Каковы максимальное и минимальное значения функции y=20⋅sin7x+21⋅cos7x?
Muzykalnyy_Elf
Для нахождения максимальных и минимальных значений функции \(y = 20\sin(7x) + 21\cos(7x)\) мы можем использовать метод нахождения экстремумов функции. Для начала вспомним, что функции \(\sin(x)\) и \(\cos(x)\) являются периодическими функциями с периодом \(2\pi\). Исходя из этого, мы можем сделать вывод, что исследуемая функция также будет иметь период \(2\pi\).
Итак, наша задача - найти максимальное и минимальное значение функции \(y\) на одном периоде. Для этого мы сначала найдем точки, в которых функция достигает своих максимальных и минимальных значений внутри одного периода.
1) Найдем точки, в которых производная функции равна нулю. Для этого возьмем производную и приравняем ее к нулю:
\[
\frac{dy}{dx} = 20 \cdot 7 \cos(7x) - 21 \cdot 7 \sin(7x) = 0
\]
Упростив выражение, получим:
\[
\cos(7x) = \frac{21}{20}\sin(7x)
\]
Данное уравнение выполняется только при определенных значениях \(x\), соответствующих точкам, в которых функция достигает своих экстремальных значений. Для нахождения этих значений, можем поделить обе части уравнения на \(\sin(7x)\):
\[
\frac{\cos(7x)}{\sin(7x)} = \frac{21}{20}
\]
Используя формулу тангенса двойного угла, получим:
\[
\tan(7x) = \frac{21}{20}
\]
Теперь найдем значения \(x\), для которых выполняется данное уравнение. Поскольку тангенс является периодической функцией с периодом \(\pi\), то в общем случае решение данного уравнения можно представить так:
\[
7x = \arctan\left(\frac{21}{20}\right) + k\pi, \quad k \in Z
\]
Далее, чтобы найти конкретные значения \(x\), нам нужно разделить оба выражения на 7:
\[
x = \frac{\arctan\left(\frac{21}{20}\right) + k\pi}{7}, \quad k \in Z
\]
Таким образом, получаем бесконечное количество решений для значения \(x\) в интервале одного периода.
2) Теперь остается вычислить значения функции \(y\) в найденных точках (максимальных и минимальных), чтобы определить максимальное и минимальное значение функции \(y\). Для этого подставим найденные значения \(x\) в исходную функцию \(y = 20\sin(7x) + 21\cos(7x)\).
Таким образом, максимальное и минимальное значения функции \(y\) будут равны:
Максимальное значение:
\[
y_{\max} = 20\sin(7x_{\max}) + 21\cos(7x_{\max})
\]
Минимальное значение:
\[
y_{\min} = 20\sin(7x_{\min}) + 21\cos(7x_{\min})
\]
Где \(x_{\max}\) и \(x_{\min}\) - значения \(x\) при которых \(y\) достигает максимального и минимального значения соответственно.
Пожалуйста, обратите внимание, что точные значения \(x_{\max}\) и \(x_{\min}\) представляют собой бесконечную последовательность, так как функция является периодической. Однако, мы можем конкретизировать значения \(y_{\max}\) и \(y_{\min}\) при подстановке конкретных \(x\) в исходную функцию. Конкретные значения максимального и минимального значения функции \(y\) можете найти самостоятельно, подставив найденные \(x\) в исходное уравнение.
Итак, наша задача - найти максимальное и минимальное значение функции \(y\) на одном периоде. Для этого мы сначала найдем точки, в которых функция достигает своих максимальных и минимальных значений внутри одного периода.
1) Найдем точки, в которых производная функции равна нулю. Для этого возьмем производную и приравняем ее к нулю:
\[
\frac{dy}{dx} = 20 \cdot 7 \cos(7x) - 21 \cdot 7 \sin(7x) = 0
\]
Упростив выражение, получим:
\[
\cos(7x) = \frac{21}{20}\sin(7x)
\]
Данное уравнение выполняется только при определенных значениях \(x\), соответствующих точкам, в которых функция достигает своих экстремальных значений. Для нахождения этих значений, можем поделить обе части уравнения на \(\sin(7x)\):
\[
\frac{\cos(7x)}{\sin(7x)} = \frac{21}{20}
\]
Используя формулу тангенса двойного угла, получим:
\[
\tan(7x) = \frac{21}{20}
\]
Теперь найдем значения \(x\), для которых выполняется данное уравнение. Поскольку тангенс является периодической функцией с периодом \(\pi\), то в общем случае решение данного уравнения можно представить так:
\[
7x = \arctan\left(\frac{21}{20}\right) + k\pi, \quad k \in Z
\]
Далее, чтобы найти конкретные значения \(x\), нам нужно разделить оба выражения на 7:
\[
x = \frac{\arctan\left(\frac{21}{20}\right) + k\pi}{7}, \quad k \in Z
\]
Таким образом, получаем бесконечное количество решений для значения \(x\) в интервале одного периода.
2) Теперь остается вычислить значения функции \(y\) в найденных точках (максимальных и минимальных), чтобы определить максимальное и минимальное значение функции \(y\). Для этого подставим найденные значения \(x\) в исходную функцию \(y = 20\sin(7x) + 21\cos(7x)\).
Таким образом, максимальное и минимальное значения функции \(y\) будут равны:
Максимальное значение:
\[
y_{\max} = 20\sin(7x_{\max}) + 21\cos(7x_{\max})
\]
Минимальное значение:
\[
y_{\min} = 20\sin(7x_{\min}) + 21\cos(7x_{\min})
\]
Где \(x_{\max}\) и \(x_{\min}\) - значения \(x\) при которых \(y\) достигает максимального и минимального значения соответственно.
Пожалуйста, обратите внимание, что точные значения \(x_{\max}\) и \(x_{\min}\) представляют собой бесконечную последовательность, так как функция является периодической. Однако, мы можем конкретизировать значения \(y_{\max}\) и \(y_{\min}\) при подстановке конкретных \(x\) в исходную функцию. Конкретные значения максимального и минимального значения функции \(y\) можете найти самостоятельно, подставив найденные \(x\) в исходное уравнение.
Знаешь ответ?