Страница 79 - гдз по алгебре 11 класс учебник Мерзляк, Номировский

Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016

Авторы: Мерзляк А. Г., Номировский Д. А., Полонский В. Б., Якир М. С.

Тип: Учебник

Издательство: Просвещение

Год издания: 2016 - 2025

Уровень обучения: базовый

Цвет обложки: синий, зелёный

Допущено Министерством просвещения Российской Федерации

Математика. Алгебра и начала математического анализа

Популярные ГДЗ в 11 классе

Cтраница 79

Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79
№1 (с. 79)
Учебник. №1 (с. 79)
скриншот условия
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 1, Учебник

1. Какую функцию называют первообразной данной функции на заданном промежутке?

Решение 2. №1 (с. 79)
1.

Функцию $F(x)$ называют первообразной для функции $f(x)$ на некотором заданном промежутке $I$, если для всех значений $x$ из этого промежутка справедливо равенство:

$F'(x) = f(x)$

Это означает, что первообразная — это такая функция, производная которой равна исходной функции $f(x)$. Нахождение первообразной (или интегрирование) является операцией, обратной дифференцированию.

Пример:

Для функции $f(x) = 2x$, первообразной является функция $F(x) = x^2$, потому что производная от $x^2$ равна $2x$, то есть $(x^2)' = 2x$.

Важно понимать, что если функция $f(x)$ имеет одну первообразную $F(x)$, то она имеет бесконечное множество первообразных. Все они отличаются друг от друга на произвольную постоянную величину $C$ и имеют вид $F(x) + C$. Это связано с тем, что производная любой константы равна нулю: $(F(x) + C)' = F'(x) + C' = f(x) + 0 = f(x)$. Множество всех первообразных для функции $f(x)$ называется неопределенным интегралом от функции $f(x)$ и обозначается $\int f(x) \,dx$.

Ответ: Первообразной для функции $f(x)$ на заданном промежутке называют такую функцию $F(x)$, производная которой в каждой точке этого промежутка равна $f(x)$, то есть $F'(x) = f(x)$.

№2 (с. 79)
Учебник. №2 (с. 79)
скриншот условия
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 2, Учебник

2. Сформулируйте основное свойство первообразной.

Решение 2. №2 (с. 79)

Основное свойство первообразной, которое является фундаментальной теоремой в интегральном исчислении, устанавливает связь между всеми возможными первообразными для одной и той же функции.

Формулировка свойства следующая: если функция $F(x)$ является первообразной для функции $f(x)$ на некотором промежутке $I$, то любая другая первообразная для $f(x)$ на этом же промежутке может быть представлена в виде $F(x) + C$, где $C$ — произвольная постоянная (константа).

Это свойство включает в себя два утверждения:

1. Любая функция вида $F(x) + C$ является первообразной для $f(x)$.

2. Для любой первообразной $G(x)$ функции $f(x)$ существует такая константа $C$, что $G(x) = F(x) + C$.

Доказательство:

Сначала докажем первое утверждение. Чтобы показать, что функция $Y(x) = F(x) + C$ является первообразной для $f(x)$, нужно найти ее производную и убедиться, что она равна $f(x)$. Используя правило дифференцирования суммы, получаем: $$Y'(x) = (F(x) + C)' = F'(x) + (C)'$$ По условию, $F(x)$ — первообразная для $f(x)$, следовательно, $F'(x) = f(x)$. Производная от константы $C$ равна нулю, то есть $(C)'=0$. Таким образом: $$Y'(x) = f(x) + 0 = f(x)$$ Это доказывает, что любая функция вида $F(x) + C$ является первообразной для $f(x)$.

