Давайте разберем функцию ( y = (x - 2)^2 - 1 ) по пунктам.
1. Область определения
Область определения функции ( y = (x - 2)^2 - 1 ) — это множество всех значений ( x ), для которых функция имеет смысл. Поскольку в данной функции нет ограничений, связанных с корнями или делением на ноль, область определения — все действительные числа.
[ \text{D}(y) = \mathbb{R} ]
2. Нули функции
Нули функции — это значения ( x ), при которых ( y = 0 ).
[ (x - 2)^2 - 1 = 0 ]
Решим уравнение:
[ (x - 2)^2 = 1 ]
Возьмем квадратный корень из обеих сторон:
[ x - 2 = \pm 1 ]
Отсюда получаем два нуля:
[ x - 2 = 1 \quad \Rightarrow \quad x = 3 ]
[ x - 2 = -1 \quad \Rightarrow \quad x = 1 ]
Итак, нули функции:
[ x = 1, \quad x = 3 ]
3. Промежутки знакопостоянства
Для определения промежутков знакопостоянства, рассмотрим поведение функции на промежутках, разделенных нулями ( x = 1 ) и ( x = 3 ).
Для ( x < 1 ) (например, ( x = 0 )):
[ y = (0 - 2)^2 - 1 = 4 - 1 = 3 ]
Функция положительна.
Для ( 1 < x < 3 ) (например, ( x = 2 )):
[ y = (2 - 2)^2 - 1 = 0 - 1 = -1 ]
Функция отрицательна.
Для ( x > 3 ) (например, ( x = 4 )):
[ y = (4 - 2)^2 - 1 = 4 - 1 = 3 ]
Функция положительна.
Итак, промежутки знакопостоянства:
- Функция положительна на ((-\infty, 1) \cup (3, +\infty))
- Функция отрицательна на ((1, 3))
4. Промежутки возрастания и убывания
Для определения промежутков возрастания и убывания найдем производную функции:
[ y = (x - 2)^2 - 1 ]
[ y' = 2(x - 2) ]
Производная равна нулю, когда:
[ 2(x - 2) = 0 ]
[ x = 2 ]
Теперь рассмотрим знаки производной на промежутках:
Для ( x < 2 ) (например, ( x = 1 )):
[ y' = 2(1 - 2) = -2 ]
Производная отрицательна, функция убывает.
Для ( x > 2 ) (например, ( x = 3 )):
[ y' = 2(3 - 2) = 2 ]
Производная положительна, функция возрастает.
Итак, промежутки возрастания и убывания:
- Функция убывает на ((-\infty, 2))
- Функция возрастает на ((2, +\infty))
5. Область изменения
Область изменения функции — это множество всех значений ( y ), которые функция принимает. Поскольку ( y = (x - 2)^2 - 1 ) — это парабола, ветви которой направлены вверх, наименьшее значение функции достигается в вершине параболы ( x = 2 ).
Найдем значение функции в ( x = 2 ):
[ y = (2 - 2)^2 - 1 = -1 ]
Поскольку парабола открывается вверх и стремится к бесконечности, область изменения функции:
[ \text{E}(y) = [-1, +\infty) ]
Подведем итог:
- Область определения: ( \mathbb{R} )
- Нули функции: ( x = 1, 3 )
- Промежутки знакопостоянства: положительна на ((-\infty, 1) \cup (3, +\infty)), отрицательна на ((1, 3))
- Промежутки возрастания и убывания: убывает на ((-\infty, 2)), возрастает на ((2, +\infty))
- Область изменения: ( [-1, +\infty) )