Используя методы Эйлера и Рунге-Кутта, составьте таблицу приближенных значений интеграла дифференциального уравнения , удовлетворяющего начальным условиям у(0)=1 на отрезке [0; 0.5] с шагом h=0.1. Все вычисления вести с 3 десятичными знаками. у ' =(х+у)2

1. Чтобы начертить графики, необходимо составить таблицу значений для каждого выражения для соответствующих значений x:

 

x2+6x+8,еслиx∈[−6;−1].

 

x  

−6

−5

−4

−3

−2

−1

y        

 

x+2−−−−√+2,еслиx∈(−1;2].

 

x  

−1

0

1

2

y      

 

2. Заполняем обе таблицы значениями y, которые можно вычислить, подставив в выражение вместо x соответствующие значения аргумента:

 

x2+6x+8,еслиx∈[−6;−1];

 

a) y=(−6)2+6⋅(−6)+8=36−36+8=8;

b) y=(−5)2+6⋅(−5)+8=25−30+8=3;

c) y=(−4)2+6⋅(−4)+8=16−24+8=0;

d) y=(−3)2+6⋅(−3)+8=9−18+8=−1;

e) y=(−2)2+6⋅(−2)+8=4−12+8=0;

f) y=(−1)2+6⋅(−1)+8=1−6+8=3.

 

x  

−6

−5

−4

−3

−2

−1

y  

8  

3  

0  

−1  

0  

3

 

x+2−−−−√+2,еслиx∈(−1;2];

 

y=−1+2−−−−−−√+2=1–√+2=1+2=3;

y=0+2−−−−√+2=2–√+2≈1,41+2≈3,41;

y=1+2−−−−√+2=3–√+2≈1,73+2≈3,73;

y=2+2−−−−√+2=4–√+2=2+2=4.

 

x  

−1

0

1

2

y  

3  

3,41  

3,73  

4

 

3. Чертим график функции.

 

a4.png

При значении x, равном −1, по интервалу первого выражения точка должна быть закрашенной, но по интервалу второго выражения точка должна быть незакрашенной. В этой ситуации точка на чертеже должна быть закрашенной.

 

4. Интервалы возрастания и убывания функции определяем по оси x. Если при возрастании значений x значения функции возрастают (на рис. график идёт вверх), то на этом интервале функция возрастает. Если при возрастании значений x значения функции убывают (на рис. график идёт вниз), то на этом интервале функция убывает.

 

a4.png

 

Интервал возрастания функции: x∈[−3;2].

Интервал убывания функции: x∈[−6;−3].

 

5. Точку, в которой функция непрерывна и меняется с возрастающей на убывающую, называют максимумом функции. Точку, в которой функция непрерывна и меняется с убывающей на возрастающую, называют минимумом функции. Минимумы и максимумы функции называются экстремумами. Поэтому экстремумом функции является f(−3) = −1 (минимум функции).

 

6. Наибольшее и наименьшее значения функции находят по оси y, и они часто совпадают с экстремумами функции. Разница в том, что наибольшее и наименьшее значения есть в том случае, когда функция прерывается. В данном примере наибольшим значением функции является f(−6) = 8, наименьшим значением функции является f(−3) = −1.

 

7. Положительные и отрицательные значения функции определяют по оси x. Та часть функции, график которой находится ниже оси x, является отрицательной, а та, которая находится выше оси x, является положительной. Следовательно, функция положительна, если x∈[−6;−4)∪(−2;2], и отрицательна, если x∈(−4;−2).

 

8. Так как функция не симметрична ни относительно оси y , ни относительно начала координат, то она является ни чётной, ни нечётной.

 

9. Нулями функции являются те значения, при которых функция касается или пересекает ось x:

 

x1=−4,т. к.f(−4)=0;

x2=−2,т. к.f(−2)=0.

 

10. Точки пересечения с осями x и y можно определить по графику:

 

a) точки пересечения с осью x: (−4;0) и (−2;0);

б) точка пересечения с осью y: (0;3,41).

Объяснение:

1.Найти экстремумы функций:

1) f(x)=х^3-х^2-х +2 2) f(x)= (8 -7х)*е^х

2.Найти интервалы возрастания и убывания функции f(x)=х^3-х^2-х +2

1

1)f`(x)=3x²-2x-1=0

D=4+12=16

x1=(2-4)/6=-1/3

x2=(2+4)/6=1

+ _ +

(-1/3)(1)

max min

ymax=-1/27-1/9+1/3+2=(-1-3+9+54)/27=59/27

ymin=1-1-1+2=1

2)f`(x)=-7e^x+(8-7x)e^x=e^x*(-7+8-7x)=0

1-7x=0

x=1/7

+ _

(1/7)

max

ymax=(8-1)*e^(1/7)=e^(1/7)

2

f`(x)=3x²-2x-1=0

D=4+12=16

x1=(2-4)/6=-1/3

x2=(2+4)/6=1

+ _ +

(-1/3)(1)

возр убыв возр

3

смотреть 1

x=-1/3∈[-1;3/2]

x=1∈[-1;3/2]

y(-1)=-1-1+1+2=1

y(-1/3)=59/27 наиб

4

y(1)=1

y(3/2)=27/8-9/4-3/2+2=(27-27-12+16)/8=1/2 наим

5

f`(x)=3x²-2x-1

f``(x)=6x-2 прямая проходит через точки (0:-2) и (1;4)