Теперь докажем второе утверждение. Пусть $G(x)$ — это какая-либо другая (произвольная) первообразная для функции $f(x)$ на том же промежутке $I$. Это означает, что $G'(x) = f(x)$. Рассмотрим разность двух первообразных, $F(x)$ и $G(x)$, и обозначим ее как новую функцию $\Phi(x) = G(x) - F(x)$. Найдем производную этой функции: $$\Phi'(x) = (G(x) - F(x))' = G'(x) - F'(x) = f(x) - f(x) = 0$$ Из дифференциального исчисления известно (как следствие из теоремы Лагранжа), что если производная функции равна нулю на всем промежутке, то сама функция на этом промежутке является постоянной. Следовательно, $\Phi(x) = C$ для некоторой константы $C$. Из этого следует, что $G(x) - F(x) = C$, что эквивалентно $G(x) = F(x) + C$. Это доказывает, что любая первообразная $G(x)$ отличается от первообразной $F(x)$ на некоторую константу.

Геометрический смысл этого свойства состоит в том, что графики всех первообразных для данной функции $f(x)$ представляют собой семейство кривых, которые получаются друг из друга путем параллельного переноса вдоль оси ординат $Oy$.

Совокупность всех первообразных для функции $f(x)$ называется неопределенным интегралом от функции $f(x)$ и обозначается $\int f(x) \,dx$. Таким образом, основное свойство первообразной позволяет записать: $$\int f(x) \,dx = F(x) + C$$

Ответ: Основное свойство первообразной гласит, что если $F(x)$ является одной из первообразных для функции $f(x)$ на заданном промежутке, то все множество первообразных для $f(x)$ на этом промежутке задается формулой $F(x) + C$, где $C$ — произвольная постоянная.

№3 (с. 79)
Учебник. №3 (с. 79)
скриншот условия
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 3, Учебник

3. Какую запись называют общим видом первообразных функции $f$ на заданном промежутке?

Решение 2. №3 (с. 79)

Функция $F(x)$ называется первообразной для функции $f(x)$ на заданном промежутке, если для всех $x$ из этого промежутка выполняется равенство $F'(x) = f(x)$. То есть, производная от первообразной $F(x)$ равна исходной функции $f(x)$.

Основная теорема о первообразных гласит, что если $F(x)$ является одной из первообразных для функции $f(x)$, то любая другая первообразная для $f(x)$ может быть представлена в виде $F(x) + C$, где $C$ — это произвольная постоянная (константа). Это следует из того факта, что производная любой константы равна нулю: $(F(x) + C)' = F'(x) + C' = f(x) + 0 = f(x)$. Таким образом, существует целое семейство функций-первообразных, которые отличаются друг от друга на постоянное слагаемое.

Какую запись называют общим видом первообразных функции f на заданном промежутке?
Совокупность всех первообразных для функции $f(x)$ на заданном промежутке и называют общим видом первообразных. Эта совокупность записывается в виде следующего выражения:

$F(x) + C$

В этой записи:

  • $F(x)$ — это одна, любая конкретная, первообразная для функции $f(x)$.
  • $C$ — произвольная постоянная (или, как ее еще называют, константа интегрирования), $C \in \mathbb{R}$.

Эта запись охватывает все без исключения функции, которые являются первообразными для $f(x)$ на данном промежутке, и представляет собой семейство функций.

Ответ: Общим видом первообразных функции $f$ на заданном промежутке называют запись $F(x) + C$, где $F(x)$ — одна из первообразных для функции $f$, а $C$ — произвольная постоянная.

№4 (с. 79)
Учебник. №4 (с. 79)
скриншот условия
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 4, Учебник

4. Что называют неопределённым интегралом функции $f$ на промежутке $I$?

Решение 2. №4 (с. 79)

Чтобы дать определение неопределённому интегралу, необходимо сначала рассмотреть понятие первообразной функции.

Функция $F(x)$ называется первообразной для функции $f(x)$ на некотором промежутке $I$, если для любого $x$ из этого промежутка выполняется следующее равенство: $$F'(x) = f(x)$$ Это означает, что производная от первообразной функции $F(x)$ равна исходной функции $f(x)$.

Если для функции $f(x)$ найдена одна первообразная $F(x)$, то любая другая функция вида $G(x) = F(x) + C$, где $C$ — произвольная постоянная, также будет являться её первообразной. Это wynikaет из того, что производная от константы равна нулю: $G'(x) = (F(x) + C)' = F'(x) + (C)' = f(x) + 0 = f(x)$. Таким образом, у функции существует целое семейство первообразных, отличающихся друг от друга на константу.

