Для определения функций, которые удовлетворяют условиям теоремы Коши на отрезке [1,4], необходимо проверить выполнение двух условий:
1. Непрерывность функций на отрезке [1,4].
2. Ограниченность функций на отрезке [1,4].
Рассмотрим каждый из представленных вариантов ответа и проверим выполнение этих условий:
А) y_1 = x^2-2x+3 и y_2 = x^3-7x^2+20x-5:
1. Функции y_1 и y_2 являются полиномами и, следовательно, непрерывны на всей числовой прямой, включая отрезок [1,4]. Условие непрерывности выполняется.
2. Проверим ограниченность функций на отрезке [1,4]. Рассмотрим функцию y_1 = x^2-2x+3. Найдем ее максимальное значение на отрезке [1,4] путем нахождения экстремумов и сравнения значений в этих точках. Для этого найдем производную функции y_1:
y_1'(x) = 2x - 2.
Для нахождения стационарных точек приравняем производную к нулю:
2x - 2 = 0.
Решая это уравнение, получаем:
x = 1.
Теперь проверим значения функции на границах отрезка [1,4]:
y_1(1) = 1^2 - 2 * 1 + 3 = 2,
y_1(4) = 4^2 - 2 * 4 + 3 = 7.
Таким образом, функция y_1 = x^2-2x+3 неограничена на отрезке [1,4].
Аналогично проверим значения функции y_2 = x^3-7x^2+20x-5:
y_2'(x) = 3x^2 - 14x + 20.
Для нахождения стационарных точек приравняем производную к нулю:
3x^2 - 14x + 20 = 0.
Дискриминант этого квадратного уравнения равен:
D = (-14)^2 - 4 * 3 * 20 = 196 - 240 = -44.
Так как дискриминант отрицательный, квадратное уравнение не имеет действительных корней. Следовательно, функция y_2 не имеет стационарных точек на отрезке [1,4].
Таким образом, функции y_1 = x^2-2x+3 и y_2 = x^3-7x^2+20x-5 не удовлетворяют условиям теоремы Коши на отрезке [1,4].
B) y_1 = x^3 и y_2 = x^2:
1. Функции y_1 и y_2 являются полиномами и непрерывны на всей числовой прямой, включая отрезок [1,4]. Условие непрерывности выполняется.
2. Рассмотрим функцию y_1 = x^3. Найдем ее максимальное значение на отрезке [1,4] путем нахождения экстремумов и сравнения значений в этих точках. Для этого найдем производную функции y_1:
y_1'(x) = 3x^2.
Единственная стационарная точка на отрезке [1,4] это x = 0, но она не находится на отрезке [1,4]. Так как функция является монотонно возрастающей на всей числовой прямой, ее значения будут ограничены на отрезке [1,4].
Аналогично проверим значения функции y_2 = x^2:
y_2'(x) = 2x.
Функция является монотонно возрастающей на всей числовой прямой, и ее значения также будут ограничены на отрезке [1,4].
Таким образом, функции y_1 = x^3 и y_2 = x^2 удовлетворяют условиям теоремы Коши на отрезке [1,4].
C) y_1 = e^x и y_2 = x^2/(1+x)^2:
1. Функции y_1 и y_2 являются элементарными функциями и непрерывны на всей числовой прямой, включая отрезок [1,4]. Условие непрерывности выполняется.
2. Проверим ограниченность функций на отрезке [1,4]. Рассмотрим функцию y_1 = e^x. Функция является возрастающей на всей числовой прямой, и ее значения ограничены на отрезке [1,4].
Аналогично проверим значения функции y_2 = x^2/(1+x)^2 на отрезке [1,4].
y_2(1) = (1^2)/(1+1)^2 = 1/4,
y_2(4) = (4^2)/(4+1)^2 = 16/25.
Таким образом, функции y_1 = e^x и y_2 = x^2/(1+x)^2 удовлетворяют условиям теоремы Коши на отрезке [1,4].
D) y_1 = x^2 и y_2 = √x:
1. Функция y_1 = x^2 является полиномом и непрерывна на всей числовой прямой, включая отрезок [1,4]. Условие непрерывности выполняется.
2. Рассмотрим функцию y_2 = √x. Функция является возрастающей на всей числовой прямой, и ее значения ограничены на отрезке [1,4].
Таким образом, функции y_1 = x^2 и y_2 = √x удовлетворяют условиям теоремы Коши на отрезке [1,4].
E) y_1 = (4-x)^2 и y_2 = x^3-5:
1. Функции y_1 и y_2 являются полиномами и непрерывны на всей числовой прямой, включая отрезок [1,4]. Условие непрерывности выполняется.
2. Проверим ограниченность функций на отрезке [1,4]. Рассмотрим функцию y_1 = (4-x)^2. Функция является возрастающей на всей числовой прямой, и ее значения ограничены на отрезке [1,4].
Аналогично проверим значения функции y_2 = x^3-5 на отрезке [1,4]:
y_2(1) = 1^3 - 5 = -4,
y_2(4) = 4^3 - 5 = 59.
Таким образом, функции y_1 = (4-x)^2 и y_2 = x^3-5 не удовлетворяют условиям теоремы Коши