Bestäm alla lokala maxima och minima för funktionen $f(x)=e^{-x}\sin x$, $0\le x\le3\pi$. Undersök även konvexitet för $0\le x\le3\pi$.
Hela analys · 2015-08-24
Uppgift 4
Uppgift 4
Visa lösningDölj lösning
Vi har
$$
f'(x)=e^{-x}(\cos x-\sin x).
$$
Derivatans nollställen i $[0,3\pi]$ är
$$
\frac\pi4,\qquad\frac{5\pi}4,\qquad\frac{9\pi}4.
$$
Tecknet för $f'$ visar att $f$ har lokala maxima vid $x=\frac\pi4$ och $x=\frac{9\pi}4$, samt lokala minima vid $x=0$, $x=\frac{5\pi}4$ och $x=3\pi$.
Dessutom är
$$
f''(x)=-2e^{-x}\cos x.
$$
Andraderivatans nollställen är $\frac\pi2$, $\frac{3\pi}2$ och $\frac{5\pi}2$. Funktionen är därför konkav på
$$
\left[0,\frac\pi2\right]\quad\text{och}\quad
\left[\frac{3\pi}2,\frac{5\pi}2\right],
$$
och konvex på
$$
\left[\frac\pi2,\frac{3\pi}2\right]\quad\text{och}\quad
\left[\frac{5\pi}2,3\pi\right].
$$