Неопределённым интегралом функции $f$ на промежутке $I$ называют совокупность всех её первообразных на этом промежутке.

Обозначается неопределённый интеграл символом $\int$ и записывается следующим образом: $$\int f(x)dx = F(x) + C$$ В этой формуле:

  • $\int$ — это знак интеграла.
  • $f(x)$ — подынтегральная функция.
  • $f(x)dx$ — подынтегральное выражение.
  • $F(x)$ — одна из первообразных для функции $f(x)$.
  • $C$ — произвольная постоянная, называемая постоянной интегрирования.

Процесс нахождения неопределённого интеграла называется интегрированием и является операцией, обратной дифференцированию.

Ответ: Неопределённым интегралом функции $f$ на промежутке $I$ называется совокупность всех её первообразных на этом промежутке. Если $F(x)$ является одной из первообразных для функции $f(x)$ (то есть $F'(x) = f(x)$), то неопределённый интеграл записывается как $\int f(x)dx = F(x) + C$, где $C$ — произвольная постоянная.

№9.1 (с. 79)
Учебник. №9.1 (с. 79)
скриншот условия
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 9.1, Учебник

9.1. Определите, является ли функция F первообразной функции f:

1) $F(x) = 3x^2 + x - 2, f(x) = 6x + 1;$

2) $F(x) = x^{-4}, f(x) = -4x^{-5}$ на промежутке $(0; +\infty);$

3) $F(x) = \sin x + 3, f(x) = \cos x + 3;$

4) $F(x) = \cos 2x, f(x) = -\sin 2x;$

5) $F(x) = \sqrt{2x + 1}, f(x) = \frac{1}{\sqrt{2x + 1}}$ на промежутке $(-\frac{1}{2}; +\infty);$

6) $F(x) = 5^x, f(x) = 5^x \ln 5.$

Решение. №9.1 (с. 79)
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 9.1, Решение
Решение 2. №9.1 (с. 79)

Функция $F(x)$ является первообразной для функции $f(x)$ на заданном промежутке, если для всех $x$ из этого промежутка выполняется равенство $F'(x) = f(x)$. Для решения задачи необходимо найти производную функции $F(x)$ и сравнить ее с функцией $f(x)$.

1) $F(x) = 3x^2 + x - 2, f(x) = 6x + 1$
Найдем производную функции $F(x)$:
$F'(x) = (3x^2 + x - 2)' = (3x^2)' + (x)' - (2)' = 3 \cdot 2x + 1 - 0 = 6x + 1$.
Сравним полученный результат с функцией $f(x)$:
$F'(x) = 6x + 1$ и $f(x) = 6x + 1$.
Так как $F'(x) = f(x)$, функция $F(x)$ является первообразной для функции $f(x)$.
Ответ: да, является.

2) $F(x) = x^{-4}, f(x) = -4x^{-5}$ на промежутке $(0; +\infty)$
Найдем производную функции $F(x)$, используя формулу производной степенной функции $(x^n)' = nx^{n-1}$:
$F'(x) = (x^{-4})' = -4 \cdot x^{-4-1} = -4x^{-5}$.
Сравним полученный результат с функцией $f(x)$:
$F'(x) = -4x^{-5}$ и $f(x) = -4x^{-5}$.
Так как $F'(x) = f(x)$ на промежутке $(0; +\infty)$, функция $F(x)$ является первообразной для функции $f(x)$.
Ответ: да, является.

3) $F(x) = \sin x + 3, f(x) = \cos x + 3$
Найдем производную функции $F(x)$:
$F'(x) = (\sin x + 3)' = (\sin x)' + (3)' = \cos x + 0 = \cos x$.
Сравним полученный результат с функцией $f(x)$:
$F'(x) = \cos x$ и $f(x) = \cos x + 3$.
Так как $F'(x) \neq f(x)$, функция $F(x)$ не является первообразной для функции $f(x)$.
Ответ: нет, не является.

