Для нахождения наименьшего значения функции ( y = (2x + 15)e^{2x} + 16 ) на отрезке ([-12; -2]), следуем следующим шагам:
Найдём критические точки функции на отрезке ([-12; -2]):
- Для этого найдём производную функции и приравняем её к нулю.
Производная функции:
[
y = (2x + 15)e^{2x} + 16
]
Используем правило произведения и цепное правило для нахождения производной:
[
y' = \frac{d}{dx}[(2x + 15)e^{2x}] + \frac{d}{dx}[16]
]
Поскольку производная от 16 равна 0, сосредоточимся на производной от ((2x + 15)e^{2x}):
[
y' = (2x + 15) \cdot \frac{d}{dx}[e^{2x}] + e^{2x} \cdot \frac{d}{dx}[2x + 15]
]
Производная (e^{2x}) равна (2e^{2x}), а производная (2x + 15) равна 2:
[
y' = (2x + 15) \cdot 2e^{2x} + e^{2x} \cdot 2
]
[
y' = 2(2x + 15)e^{2x} + 2e^{2x}
]
[
y' = 2e^{2x}[(2x + 15) + 1]
]
[
y' = 2e^{2x}(2x + 16)
]
Найдём критические точки:
Приравняем производную к нулю:
[
2e^{2x}(2x + 16) = 0
]
(e^{2x}) никогда не равен нулю, поэтому:
[
2x + 16 = 0
]
[
x = -8
]
Проверим значения функции на концах отрезка и в критической точке:
[
y(-12) = (2(-12) + 15)e^{2(-12)} + 16 = (-24 + 15)e^{-24} + 16 = -9e^{-24} + 16
]
[
y(-8) = (2(-8) + 15)e^{2(-8)} + 16 = (-16 + 15)e^{-16} + 16 = -e^{-16} + 16
]
[
y(-2) = (2(-2) + 15)e^{2(-2)} + 16 = (-4 + 15)e^{-4} + 16 = 11e^{-4} + 16
]
Сравним значения:
- (y(-12) = -9e^{-24} + 16)
- (y(-8) = -e^{-16} + 16)
- (y(-2) = 11e^{-4} + 16)
Анализ значений:
- (e^{-24}) и (e^{-16}) очень малы, но (e^{-24}) намного меньше, чем (e^{-16}).
- (e^{-4}) также мал, но значительно больше, чем (e^{-16}).
Сравним значения численно:
- (-9e^{-24} + 16 \approx 16) (очень близко к 16)
- (-e^{-16} + 16 \approx 16)
- (11e^{-4} + 16 \approx 16.201 ) (так как (e^{-4} \approx 0.018))
Наименьшее значение среди этих трех выражений — это ( -e^{-16} + 16 ), что соответствует точке ( x = -8 ).
Таким образом, наименьшее значение функции ( y = (2x + 15)e^{2x} + 16 ) на отрезке ([-12; -2]) достигается в точке ( x = -8 ) и равно ( 16 - e^{-16} ).