4. Дана функция
а) Найдите координаты точек пересечения графика функции с осями координат.
б) Исследуйте функцию на монотонность.
в) Постройте график функции
г) Длина диагонали осевого сечения цилиндра равна Найдите наибольший возможный объем такого цилиндра.
а) Нужно решить уравнение откуда
тогда
или
Значит, точки пересечения с осью абсцис это (0; 0),
Первая заодно будет точкой пересечения с осью ординат.
б) Возьмем производную функции
что положительно при и отрицательно при
или
Значит,
убывает при
возрастает при
и убывает при
в) Добавим еще несколько пунктов в исследование. Из предыдущего видно, что — точка минимума, а точка
— точка максимума функции,
Возьмем вторую производную
что отрицательно при
и положительно при
Значит, функция выпукла вверх при
и выпукла вниз при
Точка
будет точкой перегиба,
Функция
— кубический многочлен. Она определена везде и принимает все значения. Она нечетная. У нее нет асимптот. Осталось построить график.
г) Обозначим высоту цилиндра за h, а радиус основания за r. Тогда по условию
Объем конуса равен Это выражение отличается от исследовавшейся нами функции только постоянным множителем
Поэтому оно возрастает при
и убывает при
так что максимальный объем цилиндра равен
Ответ: а)
б) убывает на
возрастает на
в) см. рис.; г)
Задание парного варианта: 1970

