y 3 = x 2 − 1 y^3=x^2-1 y 3 = x 2 − 1 ,y = x 2 − 1 3 y=\sqrt[3]{x^2-1} y = 3 x 2 − 1
1 thej domain x ∈ ( − ∞ ; + ∞ ) x\in(-\infty;+\infty) x ∈ ( − ∞ ; + ∞ )
2 intersection points with coordinate axes
O x : y = 0 x 2 − 1 = 0 x 1 = 1 , x 2 = − 1 A ( 1 ; 0 ) , B ( − 1 ; 0 ) O y : x = 0 y 3 = − 1 y = − 1 C ( 0 ; − 1 ) Ox: y=0\\
x^2-1=0\\
x_1=1, x_2=-1\\
A(1;0), B(-1;0)\\
Oy:x=0\\
y^3=-1\\
y=-1\\
C(0;-1) O x : y = 0 x 2 − 1 = 0 x 1 = 1 , x 2 = − 1 A ( 1 ; 0 ) , B ( − 1 ; 0 ) O y : x = 0 y 3 = − 1 y = − 1 C ( 0 ; − 1 )
3 symmetry
y 3 = ( − x ) 2 − 1 = x 2 − 1 y^3=(-x)^2-1=x^2-1 y 3 = ( − x ) 2 − 1 = x 2 − 1
the graph is symmetric about the axis O y Oy O y
4 the function is continuous
5 we find the critical points
y ′ = 1 3 ( x 2 − 1 ) − 2 3 ⋅ 2 x x = 0 , x = 1 , x = − 1 x ∈ ( − ∞ , − 1 ) ∪ ( − 1 , 0 ) , y ′ < 0 , y ↘ x ∈ ( 0 , 1 ) ∪ ( 1 , ∞ ) , y ′ > 0 , y ↗ y'=\frac{1}{3}(x^2-1)^{-\frac{2}{3}}\cdot2x\\
x=0, x=1,x=-1\\
x\in(-\infty,-1)\cup(-1,0), y'<0, y\searrow\\
x\in(0,1)\cup(1,\infty), y'>0,y\nearrow\\ y ′ = 3 1 ( x 2 − 1 ) − 3 2 ⋅ 2 x x = 0 , x = 1 , x = − 1 x ∈ ( − ∞ , − 1 ) ∪ ( − 1 , 0 ) , y ′ < 0 , y ↘ x ∈ ( 0 , 1 ) ∪ ( 1 , ∞ ) , y ′ > 0 , y ↗
Then x = 0 x=0 x = 0 is the maximum point
y = − 1 , x = 0 y=-1,x=0 y = − 1 , x = 0
6 find the inflection points
y ′ ′ = 2 3 ( x 2 − 1 ) − 2 3 + 2 3 x ⋅ ( − 2 3 ) ( x 2 − 1 ) − 5 3 = = 2 3 ( x 2 − 1 ) − 5 3 ( x 2 − 1 − 4 3 x 2 ) = = 2 3 ( x 2 − 1 ) − 5 3 ( − 1 3 x 2 − 1 ) x ∈ ( − ∞ , − 1 ) ∪ ( 1 , + ∞ ) , y ′ ′ < 0 x ∈ ( − 1 , 1 ) , y ′ ′ > 0 y''=\frac{2}{3}(x^2-1)^{-\frac{2}{3}}+\frac{2}{3}x\cdot(-\frac{2}{3})(x^2-1)^{-\frac{5}{3}}=\\
=\frac{2}{3}(x^2-1)^{-\frac{5}{3}}(x^2-1-\frac{4}{3}x^2)=\\
=\frac{2}{3}(x^2-1)^{-\frac{5}{3}}(-\frac{1}{3}x^2-1)\\
x\in(-\infty,-1)\cup(1,+\infty), y''<0\\
x\in (-1,1), y''>0 y ′′ = 3 2 ( x 2 − 1 ) − 3 2 + 3 2 x ⋅ ( − 3 2 ) ( x 2 − 1 ) − 3 5 = = 3 2 ( x 2 − 1 ) − 3 5 ( x 2 − 1 − 3 4 x 2 ) = = 3 2 ( x 2 − 1 ) − 3 5 ( − 3 1 x 2 − 1 ) x ∈ ( − ∞ , − 1 ) ∪ ( 1 , + ∞ ) , y ′′ < 0 x ∈ ( − 1 , 1 ) , y ′′ > 0
7 there are no vertical asymptotes
horizontal asymptote
y = k x + b k = lim x → ∞ x 2 − 1 3 x = 0 b = lim x → ∞ ( x 2 − 1 3 − 0 ⋅ x ) = ∞ y=kx+b\\
k=\lim_{x\to\infty} \frac{\sqrt[3]{x^2-1}}{x}=0\\
b=\lim_{x\to\infty} (\sqrt[3]{x^2-1}-0\cdot x)=\infty y = k x + b k = lim x → ∞ x 3 x 2 − 1 = 0 b = lim x → ∞ ( 3 x 2 − 1 − 0 ⋅ x ) = ∞
there are no horizontaltical asymptotes
8 intervals for the range
y > 0 , x 2 − 1 > 0 x 2 > 1 x ∈ ( − ∞ ; − 1 ) ∩ ( 1 ; ∞ ) y < 0 , x ∈ ( − 1 ; 1 ) y>0, x^2-1>0\\
x^2>1\\
x\in(-\infty;-1)\cap (1;\infty)\\
y<0, x\in(-1;1) y > 0 , x 2 − 1 > 0 x 2 > 1 x ∈ ( − ∞ ; − 1 ) ∩ ( 1 ; ∞ ) y < 0 , x ∈ ( − 1 ; 1 )
9 behavior at infinity
x → − ∞ , y → + ∞ x → + ∞ , y → + ∞ x\to-\infty, y\to+\infty\\
x\to+\infty, y\to+\infty x → − ∞ , y → + ∞ x → + ∞ , y → + ∞
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