Нека је функција f диференцијабилна у околини U(x0). Ако је x0 истовремено крај интервала на којем је функција конвексна (конкавна) и и почетак интервала на којем је конкавна (конвексна), онда се x0 назива тачка превоја функцијеf
Превојна тачка функције f је тачка (x0,f(x0)).
Тачка x0 је тачка превоја функције f тада и само тада када функција f′ у тачки x0 има локални екстремум.
Потребан услов за постојање превојне тачке
Ако је x0 тачка превоја функције f, онда или f′′(x0) не постоји или је f′′(x0)=0.
Довољан услов за постојање превојне тачке
Нека је функција f диференцијабилна у тачки x0 и два пута диференцијабилна за x0∈U(x0)\{x0}. Ако је за x∈U(x0)
f′′(x)<0, за x<x0, и f′′(x)>0, за x>x0,
или
f′′(x)>0, за x<x0, и f′′(x)<0, за x>x0,
онда је x0 тачка превоја функције f.
Нека је функција fn-пута непрекидно диференцијабилна у околини U(x0), при чему је n⩾3 непаран број и
f(k)(x0)=0,k=1,2,...n−1, и f′′(x0)=0
Онда је тачка x0 тачка превоја функције f.
Једначина тангенте и нормале на криву
Једначина тангенте и нормале на криву f у тачки x0 је
y=f(x0)+f‘(x0)(x−x0).
Једначина нормале на криву f у тачки x0 је
y=f(x0)−f‘(x0)1(x−x0).
Укратко
Превојна тачка је тачка (x0,f(x0)) у којој график мења закривљеност: са једне стране функција је конвексна, а са друге конкавна. У њој први извод f′ има локални екстремум, па је нагиб графика ту највећи или најмањи у околини.
Потребан услов је да f′′(x0)=0 или да f′′(x0) не постоји. Довољан услов је да f′′ мења знак кад x пролази кроз x0. Сама нула другог извода није довољна: за f(x)=x4 је f′′(0)=0, али f′′ не мења знак, па превоја нема. Тангента у тачки x0 је y=f(x0)+f′(x0)(x−x0), а нормала y=f(x0)−f′(x0)1(x−x0). У превојној тачки тангента сече график.
Нађитенајбржираст
Висина h
15,6 cm
Брзина раста h′
5,63 cm/нед.
h″
0,75
Пратите нагиб тангенте: до десете недеље расте, а онда опада. Ставите тачку на t=10: тангента тада сече криву, лево од превојне тачке крива је изнад тангенте, а десно испод.
Примеризживота
У превојној тачки криве раста раст је најбржи, а после ње почиње да успорава, па је траже агрономи на кривама раста биљака, епидемиолози на кривама ширења заразе и економисти на кривама продаје.
Раст парадајза
Агроном раст парадајза описује моделом h(t)=4030t2−t3, где је h висина у центиметрима, а t време у недељама, 0≤t≤20. Кад биљка најбрже расте? Нађите превојну тачку и тангенту у њој.
Решење
Изводи су h′(t)=4060t−3t2 и h′′(t)=4060−6t.
h′′(t)=0 за t=10. За t<10 је h′′(t)>0, а за t>10 је h′′(t)<0: други извод мења знак, па је t=10 превој.
h(10)=403000−1000=50, па је превојна тачка (10,50). Брзина раста h′ ту има максимум: h′(10)=40600−300=7,5 cm недељно.
Тангента у превојној тачки је y=50+7,5(t−10), тј. y=7,5t−25.
Одговор:Биљка најбрже расте у десетој недељи, 7,5 cm недељно, кад је висока 50 cm. Превојна тачка је (10,50), а тангента у њој y=7,5t−25.
Задатак за вежбу
Нађите превојну тачку функције f(x)=x3−6x2+5 и једначину тангенте у њој.
Прикажи решење
f′′(x)=6x−12 мења знак у x=2, а f(2)=−11, па је превојна тачка (2,−11). Како је f′(2)=12−24=−12, тангента је y=−11−12(x−2), тј. y=−12x+13.
Уз вашу дозволу бројимо посете и меримо ефекат огласа. Без ње, сајт ради исто, а ми не шаљемо ништа
Google-у ни друштвеним мрежама. Детаљи су у политици приватности.