Необходимо найти производные для данных функций в указанных точках. Разберем каждую задачу по порядку.
Задача а)
Функция: ( f(x) = \sqrt{-x^2 + 6x + 11} )
Чтобы найти производную ( f'(x) ), воспользуемся правилом дифференцирования сложных функций.
Пусть ( u(x) = -x^2 + 6x + 11 ). Тогда ( f(x) = \sqrt{u(x)} ).
Производная функции ( \sqrt{u(x)} ) равна:
[ \frac{d}{dx} \sqrt{u(x)} = \frac{1}{2\sqrt{u(x)}} \cdot u'(x) ]
Сначала найдем производную ( u(x) ):
[ u(x) = -x^2 + 6x + 11 ]
[ u'(x) = -2x + 6 ]
Теперь подставим ( u'(x) ) в выражение для производной ( f(x) ):
[ f'(x) = \frac{1}{2\sqrt{-x^2 + 6x + 11}} \cdot (-2x + 6) ]
Нам нужно найти производную в точке ( x = 1 ):
[ f'(1) = \frac{1}{2\sqrt{-(1)^2 + 6 \cdot 1 + 11}} \cdot (-2 \cdot 1 + 6) ]
[ f'(1) = \frac{1}{2\sqrt{-1 + 6 + 11}} \cdot (6 - 2) ]
[ f'(1) = \frac{1}{2\sqrt{16}} \cdot 4 ]
[ f'(1) = \frac{1}{2 \cdot 4} \cdot 4 ]
[ f'(1) = \frac{4}{8} ]
[ f'(1) = \frac{1}{2} ]
Задача б)
Функция: ( f(x) = (5 - x) \sqrt{4 + 2x} )
Чтобы найти производную этой функции, воспользуемся правилом произведения:
[ (uv)' = u'v + uv' ]
Пусть ( u(x) = 5 - x ) и ( v(x) = \sqrt{4 + 2x} ).
Производные:
[ u'(x) = -1 ]
[ v(x) = \sqrt{4 + 2x} ]
[ v'(x) = \frac{1}{2\sqrt{4 + 2x}} \cdot 2 = \frac{1}{\sqrt{4 + 2x}} ]
Теперь найдём производную ( f(x) ):
[ f'(x) = u'(x) v(x) + u(x) v'(x) ]
[ f'(x) = (-1) \sqrt{4 + 2x} + (5 - x) \frac{1}{\sqrt{4 + 2x}} ]
Нам нужно найти производную в точке ( x = 0 ):
[ f'(0) = (-1) \sqrt{4 + 2 \cdot 0} + (5 - 0) \frac{1}{\sqrt{4 + 2 \cdot 0}} ]
[ f'(0) = (-1) \sqrt{4} + 5 \cdot \frac{1}{\sqrt{4}} ]
[ f'(0) = (-1) \cdot 2 + 5 \cdot \frac{1}{2} ]
[ f'(0) = -2 + \frac{5}{2} ]
[ f'(0) = -2 + 2.5 ]
[ f'(0) = 0.5 ]
Задача в)
Функция: ( f(x) = \sqrt{\frac{x^2 - 9}{x - 4}} )
Для упрощения, сначала упростим выражение под корнем.
[ f(x) = \sqrt{\frac{x^2 - 9}{x - 4}} = \sqrt{\frac{(x - 3)(x + 3)}{x - 4}} ]
Производную такой функции вычислять сложно, поэтому мы воспользуемся правилом Лопиталя, так как ( x = 5 ) не является точкой разрыва.
Обозначим ( g(x) = \frac{x^2 - 9}{x - 4} ):
[ g(x) = \frac{(x-3)(x+3)}{x-4} ]
Производная ( g(x) ):
[ g'(x) = \frac{(x - 4) \cdot 2x - (x^2 - 9) \cdot 1}{(x - 4)^2} ]
[ g'(x) = \frac{2x(x - 4) - (x^2 - 9)}{(x - 4)^2} ]
[ g'(x) = \frac{2x^2 - 8x - x^2 + 9}{(x - 4)^2} ]
[ g'(x) = \frac{x^2 - 8x + 9}{(x - 4)^2} ]
Теперь найдем ( g'(5) ):
[ g'(5) = \frac{(5)^2 - 8 \cdot 5 + 9}{(5 - 4)^2} ]
[ g'(5) = \frac{25 - 40 + 9}{1^2} ]
[ g'(5) = \frac{-6}{1} ]
[ g'(5) = -6 ]
Теперь воспользуемся правилом цепочки для ( f(x) ):
[ f'(x) = \frac{1}{2\sqrt{g(x)}} \cdot g'(x) ]
Найдем ( f'(5) ):
[ f'(5) = \frac{1}{2\sqrt{g(5)}} \cdot g'(5) ]
[ g(5) = \frac{5^2 - 9}{5 - 4} ]
[ g(5) = \frac{25 - 9}{1} ]
[ g(5) = 16 ]
[ f'(5) = \frac{1}{2\sqrt{16}} \cdot (-6) ]
[ f'(5) = \frac{1}{2 \cdot 4} \cdot (-6) ]
[ f'(5) = \frac{1}{8} \cdot (-6) ]
[ f'(5) = -\frac{6}{8} ]
[ f'(5) = -\frac{3}{4} ]
Итоги:
- ( f'(1) = \frac{1}{2} )
- ( f'(0) = 0.5 )
- ( f'(5) = -\frac{3}{4} )