Для начала построим график функции ( y = x^2 - 4x - 5 ). Это квадратичная функция, график которой представляет собой параболу.
Вершина параболы:
Формула координат вершины параболы ( (x_0, y_0) ) для функции ( y = ax^2 + bx + c ) задается как:
[ x_0 = -\frac{b}{2a} ]
[ y_0 = c - \frac{b^2}{4a} ]
Подставляем ( a = 1, b = -4, c = -5 ):
[ x_0 = -\frac{-4}{2 \cdot 1} = 2 ]
[ y_0 = -5 - \frac{(-4)^2}{4 \cdot 1} = -5 - 4 = -9 ]
Вершина параболы находится в точке (2, -9).
Нули функции (точки пересечения графика с осью X):
Найдем корни уравнения ( x^2 - 4x - 5 = 0 ) через дискриминант:
[ D = b^2 - 4ac = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-5) = 16 + 20 = 36 ]
[ x_1 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a} = \frac{4 + 6}{2} = 5 ]
[ x_2 = \frac{-b - \sqrt{D}}{2a} = \frac{4 - 6}{2} = -1 ]
Нули функции: ( x = -1 ) и ( x = 5 ).
Промежутки знакопостоянства:
Парабола открывается вверх (коэффициент при ( x^2 ) положителен), значит:
- ( y > 0 ) при ( x < -1 ) и ( x > 5 )
- ( y < 0 ) при ( -1 < x < 5 )
Интервал убывания и возрастания:
- Функция убывает на интервале от (-\infty) до 2 (вершины параболы).
- Функция возрастает на интервале от 2 до (+\infty).
Теперь ответим на ваши вопросы с помощью построенного графика:
- а) Значение ( y ) при ( x = 0.5 ):
[ y = 0.5^2 - 4 \cdot 0.5 - 5 = 0.25 - 2 - 5 = -6.75 ]
- б) Значение ( x ), при котором ( y = 3 ):
Решим уравнение ( x^2 - 4x - 5 = 3 ):
[ x^2 - 4x - 8 = 0 ]
Дискриминант:
[ D = (-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-8) = 16 + 32 = 48 ]
[ x = \frac{4 \pm \sqrt{48}}{2} = \frac{4 \pm 4\sqrt{3}}{2} = 2 \pm 2\sqrt{3} ]
Таким образом, ( x \approx 2 \pm 3.46 ), или ( x \approx 5.46 ) и ( x \approx -1.46 ).
- в) Нули функции: ( x = -1 ) и ( x = 5 ).
- г) Промежутки, где ( y > 0 ): ( (-\infty, -1) ) и ( (5, +\infty) ); где ( y < 0 ): ( (-1, 5) ).
- д) Интервал убывания функции: ( (-\infty, 2) ).