4) $F(x) = \cos 2x, f(x) = -\sin 2x$
Найдем производную сложной функции $F(x)$, используя правило $(\cos(u))' = -\sin(u) \cdot u'$:
$F'(x) = (\cos 2x)' = -\sin(2x) \cdot (2x)' = -\sin(2x) \cdot 2 = -2\sin 2x$.
Сравним полученный результат с функцией $f(x)$:
$F'(x) = -2\sin 2x$ и $f(x) = -\sin 2x$.
Так как $F'(x) \neq f(x)$, функция $F(x)$ не является первообразной для функции $f(x)$.
Ответ: нет, не является.

5) $F(x) = \sqrt{2x + 1}, f(x) = \frac{1}{\sqrt{2x + 1}}$ на промежутке $(-\frac{1}{2}; +\infty)$
Найдем производную сложной функции $F(x)$, представив ее в виде $F(x) = (2x+1)^{1/2}$:
$F'(x) = ((2x+1)^{1/2})' = \frac{1}{2}(2x+1)^{\frac{1}{2}-1} \cdot (2x+1)' = \frac{1}{2}(2x+1)^{-1/2} \cdot 2 = (2x+1)^{-1/2} = \frac{1}{\sqrt{2x+1}}$.
Сравним полученный результат с функцией $f(x)$:
$F'(x) = \frac{1}{\sqrt{2x+1}}$ и $f(x) = \frac{1}{\sqrt{2x+1}}$.
Так как $F'(x) = f(x)$ на заданном промежутке, функция $F(x)$ является первообразной для функции $f(x)$.
Ответ: да, является.

6) $F(x) = 5^x, f(x) = 5^x \ln 5$
Найдем производную функции $F(x)$, используя формулу производной показательной функции $(a^x)' = a^x \ln a$:
$F'(x) = (5^x)' = 5^x \ln 5$.
Сравним полученный результат с функцией $f(x)$:
$F'(x) = 5^x \ln 5$ и $f(x) = 5^x \ln 5$.
Так как $F'(x) = f(x)$, функция $F(x)$ является первообразной для функции $f(x)$.
Ответ: да, является.

№9.2 (с. 79)
Учебник. №9.2 (с. 79)
скриншот условия
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 9.2, Учебник

9.2. Докажите, что функция F является первообразной функции f на промежутке I:

1) $F(x) = x^4 - 2x^2 + 6$, $f(x) = 4x^3 - 4x$, $I = (-\infty; +\infty);$

2) $F(x) = \frac{1}{x^3}$, $f(x) = -\frac{3}{x^4}$, $I = (-\infty; 0);$

3) $F(x) = 5 - 3\sqrt{x}$, $f(x) = -\frac{3}{2\sqrt{x}}$, $I = (0; +\infty);$

4) $F(x) = 3\operatorname{tg}\frac{x}{3} + 6$, $f(x) = \frac{1}{\cos^2 \frac{x}{3}}$, $I = \left(-\frac{3\pi}{2}; \frac{3\pi}{2}\right).$

Решение. №9.2 (с. 79)
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 9.2, Решение Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 9.2, Решение (продолжение 2)
Решение 2. №9.2 (с. 79)

По определению, функция $F(x)$ является первообразной для функции $f(x)$ на заданном промежутке $I$, если для всех $x$ из этого промежутка выполняется равенство $F'(x) = f(x)$. Для доказательства необходимо найти производную функции $F(x)$ и сравнить ее с функцией $f(x)$.

1) Даны функции $F(x) = x^4 - 2x^2 + 6$ и $f(x) = 4x^3 - 4x$ на промежутке $I = (-\infty; +\infty)$.

