Конечно, давайте разберем данную функцию ( f(x) = \sqrt{-x^2 - 8x - 12} ).
а) Область определения функции
Для функции, содержащей квадратный корень, подкоренное выражение должно быть неотрицательным, то есть:
[
-x^2 - 8x - 12 \geq 0
]
Рассмотрим это неравенство. Сначала преобразуем его к более удобному виду:
[
-x^2 - 8x - 12 = -(x^2 + 8x + 12)
]
Теперь решим неравенство:
[
x^2 + 8x + 12 \leq 0
]
Для этого найдем корни квадратного трёхчлена (x^2 + 8x + 12 = 0) с помощью дискриминанта:
[
D = b^2 - 4ac = 8^2 - 4 \times 1 \times 12 = 64 - 48 = 16
]
Корни уравнения:
[
x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-8 \pm 4}{2}
]
[
x_1 = \frac{-8 + 4}{2} = -2, \quad x_2 = \frac{-8 - 4}{2} = -6
]
Поскольку парабола (x^2 + 8x + 12) направлена вверх, она будет меньше или равна нулю на интервале между корнями. Таким образом, область определения функции:
[
[-6, -2]
]
б) Промежутки возрастания и убывания функции
Поскольку функция задана под корнем, она определена только на интервале ([-6, -2]). Для анализа возрастания и убывания достаточно рассмотреть производную функции в этом интервале.
Однако, заметим, что подкоренная функция (-x^2 - 8x - 12) является параболой, направленной вниз. Это значит, что функция достигает своего максимума в вершине параболы, которая находится посередине между корнями, а именно в точке:
[
x = \frac{-6 + (-2)}{2} = -4
]
Таким образом, функция ( f(x) ) будет возрастать на отрезке ([-6, -4]) и убывать на отрезке ([-4, -2]).
в) Наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке ([-5, -2])
Функция ( f(x) ) определена и непрерывна на отрезке ([-5, -2]), поэтому на этом отрезке она достигает своих экстремальных значений в критических точках и на концах отрезка.
Найдём значения функции в концах отрезка и в вершине параболы (если она попадает на отрезок):
- ( x = -5 ):
[
f(-5) = \sqrt{-(-5)^2 - 8(-5) - 12} = \sqrt{-25 + 40 - 12} = \sqrt{3}
]
- ( x = -4 ) (вершина параболы):
[
f(-4) = \sqrt{-(-4)^2 - 8(-4) - 12} = \sqrt{-16 + 32 - 12} = \sqrt{4} = 2
]
- ( x = -2 ):
[
f(-2) = \sqrt{-(-2)^2 - 8(-2) - 12} = \sqrt{-4 + 16 - 12} = 0
]
Таким образом, наибольшее значение функции на отрезке ([-5, -2]) равно 2, а наименьшее — 0.