👤

Se consideră funcţia [tex]$f:(0,+\infty) \rightarrow \mathbb{R}, f(x)=x^{n}-n \ln x+1$[/tex], unde [tex]$n$[/tex] este număr natural nenul.

[tex]$5 p$[/tex] a) Arătaţi că [tex]$f^{\prime}(x)=\frac{n\left(x^{n}-1\right)}{x}, x \in(0,+\infty)$[/tex].

[tex]$5 p$[/tex] b) Arătați că [tex]$\lim _{x \rightarrow+\infty} \frac{f(x)-x^{n}}{x}=0$[/tex], pentru orice număr natural nenul [tex]$n$[/tex].

[tex]$5 p$[/tex] c) Determinați mulțimea valorilor reale ale lui [tex]$a$[/tex] pentru care ecuația [tex]$f(x)=a$[/tex] are soluție in intervalul [tex]$(0,1]$[/tex]


Răspuns :

[tex]f(x)=x^{n}-n \ln x+1[/tex]

a)

Vezi tabelul de derivate din atasament

[tex]f'(x)=nx^{n-1}-\frac{n}{x} =\frac{nx^n-n}{x} =\frac{n(x^n-1)}{x}[/tex]

b)

[tex]\lim_{x \to +\infty} \frac{x^n-nlnx+1-x^n}{x}= \lim_{x \to +\infty} \frac{1-nlnx}{x} =\frac{\infty}{\infty}[/tex]

Aplicam L'Hopital, derivam numitor, derivam numarator

[tex]\lim_{x \to +\infty} \frac{\frac{-n}{x} }{1} = \lim_{x \to +\infty} -\frac{n}{x} =-\frac{n}{\infty} =0[/tex]

c)

Monotonia functiei f

[tex]f'(x)=0\\\\n(x^n-1)=0\\\\x^n-1=0\\\\x^n=1\\\\x=1[/tex]

Tabel semn

x          0           1           +∞

f'(x)     - - - - - - - 0

f(x)         ↓        f(1)

Pe intervalul (0,1] f este descrescatoare

f(1)=1-0+1=2

[tex]\lim_{x \to +0} f(x)=-(-\infty)=+\infty[/tex]

Deci avem o solutie in intervalul (0,1], pentru a∈[2,+∞)

Un alt exercitiu cu functii gasesti aici: https://brainly.ro/tema/9928401

#BAC2022

#SPJ4

Vezi imaginea ANDREEAP