Wzór funkcji:
$$f\left( x \right) = x \bullet e^{\frac{- x}{2}}$$
1. Dziedzina
x ∈ ℝ
2. Miejsca zerowe oraz f(0)
$$f\left( x \right) = x \bullet e^{\frac{- x}{2}} = 0$$
x = 0
$$f\left( 0 \right) = 0 \bullet e^{\frac{0}{2}} = 0$$
3. Granice na krańcach dziedziny
$$\operatorname{}{x \bullet e^{\frac{- x}{2}} = \left\lbrack e^{\frac{- \left( - \infty \right)}{2}} \bullet - \infty \right\rbrack = \left\lbrack e^{\infty} \bullet - \infty \right\rbrack = \left\lbrack \infty \bullet - \infty \right\rbrack = - \infty}$$
$$\operatorname{}{x \bullet e^{\frac{- x}{2}} = \left\lbrack e^{\frac{- \left( + \infty \right)}{2}} \bullet + \infty \right\rbrack = \left\lbrack e^{- \infty} \bullet + \infty \right\rbrack = \left\lbrack 0 \bullet \infty \right\rbrack = \frac{x}{e^{\frac{x}{2}}} = \left\lbrack H \right\rbrack\lim_{x \rightarrow + \infty}\frac{\left( x \right)^{'}}{\left( e^{\frac{x}{2}} \right)^{'}} = \lim_{x \rightarrow + \infty}\frac{1}{e^{\frac{x}{2}} \bullet \frac{1}{2}} = \lim_{x \rightarrow + \infty}\frac{2}{e^{\frac{x}{2}}} = \left\lbrack \frac{2}{e^{\frac{+ \infty}{2}}} \right\rbrack = \left\lbrack \frac{2}{e^{+ \infty}} \right\rbrack = \left\lbrack \frac{2}{+ \infty} \right\rbrack = 0}$$
4. Asymptoty
Z obliczonych granic wynika brak asymptoty pionowej. Natomiast istnienie asymptoty trzeba obliczyć.
$$\operatorname{}{\frac{x \bullet e^{\frac{- x}{2}}}{x} = \left\lbrack \frac{e^{\frac{- \left( - \infty \right)}{2}} \bullet - \infty}{- \infty} \right\rbrack = \left\lbrack \frac{\infty \bullet - \infty}{- \infty} \right\rbrack = \left\lbrack H \right\rbrack\left\lbrack \frac{\infty}{\infty} \right\rbrack = \lim_{x \rightarrow - \infty}\frac{\left( x \bullet e^{\frac{- x}{2}} \right)'}{\left( x \right)^{'}} = \lim_{x \rightarrow - \infty}e^{\frac{- x}{2}}\left( 1 - \frac{1}{2}x \right) =}\left\lbrack e^{\frac{- \left( - \infty \right)}{2}}\left( 1 - \frac{1}{2} \bullet - \infty \right) \right\rbrack = \left\lbrack \infty \bullet - \infty \right\rbrack = - \infty$$
$$\operatorname{}{\frac{x \bullet e^{\frac{- x}{2}}}{x} = \left\lbrack \frac{e^{\frac{- ( + \infty)}{2}} + \infty}{+ \infty} \right\rbrack = \left\lbrack \frac{0 \bullet + \infty}{+ \infty} \right\rbrack = 0}$$
-0•x=[0•+∞−0•+∞] = 0
y=0
Istnieje asymptota pozioma y=0.
5. Postać pierwszej pochodnej
$$f^{'}\left( x \right) = e^{\frac{- x}{2}} - \frac{1}{2}xe^{\frac{- x}{2}} = e^{\frac{- x}{2}}\left( 1 - \frac{1}{2}x \right)$$
6. Monotoniczność i ekstrema.
$$- \frac{1}{2}x + 1 > 0$$
$$- \frac{1}{2}x > - 1$$
x < 2
funkcja jest rosnaca w przedziale x ∈ (−∞;2)
funkcja jest malejaca w przedziale x ∈ (2;+∞)
$$\text{maksimum}\ \text{lokalne}\ f\left( 2 \right) = \frac{2}{e}$$
7. Postać drugiej pochodnej.
$$f^{''}\left( x \right) = {\lbrack e}^{\frac{- x}{2}} - \frac{1}{2}xe^{\frac{- x}{2}}\rbrack' = e^{\frac{- x}{2}} \bullet ( - \frac{1}{2}) - \lbrack\frac{1}{2}e^{\frac{- x}{2}} + \frac{1}{2}e^{\frac{- x}{2}} \bullet \left( - \frac{1}{2} \right)\rbrack = - \frac{1}{2}e^{\frac{- x}{2}} - \frac{1}{2}e^{\frac{- x}{2}} + \frac{1}{4}e^{\frac{- x}{2}} = e^{\frac{- x}{2}}( - 1 + \frac{1}{4}x)$$
8. Tempo zmian wartości (wypukłość, wklęsłość) oraz punkty przegięcia.
$$- 1 + \frac{1}{4}x > 0$$
$$- 1 > - \frac{1}{4}x$$
x > 4
funkcja jest wypukla w przedziale x > 4
funkcja jest wklesla w przedziale x < 4
9. Tabelka
x | ( − ∞, −4) |
−4 |
( − 4, 2) |
2 |
(2, +∞) |
---|---|---|---|---|---|
f'(x) | + | + | + | 0 | - |
f''(x) | + | 0 | - | - | - |
f(x) | −4e2 |
maksimum lokalne |
10. Wykres