Topp- og bunnpunkter med ln

Topp- og bunnpunkter med ln

En funksjon ff er gitt ved

f(x)=4x2lnxf(x) = 4x^2 \cdot \ln x

Bestem koordinatene til eventuelle topp- og bunnpunkter på grafen til ff.

Fasit

Bunnpunkt: (1e, 2e)\left(\dfrac{1}{\sqrt{e}},\ -\dfrac{2}{e}\right)

Løsningsforslag

Vi har f(x)=4x2lnxf(x) = 4x^2 \cdot \ln x definert for x>0x > 0. Deriverer med produktregelen:

f(x)=8xlnx+4x21x=8xlnx+4x=4x(2lnx+1)f'(x) = 8x \cdot \ln x + 4x^2 \cdot \frac{1}{x} = 8x\ln x + 4x = 4x(2\ln x + 1)

For x>0x > 0 er 4x>04x > 0 alltid, så f(x)=0f'(x) = 0 krever:

2lnx+1=0    lnx=12    x=e1/2=1e2\ln x + 1 = 0 \implies \ln x = -\frac{1}{2} \implies x = e^{-1/2} = \frac{1}{\sqrt{e}}

Fortegnsskjema for f(x)f'(x):

xx001e\dfrac{1}{\sqrt{e}}\to
f(x)f'(x)-00++
f(x)f(x)\searrowbunn\nearrow

ff' skifter fortegn fra - til ++, så det er et bunnpunkt.

Funksjonsverdien:

f(1e)=41e(12)=2ef\left(\frac{1}{\sqrt{e}}\right) = 4 \cdot \frac{1}{e} \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) = -\frac{2}{e}

Grafen til ff har et bunnpunkt i (1e,  2e)\underline{\underline{\left(\dfrac{1}{\sqrt{e}},\; -\dfrac{2}{e}\right)}}.

Sensorveiledning

1 poeng for å derivere riktig og 1 poeng for å finne koordinatene.