Найдем производную функции $F(x)$:

$F'(x) = (x^4 - 2x^2 + 6)' = (x^4)' - (2x^2)' + (6)'$

Используя правило дифференцирования степенной функции $(x^n)' = nx^{n-1}$ и то, что производная константы равна нулю, получаем:

$F'(x) = 4x^{4-1} - 2 \cdot 2x^{2-1} + 0 = 4x^3 - 4x$

Сравниваем полученный результат с функцией $f(x)$:

$F'(x) = 4x^3 - 4x = f(x)$

Равенство $F'(x) = f(x)$ выполняется для всех $x \in (-\infty; +\infty)$. Следовательно, $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на данном промежутке.

Ответ: Доказано, что $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на промежутке $I$, так как $F'(x) = f(x)$.

2) Даны функции $F(x) = \frac{1}{x^3}$ и $f(x) = -\frac{3}{x^4}$ на промежутке $I = (-\infty; 0)$.

Представим функцию $F(x)$ в виде степени: $F(x) = x^{-3}$.

Найдем производную функции $F(x)$ по правилу дифференцирования степенной функции:

$F'(x) = (x^{-3})' = -3x^{-3-1} = -3x^{-4}$

Перепишем результат в виде дроби:

$F'(x) = -\frac{3}{x^4}$

Сравниваем полученный результат с функцией $f(x)$:

$F'(x) = -\frac{3}{x^4} = f(x)$

Равенство $F'(x) = f(x)$ выполняется для всех $x$ из промежутка $I = (-\infty; 0)$. Следовательно, $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на данном промежутке.

Ответ: Доказано, что $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на промежутке $I$, так как $F'(x) = f(x)$.

3) Даны функции $F(x) = 5 - 3\sqrt{x}$ и $f(x) = -\frac{3}{2\sqrt{x}}$ на промежутке $I = (0; +\infty)$.

Представим функцию $F(x)$ в виде степени: $F(x) = 5 - 3x^{1/2}$.

Найдем производную функции $F(x)$:

$F'(x) = (5 - 3x^{1/2})' = (5)' - (3x^{1/2})' = 0 - 3 \cdot \frac{1}{2}x^{\frac{1}{2}-1} = -\frac{3}{2}x^{-1/2}$

Перепишем результат с использованием корня:

$F'(x) = -\frac{3}{2\sqrt{x}}$

Сравниваем полученный результат с функцией $f(x)$:

$F'(x) = -\frac{3}{2\sqrt{x}} = f(x)$

Равенство $F'(x) = f(x)$ выполняется для всех $x$ из промежутка $I = (0; +\infty)$. Следовательно, $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на данном промежутке.

Ответ: Доказано, что $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на промежутке $I$, так как $F'(x) = f(x)$.

4) Даны функции $F(x) = 3\text{tg}\frac{x}{3} + 6$ и $f(x) = \frac{1}{\cos^2\frac{x}{3}}$ на промежутке $I = (-\frac{3\pi}{2}; \frac{3\pi}{2})$.

Найдем производную функции $F(x)$. Это сложная функция, поэтому используем правило дифференцирования сложной функции $(\text{tg}(u))' = \frac{u'}{\cos^2(u)}$.

$F'(x) = (3\text{tg}\frac{x}{3} + 6)' = (3\text{tg}\frac{x}{3})' + (6)'$

Здесь внутренняя функция $u(x) = \frac{x}{3}$, ее производная $u'(x) = (\frac{x}{3})' = \frac{1}{3}$.

$F'(x) = 3 \cdot \frac{1}{\cos^2(\frac{x}{3})} \cdot (\frac{x}{3})' + 0 = 3 \cdot \frac{1}{\cos^2(\frac{x}{3})} \cdot \frac{1}{3} = \frac{1}{\cos^2\frac{x}{3}}$

Сравниваем полученный результат с функцией $f(x)$:

$F'(x) = \frac{1}{\cos^2\frac{x}{3}} = f(x)$

Функция $F(x)$ дифференцируема там, где $\cos(\frac{x}{3}) \neq 0$, то есть $\frac{x}{3} \neq \frac{\pi}{2} + \pi k$, или $x \neq \frac{3\pi}{2} + 3\pi k$ для $k \in \mathbb{Z}$.

