Чтобы найти наименьшее значение функции ( y = 31x - 31\tan(x) + 13 ) на отрезке ([- \frac{\pi}{4}, 0]), мы будем использовать методы дифференциального исчисления. Вот пошаговое решение:
Найдём производную функции:
( y = 31x - 31\tan(x) + 13 )
Производная функции ( y ) по переменной ( x ) обозначается ( y' ):
[
y' = \frac{d}{dx} (31x) - \frac{d}{dx} (31\tan(x)) + \frac{d}{dx} (13)
]
[
y' = 31 - 31 \sec^2(x) + 0
]
[
y' = 31 (1 - \sec^2(x))
]
[
y' = 31 (1 - (1 + \tan^2(x)))
]
[
y' = 31 (1 - 1 - \tan^2(x))
]
[
y' = -31 \tan^2(x)
]
Найдём критические точки:
Критические точки находятся там, где производная равна нулю или не существует. Решим уравнение ( y' = 0 ):
[
-31 \tan^2(x) = 0
]
[
\tan^2(x) = 0
]
[
\tan(x) = 0
]
На отрезке ([- \frac{\pi}{4}, 0]) (\tan(x) = 0) при ( x = 0 ).
Найдём значения функции на концах отрезка и в критических точках:
[
y(-\frac{\pi}{4}) = 31 \left(-\frac{\pi}{4}\right) - 31 \tan\left(-\frac{\pi}{4}\right) + 13
]
[
y(-\frac{\pi}{4}) = 31 \left(-\frac{\pi}{4}\right) - 31 \left(-1\right) + 13
]
[
y(-\frac{\pi}{4}) = -\frac{31\pi}{4} + 31 + 13
]
[
y(-\frac{\pi}{4}) = -\frac{31\pi}{4} + 44
]
Теперь найдём значение функции в другой точке:
[
y(0) = 31(0) - 31\tan(0) + 13
]
[
y(0) = 0 - 0 + 13
]
Сравним значения:
[
y(-\frac{\pi}{4}) = -\frac{31\pi}{4} + 44
]
[
y(0) = 13
]
Число (-\frac{31\pi}{4} + 44) будет меньше, чем 13, так как (\pi \approx 3.14), и тогда (\frac{31\pi}{4}) приблизительно равно 24.36. Поэтому:
[
y(-\frac{\pi}{4}) \approx -24.36 + 44 = 19.64
]
Однако, конкретное численное значение нужно уточнить:
[
-\frac{31\pi}{4} + 44 \approx 19.64
]
Таким образом, наименьшее значение функции ( y = 31x - 31\tan(x) + 13 ) на отрезке ([- \frac{\pi}{4}, 0]) равно 13 и достигается при ( x = 0 ).