямой, то угловой коэффициент касательной также равен 9.
$g'(x) = 9$
$x^2 = 9$
$x = \pm 3$
3. Найдем значения функции $g(x)$ в точках $x = 3$ и $x = -3$:
$g(3) = \frac{1}{3}(3)^3 - 2 = \frac{1}{3}(27) - 2 = 9 - 2 = 7$
$g(-3) = \frac{1}{3}(-3)^3 - 2 = \frac{1}{3}(-27) - 2 = -9 - 2 = -11$
Итак, точки касания: $(3, 7)$ и $(-3, -11)$.
4. Уравнение касательной имеет вид: $y = g'(a)(x - a) + g(a)$.
Для точки $(3, 7)$:
$y = 9(x - 3) + 7$
$y = 9x - 27 + 7$
$y = 9x - 20$
Для точки $(-3, -11)$:
$y = 9(x + 3) - 11$
$y = 9x + 27 - 11$
$y = 9x + 16$
Ответ: Уравнения касательных: $y = 9x - 20$ и $y = 9x + 16$.
Внимательно изучи эти примеры, и ты сможешь решить остальные задачи самостоятельно! Удачи!
Убрать каракули