Заданный промежуток $I = (-\frac{3\pi}{2}; \frac{3\pi}{2})$ не содержит точек, где производная не существует. Равенство $F'(x) = f(x)$ выполняется для всех $x$ из этого промежутка. Следовательно, $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на данном промежутке.

Ответ: Доказано, что $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на промежутке $I$, так как $F'(x) = f(x)$.

№9.3 (с. 79)
Учебник. №9.3 (с. 79)
скриншот условия
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 9.3, Учебник

9.3. Является ли функция $F(x) = \frac{1}{x^2}$ первообразной функции $f(x) = -\frac{2}{x^3}$ на промежутке:

1) $(0; +\infty)$;

2) $(-2; 2)$;

3) $(-\infty; 0]$;

4) $(-6; 0)$?

Решение. №9.3 (с. 79)
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 9.3, Решение
Решение 2. №9.3 (с. 79)

Функция $F(x)$ является первообразной для функции $f(x)$ на некотором промежутке, если для всех $x$ из этого промежутка выполняются два условия:
1. Функция $F(x)$ дифференцируема на этом промежутке.
2. Производная функции $F(x)$ равна $f(x)$, то есть $F'(x) = f(x)$.

Сначала найдем производную функции $F(x) = \frac{1}{x^2}$. Для удобства представим ее в виде степенной функции: $F(x) = x^{-2}$.
Используя правило дифференцирования степенной функции $(x^n)' = nx^{n-1}$, получаем:
$F'(x) = (x^{-2})' = -2 \cdot x^{-2-1} = -2x^{-3} = -\frac{2}{x^3}$.

Мы видим, что $F'(x) = f(x)$. Таким образом, второе условие выполнено.
Теперь проверим первое условие для каждого из предложенных промежутков. Функция $F(x) = \frac{1}{x^2}$ определена и дифференцируема для всех действительных чисел, кроме $x=0$, так как в этой точке знаменатель обращается в ноль. Следовательно, $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на любом промежутке, который не содержит точку $x=0$.

1) (0; +∞)

Данный промежуток не содержит точку $x=0$. На всем этом промежутке функция $F(x)$ дифференцируема и ее производная равна $f(x)$. Следовательно, $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на промежутке $(0; +\infty)$.
Ответ: да.

2) (-2; 2)

Данный промежуток содержит точку $x=0$. В этой точке функция $F(x) = \frac{1}{x^2}$ не определена и, следовательно, не дифференцируема. Поскольку условие дифференцируемости должно выполняться для всех точек промежутка, $F(x)$ не является первообразной для $f(x)$ на промежутке $(-2; 2)$.
Ответ: нет.

3) (-∞; 0]

Данный промежуток содержит точку $x=0$. В этой точке функция $F(x)$ не определена. Следовательно, она не может быть первообразной на этом промежутке.
Ответ: нет.

4) (-6; 0)

Данный промежуток не содержит точку $x=0$. На всем этом промежутке функция $F(x)$ дифференцируема и $F'(x) = f(x)$. Следовательно, $F(x)$ является первообразной для $f(x)$ на промежутке $(-6; 0)$.
Ответ: да.

№9.4 (с. 79)
Учебник. №9.4 (с. 79)
скриншот условия
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 9.4, Учебник

9.4. Найдите общий вид первообразных функции:

1) $f(x) = 5$;

2) $f(x) = x$;

3) $f(x) = x^6$;

4) $f(x) = 2^x$;

5) $f(x) = \frac{1}{x^7}$ на промежутке $(-\infty; 0)$;

6) $f(x) = \sqrt{x}$ на промежутке $[1; +\infty)$;

7) $f(x) = \sqrt[5]{x}$ на промежутке $(-\infty; -3)$;

8) $f(x) = x^{-5}$ на промежутке $(0; +\infty)$.

