3. Исследование функции \( f(x) = 2x^4 - 8x^3 + 12 \) на монотонность и экстремум:
- Найдём первую производную функции:
\( f'(x) = (2x^4 - 8x^3 + 12)' = 8x^3 - 24x^2 \) - Приравняем производную к нулю, чтобы найти критические точки:
\( 8x^3 - 24x^2 = 0 \)
\( 8x^2(x - 3) = 0 \)
Критические точки: \( x = 0 \) и \( x = 3 \). - Определим знаки производной на интервалах, образованных критическими точками:
- Интервал \( (-\infty, 0) \): Возьмём \( x = -1 \). \( f'(-1) = 8(-1)^2(-1 - 3) = 8(1)(-4) = -32 < 0 \). Функция убывает.
- Интервал \( (0, 3) \): Возьмём \( x = 1 \). \( f'(1) = 8(1)^2(1 - 3) = 8(1)(-2) = -16 < 0 \). Функция убывает.
- Интервал \( (3, +\infty) \): Возьмём \( x = 4 \). \( f'(4) = 8(4)^2(4 - 3) = 8(16)(1) = 128 > 0 \). Функция возрастает.
- Определим точки экстремума:
В точке \( x = 3 \) производная меняет знак с минуса на плюс, значит, это точка минимума.
В точке \( x = 0 \) производная не меняет знак (остается отрицательной), значит, это не точка экстремума (точка перегиба). - Вычислим значение функции в точке минимума:
\( f(3) = 2(3)^4 - 8(3)^3 + 12 = 2(81) - 8(27) + 12 = 162 - 216 + 12 = -42 \)
Выводы:
- Функция убывает на интервалах \( (-\infty, 0) \) и \( (0, 3) \).
- Функция возрастает на интервале \( (3, +\infty) \).
- Точка минимума: \( x = 3 \). Минимальное значение функции: \( f(3) = -42 \).
- Точка \( x = 0 \) не является точкой экстремума.
Ответ: Функция убывает на \( (-\infty, 3) \), возрастает на \( (3, +\infty) \). Точка минимума \( x=3 \), \( f_{min} = -42 \).