Для построения графика функции ( y = -x^2 + 2x ), давайте рассмотрим каждый из пунктов подробно.
- Наибольшее или наименьшее значение функции:
Функция ( y = -x^2 + 2x ) представляет собой параболу, ветви которой направлены вниз (потому что коэффициент при ( x^2 ) отрицательный). Таким образом, у функции будет наибольшее значение в вершине параболы.
Для нахождения вершины параболы используем формулу для координаты вершины ( x = -\frac{b}{2a} ), где ( a = -1 ) и ( b = 2 ).
[ x = -\frac{2}{2 \cdot (-1)} = 1 ]
Теперь подставим ( x = 1 ) в уравнение функции, чтобы найти значение ( y ):
[ y = -(1)^2 + 2 \cdot 1 = -1 + 2 = 1 ]
Таким образом, наибольшее значение функции равно 1 и оно достигается при ( x = 1 ).
- Промежутки возрастания или убывания функции:
Функция возрастает на промежутке, где производная положительна, и убывает на промежутке, где производная отрицательна.
Найдем производную функции:
[ y' = -2x + 2 ]
Теперь найдем нули производной:
[ -2x + 2 = 0 ]
[ x = 1 ]
Производная меняет знак в точке ( x = 1 ). Для определения знака производной на промежутках исследуем значения производной в точках, меньших и больших 1:
При ( x < 1 ), например, ( x = 0 ):
[ y' = -2(0) + 2 = 2 ] (положительно, значит функция возрастает)
При ( x > 1 ), например, ( x = 2 ):
[ y' = -2(2) + 2 = -2 ] (отрицательно, значит функция убывает)
Таким образом, функция возрастает на промежутке ( (-\infty, 1) ) и убывает на промежутке ( (1, +\infty) ).
- Нули функции:
Для нахождения нулей функции решим уравнение ( y = 0 ):
[ -x^2 + 2x = 0 ]
[ x(-x + 2) = 0 ]
Отсюда получаем ( x = 0 ) и ( x = 2 ). Таким образом, нули функции находятся в точках ( x = 0 ) и ( x = 2 ).
- Значения ( x ), при которых ( y > 0 ) и ( y < 0 ):
Для нахождения промежутков, на которых функция принимает положительные и отрицательные значения, рассмотрим знаки функции между найденными нулями.
Рассмотрим квадратичное неравенство ( -x^2 + 2x > 0 ):
[ -x^2 + 2x > 0 ]
[ x(-x + 2) > 0 ]
Промежутки знакопостоянства определяются корнями ( x = 0 ) и ( x = 2 ):
- При ( x \in (0, 2) ), функция положительна (потому что внутри промежутка функции меняет знак на противоположный).
- При ( x \in (-\infty, 0) \cup (2, +\infty) ), функция отрицательна.
Таким образом:
- ( y > 0 ) при ( x \in (0, 2) )
- ( y < 0 ) при ( x \in (-\infty, 0) \cup (2, +\infty) )
Теперь, когда все промежутки и значения найдены, можно построить график функции ( y = -x^2 + 2x ). Это будет парабола с вершиной в точке ( (1, 1) ), пересекающая ось ( x ) в точках ( 0 ) и ( 2 ), возрастающая на промежутке ( (-\infty, 1) ) и убывающая на промежутке ( (1, +\infty) ).