Для нахождения наибольшего и наименьшего значений функции ( y = \sin x ) на заданном отрезке ([ \frac{\pi}{4}; \frac{5\pi}{4} ]), нужно рассмотреть значения функции в концах отрезка и найти критические точки внутри отрезка, если таковые имеются.
Значения функции в концах отрезка:
В точке ( x = \frac{\pi}{4} ):
[
y = \sin\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2}
]
В точке ( x = \frac{5\pi}{4} ):
[
y = \sin\left(\frac{5\pi}{4}\right) = \sin\left(\pi + \frac{\pi}{4}\right) = -\sin\left(\frac{\pi}{4}\right) = -\frac{\sqrt{2}}{2}
]
Поиск критических точек внутри отрезка:
Критические точки функции ( y = \sin x ) находятся там, где производная этой функции равна нулю. Производная функции ( y = \sin x ) равна ( y' = \cos x ).
[
\cos x = 0
]
[
x = \frac{\pi}{2} + k\pi, \quad k \in \mathbb{Z}
]
Нам нужно найти такие значения ( x ), которые лежат в отрезке ([ \frac{\pi}{4}; \frac{5\pi}{4} ]). Единственное значение, удовлетворяющее этому условию, это ( x = \frac{\pi}{2} ).
- В точке ( x = \frac{\pi}{2} ):
[
y = \sin\left(\frac{\pi}{2}\right) = 1
]
Сравнение значений функции:
Теперь у нас есть три точки, в которых мы знаем значения функции:
- ( y\left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 0.707 )
- ( y\left(\frac{5\pi}{4}\right) = -\frac{\sqrt{2}}{2} \approx -0.707 )
- ( y\left(\frac{\pi}{2}\right) = 1 )
Из этих значений видно, что:
- Наибольшее значение функции ( y = \sin x ) на отрезке ([ \frac{\pi}{4}; \frac{5\pi}{4} ]) равно 1.
- Наименьшее значение функции ( y = \sin x ) на отрезке ([ \frac{\pi}{4}; \frac{5\pi}{4} ]) равно (-\frac{\sqrt{2}}{2}).
Таким образом, наибольшее значение функции ( y = \sin x ) на отрезке ([ \frac{\pi}{4}; \frac{5\pi}{4} ]) равно 1, а наименьшее значение равно (-\frac{\sqrt{2}}{2}).