Nullpunkter og ekstremalpunkter med produkt
En funksjon \(g\) er gitt ved \(g(x) = \dfrac{1}{2}e^x \cdot (2x-1)^2\)
- Bestem eventuelle nullpunkter til funksjonen \(g\).
- Vis at \(g'(x) = \dfrac{1}{2}e^x(2x-1)(2x+3)\)
- Finn koordinatene til eventuelle topp- og bunnpunkter på grafen til \(g\).
a) \(\underline{\underline{x = \dfrac{1}{2}}}\) (dobbelt nullpunkt)
b) Se løsningsforslag.
c) Toppunkt: \(\underline{\underline{\left(-\dfrac{3}{2},\ 8e^{-3/2}\right)}}\), bunnpunkt: \(\underline{\underline{\left(\dfrac{1}{2},\ 0\right)}}\)
a
Vi ser etter \(x\) slik at \(g(x) = 0\):
Et produkt er null når minst én faktor er null. Siden \(e^x > 0\) for alle \(x\), og \(\frac{1}{2} > 0\), må
\(g\) har ett nullpunkt: \(x = \dfrac{1}{2}\) (dobbelt nullpunkt).
b
Vi deriverer \(g(x) = \dfrac{1}{2}e^x \cdot (2x-1)^2\) med produktregelen \((uv)' = u'v + uv'\):
Dermed:
Vi faktoriserer ut \(\dfrac{1}{2}e^x(2x-1)\):
Dette er det vi skulle vise. \(\square\)
c
Vi setter \(g'(x) = 0\):
Siden \(\dfrac{1}{2}e^x > 0\) for alle \(x\), må
Fortegnsskjema for \(g'(x) = \frac{1}{2}e^x \cdot (2x-1) \cdot (2x+3)\):
| \(x < -\dfrac{3}{2}\) | \(x = -\dfrac{3}{2}\) | \(-\dfrac{3}{2} < x < \dfrac{1}{2}\) | \(x = \dfrac{1}{2}\) | \(x > \dfrac{1}{2}\) | |
|---|---|---|---|---|---|
| \((2x+3)\) | \(-\) | \(0\) | \(+\) | \(+\) | \(+\) |
| \((2x-1)\) | \(-\) | \(-\) | \(-\) | \(0\) | \(+\) |
| \(g'(x)\) | \(+\) | \(0\) | \(-\) | \(0\) | \(+\) |
| \(g\) | \(\nearrow\) | topp | \(\searrow\) | bunn | \(\nearrow\) |
\(g\) har toppunkt i \(x = -\dfrac{3}{2}\) og bunnpunkt i \(x = \dfrac{1}{2}\).
Funksjonsverdi i toppunktet:
Funksjonsverdi i bunnpunktet:
Toppunkt: \(\left(-\dfrac{3}{2},\ 8e^{-3/2}\right) \approx \left(-1{,}5;\ 1{,}78\right)\)
Bunnpunkt: \(\left(\dfrac{1}{2},\ 0\right)\)