Чтобы найти наибольшее значение функции ( y = 20\tan(x) - 20x + 5\pi - 6 ) на отрезке ([- \frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{4}]), следуем следующим шагам:
1. Найдём производную функции
Для поиска точек экстремума функции, необходимо найти её производную:
[
y' = \frac{d}{dx}\left(20\tan(x) - 20x + 5\pi - 6\right)
]
Производная ( \tan(x) ) равна ( \sec^2(x) ), поэтому:
[
y' = 20\sec^2(x) - 20
]
2. Найдём критические точки
Критические точки находятся из условия ( y' = 0 ):
[
20\sec^2(x) - 20 = 0
]
[
\sec^2(x) = 1
]
Так как ( \sec(x) = \frac{1}{\cos(x)} ), то ( \sec^2(x) = 1 ) означает, что ( \cos^2(x) = 1 ). Следовательно, ( \cos(x) = \pm 1 ).
На отрезке ([- \frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{4}]), это происходит в точках ( x = 0 ).
3. Вычислим значения функции в критических точках и концах отрезка
Найдём значение функции в критических точках и концах отрезка:
В точке ( x = -\frac{\pi}{4} ):
[
y\left(-\frac{\pi}{4}\right) = 20\tan\left(-\frac{\pi}{4}\right) - 20\left(-\frac{\pi}{4}\right) + 5\pi - 6
]
[
= 20(-1) + 5\pi + 5\pi - 6
]
[
= -20 + 5\pi + 5\pi - 6
]
[
= 10\pi - 26
]
В точке ( x = 0 ):
[
y(0) = 20\tan(0) - 20 \cdot 0 + 5\pi - 6
]
[
= 0 + 5\pi - 6
]
[
= 5\pi - 6
]
В точке ( x = \frac{\pi}{4} ):
[
y\left(\frac{\pi}{4}\right) = 20\tan\left(\frac{\pi}{4}\right) - 20\left(\frac{\pi}{4}\right) + 5\pi - 6
]
[
= 20(1) - 5\pi + 5\pi - 6
]
[
= 20 - 6
]
[
= 14
]
4. Определим наибольшее значение
Сравниваем найденные значения:
- ( y\left(-\frac{\pi}{4}\right) = 10\pi - 26 )
- ( y(0) = 5\pi - 6 )
- ( y\left(\frac{\pi}{4}\right) = 14 )
Наибольшее значение функции на отрезке ([- \frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{4}]) равно ( 14 ), которое достигается в точке ( x = \frac{\pi}{4} ).