TEKST ZADATKA
Ispitati tok i nacrtati grafike funkcija (zadaci 848-857): f(x)=2cos(2x+4π).
REŠENJE ZADATKA
1. Domen funkcije
Funkcija je definisana za sve realne brojeve, jer kosinusna funkcija nema prekida.
Df=R=(−∞,+∞) 2. Periodičnost
Funkcija je periodična. Osnovni period računamo po formuli T=ω2π, gde je ω=2.
T=22π=π 3. Parnost i neparnost
Proveravamo da li je funkcija parna ili neparna računajući f(−x). Funkcija nije ni parna ni neparna.
f(−x)=2cos(−2x+4π)=±f(x) 4. Nule funkcije
Rešavamo jednačinu f(x)=0 da bismo našli preseke sa x-osom.
2cos(2x+4π)=0⟹2x+4π=2π+kπ Izražavamo x:
2x=4π+kπ⟹x=8π+2kπ,k∈Z 5. Presek sa y-osom
Računamo vrednost funkcije za x=0.
f(0)=2cos(4π)=2⋅22=2 6. Znak funkcije
Određujemo intervale u kojima je funkcija pozitivna (f(x)>0). Kosinus je pozitivan kada je argument između −2π+2kπ i 2π+2kπ.
−2π+2kπ<2x+4π<2π+2kπ Rešavamo nejednačinu po x:
−43π+2kπ<2x<4π+2kπ⟹x∈(−83π+kπ,8π+kπ),k∈Z Funkcija je negativna (f(x)<0) na preostalim intervalima unutar perioda:
x∈(8π+kπ,85π+kπ),k∈Z 7. Prvi izvod i monotonost
Nalazimo prvi izvod funkcije koristeći pravilo za izvod složene funkcije.
f′(x)=2⋅(−sin(2x+4π))⋅2=−4sin(2x+4π) 8. Ekstremne vrednosti
Izjednačavamo prvi izvod sa nulom da bismo našli stacionarne tačke.
−4sin(2x+4π)=0⟹2x+4π=kπ Rešavamo po x:
2x=−4π+kπ⟹x=−8π+2kπ,k∈Z Za parne k=2m dobijamo tačke maksimuma, a za neparne k=2m+1 tačke minimuma:
MAXMIN:(−8π+mπ,2):(83π+mπ,−2),m∈Z Funkcija raste (f′(x)>0) kada je sin(2x+4π)<0, odnosno na intervalima:
x∈(83π+kπ,87π+kπ),k∈Z Funkcija opada (f′(x)<0) kada je sin(2x+4π)>0, odnosno na intervalima:
x∈(−8π+kπ,83π+kπ),k∈Z 9. Drugi izvod i konveksnost
Nalazimo drugi izvod funkcije diferenciranjem prvog izvoda.
f′′(x)=−4⋅cos(2x+4π)⋅2=−8cos(2x+4π) 10. Prevojne tačke
Izjednačavamo drugi izvod sa nulom. Primećujemo da je f′′(x)=−4f(x), pa su prevojne tačke iste kao i nule funkcije.
Pk(8π+2kπ,0),k∈Z Funkcija je konveksna (okrenuta na gore, f′′(x)>0) kada je cos(2x+4π)<0:
x∈(8π+kπ,85π+kπ),k∈Z Funkcija je konkavna (okrenuta na dole, f′′(x)<0) kada je cos(2x+4π)>0:
x∈(−83π+kπ,8π+kπ),k∈Z 11. Asimptote
Kao neprekidna periodična funkcija definisana na celom skupu realnih brojeva, funkcija nema vertikalne, horizontalne ni kose asimptote.