Для начала упростим функцию ( y = (x+2)^2 - 4 ). Раскроем квадрат:
[ y = (x+2)^2 - 4 = x^2 + 4x + 4 - 4 = x^2 + 4x. ]
Область определения функции – множество всех допустимых значений переменной x. Для квадратичной функции ( y = x^2 + 4x ) переменная x может принимать любые значения. Следовательно, область определения функции: ( D(y) = (-\infty, +\infty) ).
Нули функции – это значения x, при которых ( y = 0 ):
[ x^2 + 4x = 0 ]
[ x(x + 4) = 0 ]
Отсюда получаем ( x = 0 ) или ( x = -4 ). Таким образом, нули функции: x = 0 и x = -4.
Промежутки знакопостоянства – это интервалы, на которых функция сохраняет свой знак (положительный или отрицательный):
- ( x^2 + 4x > 0 ) при ( x \in (-\infty, -4) \cup (0, +\infty) )
- ( x^2 + 4x < 0 ) при ( x \in (-4, 0) )
Промежутки возрастания и убывания:
Дифференцируем функцию, чтобы найти производную:
[ y' = 2x + 4 ]
Приравниваем производную к нулю, чтобы найти критические точки:
[ 2x + 4 = 0 ]
[ x = -2 ]
Проверяем знак производной на интервалах:
- При ( x < -2 ), производная отрицательная (( y' < 0 )), значит функция убывает.
- При ( x > -2 ), производная положительная (( y' > 0 )), значит функция возрастает.
Таким образом:
- Функция убывает на интервале ( (-\infty, -2) )
- Функция возрастает на интервале ( (-2, +\infty) )
Область изменения функции:
Функция достигает своего минимального значения в вершине параболы ( x = -2 ). Подставляем этот x в функцию:
[ y = (-2)^2 + 4(-2) = 4 - 8 = -4 ]
Так как это парабола, ветви которой направлены вверх (коэффициент при ( x^2 ) положительный), максимальное значение ( y ) не ограничено сверху. Таким образом, область изменения функции: ( E(y) = [-4, +\infty) ).
График функции:
Функция ( y = x^2 + 4x ) представляет собой параболу с вершиной в точке ( x = -2 ), сдвинутую вниз на 4 единицы. Вершина этой параболы находится в точке ( (-2, -4) ). График проходит через точки ( (-4, 0) ) и ( (0, 0) ), где функция пересекает ось x.