Решение. №9.4 (с. 79)
Алгебра, 11 класс Учебник, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Номировский Дмитрий Анатольевич, Полонский Виталий Борисович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2016, страница 79, номер 9.4, Решение
Решение 2. №9.4 (с. 79)

1)

Для нахождения общего вида первообразных функции $f(x) = 5$ используется правило нахождения первообразной для константы. Если $f(x) = k$, где $k$ — постоянная, то ее первообразная $F(x) = kx + C$, где $C$ — произвольная постоянная (константа интегрирования).

В данном случае $k=5$, следовательно, общий вид первообразных:

$F(x) = 5x + C$.

Ответ: $F(x) = 5x + C$.

2)

Функция $f(x) = x$ является степенной функцией $x^1$. Для нахождения ее первообразной применяется формула для степенной функции $f(x) = x^n$ (при $n \neq -1$), общий вид первообразных для которой $F(x) = \frac{x^{n+1}}{n+1} + C$.

Здесь $n=1$, поэтому:

$F(x) = \frac{x^{1+1}}{1+1} + C = \frac{x^2}{2} + C$.

Ответ: $F(x) = \frac{x^2}{2} + C$.

3)

Для функции $f(x) = x^6$ используется та же формула для степенной функции, что и в предыдущем пункте. В данном случае показатель степени $n=6$.

$F(x) = \frac{x^{6+1}}{6+1} + C = \frac{x^7}{7} + C$.

Ответ: $F(x) = \frac{x^7}{7} + C$.

4)

Функция $f(x) = 2^x$ является показательной функцией вида $f(x) = a^x$. Общий вид ее первообразных находится по формуле $F(x) = \frac{a^x}{\ln a} + C$, где $a > 0$ и $a \neq 1$.

Здесь основание $a=2$, поэтому:

$F(x) = \frac{2^x}{\ln 2} + C$.

Ответ: $F(x) = \frac{2^x}{\ln 2} + C$.

5)

Функцию $f(x) = \frac{1}{x^7}$ на промежутке $(-\infty; 0)$ можно представить в виде степенной функции: $f(x) = x^{-7}$.

Применяем формулу для степенной функции с $n=-7$. Так как $n \neq -1$, формула применима.

$F(x) = \frac{x^{-7+1}}{-7+1} + C = \frac{x^{-6}}{-6} + C = -\frac{1}{6x^6} + C$.

Функция и ее первообразная определены на указанном промежутке.

Ответ: $F(x) = -\frac{1}{6x^6} + C$.

6)

Функцию $f(x) = \sqrt{x}$ на промежутке $[1; +\infty)$ представим в виде степенной функции: $f(x) = x^{1/2}$.

Применяем формулу для степенной функции с $n=1/2$.

$F(x) = \frac{x^{\frac{1}{2}+1}}{\frac{1}{2}+1} + C = \frac{x^{3/2}}{3/2} + C = \frac{2}{3}x^{3/2} + C$.

Результат также можно записать в виде $F(x) = \frac{2}{3}x\sqrt{x} + C$.

Ответ: $F(x) = \frac{2}{3}x^{3/2} + C$.

7)

Функцию $f(x) = \sqrt[5]{x}$ на промежутке $(-\infty; -3)$ представим в виде степенной функции: $f(x) = x^{1/5}$.

Применяем формулу для степенной функции с $n=1/5$.

$F(x) = \frac{x^{\frac{1}{5}+1}}{\frac{1}{5}+1} + C = \frac{x^{6/5}}{6/5} + C = \frac{5}{6}x^{6/5} + C$.

Результат можно также записать в виде $F(x) = \frac{5}{6}\sqrt[5]{x^6} + C$. Функция и ее первообразная определены на указанном промежутке.

Ответ: $F(x) = \frac{5}{6}x^{6/5} + C$.

8)

Для функции $f(x) = x^{-5}$ на промежутке $(0; +\infty)$ применяем формулу для степенной функции с $n=-5$.

$F(x) = \frac{x^{-5+1}}{-5+1} + C = \frac{x^{-4}}{-4} + C = -\frac{1}{4x^4} + C$.

Функция и ее первообразная определены на указанном промежутке.

Ответ: $F(x) = -\frac{1}{4x^4} + C$.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться