Чтобы найти первообразную функцию для заданной функции ( f(x) = 4x^3 - x^2 + 2 ), нужно выполнить интегрирование. Первообразная функции ( f(x) ) обозначается как ( F(x) ).
Шаг 1: Интегрирование каждого члена функции
Интегрирование ( 4x^3 ):
[
\int 4x^3 \, dx = 4 \cdot \frac{x^4}{4} = x^4
]
Интегрирование ( -x^2 ):
[
\int -x^2 \, dx = -\frac{x^3}{3}
]
Интегрирование постоянного члена 2:
[
\int 2 \, dx = 2x
]
Шаг 2: Объединение всех частей
Сложив все части, получаем общую первообразную:
[
F(x) = x^4 - \frac{x^3}{3} + 2x + C
]
где ( C ) — произвольная постоянная интегрирования.
Шаг 3: Подбор постоянной ( C )
Нам нужно, чтобы ( F(x) ) принимала отрицательные значения при ( x = 1 ). Подставим ( x = 1 ) в ( F(x) ):
[
F(1) = 1^4 - \frac{1^3}{3} + 2 \cdot 1 + C = 1 - \frac{1}{3} + 2 + C
]
Упростим выражение:
[
F(1) = 1 - \frac{1}{3} + 2 + C = \frac{3}{3} - \frac{1}{3} + \frac{6}{3} + C = \frac{8}{3} + C
]
Чтобы ( F(1) < 0 ), должно выполняться:
[
\frac{8}{3} + C < 0
]
Решая это неравенство относительно ( C ), получаем:
[
C < -\frac{8}{3}
]
Заключение
Любое значение ( C ), меньшее чем (-\frac{8}{3}), сделает функцию ( F(x) ) отрицательной при ( x = 1 ). Например, если выбрать ( C = -3 ), то:
[
F(x) = x^4 - \frac{x^3}{3} + 2x - 3
]
При ( x = 1 ):
[
F(1) = \frac{8}{3} - 3 = \frac{8}{3} - \frac{9}{3} = -\frac{1}{3}
]
Таким образом, ( F(x) = x^4 - \frac{x^3}{3} + 2x - 3 ) является подходящей первообразной функцией, принимающей отрицательные значения при ( x = 1 ).