Основы мат. анализа Примеры

$f (x) = \frac{x^{2} + x - 20}{x - 7}$

Этап 1

Найдем, где выражение $\frac{x^{2} + x - 20}{x - 7}$ не определено.

$x = 7$

Этап 2

Рассмотрим рациональную функцию $R (x) = \frac{a x^{n}}{b x^{m}}$ , где $n$ — степень числителя, а $m$ — степень знаменателя.

1. Если $n < m$ , тогда ось x, $y = 0$ , служит горизонтальной асимптотой.

2. Если $n = m$ , тогда горизонтальной асимптотой служит линия $y = \frac{a}{b}$ .

3. Если $n > m$ , тогда нет горизонтальной асимптоты (есть наклонная асимптота).

Этап 3

Найдем $n$ и $m$ .

$n = 2$

$m = 1$

Этап 4

Поскольку $n > m$ , горизонтальная асимптота отсутствует.

Нет горизонтальных асимптот

Этап 5

Найдем наклонную асимптоту, используя деление многочленов.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1

Разложим $x^{2} + x - 20$ на множители, используя метод группировки.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1.1

Рассмотрим форму $x^{2} + b x + c$ . Найдем пару целых чисел, произведение которых равно $c$ , а сумма — $b$ . В данном случае произведение чисел равно $- 20$ , а сумма — $1$ .

$- 4, 5$

Этап 5.1.2

Запишем разложение на множители, используя данные целые числа.

$\frac{(x - 4) (x + 5)}{x - 7}$

Этап 5.2

Развернем $(x - 4) (x + 5)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{x (x + 5) - 4 (x + 5)}{x - 7}$

Этап 5.2.2

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{x \cdot x + x \cdot 5 - 4 (x + 5)}{x - 7}$

Этап 5.2.3

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{x \cdot x + x \cdot 5 - 4 x - 4 \cdot 5}{x - 7}$

Этап 5.2.4

Изменим порядок $x$ и $5$ .

$\frac{x \cdot x + 5 x - 4 x - 4 \cdot 5}{x - 7}$

Этап 5.2.5

Возведем $x$ в степень $1$ .

$\frac{x \cdot x + 5 x - 4 x - 4 \cdot 5}{x - 7}$

Этап 5.2.6

Возведем $x$ в степень $1$ .

$\frac{x \cdot x + 5 x - 4 x - 4 \cdot 5}{x - 7}$

Этап 5.2.7

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$\frac{x^{1 + 1} + 5 x - 4 x - 4 \cdot 5}{x - 7}$

Этап 5.2.8

Добавим $1$ и $1$ .

$\frac{x^{2} + 5 x - 4 x - 4 \cdot 5}{x - 7}$

Этап 5.2.9

Умножим $- 4$ на $5$ .

$\frac{x^{2} + 5 x - 4 x - 20}{x - 7}$

Этап 5.2.10

Вычтем $4 x$ из $5 x$ .

$\frac{x^{2} + x - 20}{x - 7}$

Этап 5.3

Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением $0$ .

$x$

$7$

$x^{2}$

$x$

$20$

Этап 5.4

Разделим член с максимальной степенью в делимом $x^{2}$ на член с максимальной степенью в делителе $x$ .

					$x$
	$x$	-	$7$		$x^{2}$	+	$x$	-	$20$

Этап 5.5

Умножим новое частное на делитель.

				$x$
$x$	-	$7$		$x^{2}$	+	$x$	-	$20$
			+	$x^{2}$	-	$7 x$

Этап 5.6

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $x^{2} - 7 x$ .

				$x$
$x$	-	$7$		$x^{2}$	+	$x$	-	$20$
			-	$x^{2}$	+	$7 x$

Этап 5.7

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

				$x$
$x$	-	$7$		$x^{2}$	+	$x$	-	$20$
			-	$x^{2}$	+	$7 x$
					+	$8 x$

Этап 5.8

Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.

				$x$
$x$	-	$7$		$x^{2}$	+	$x$	-	$20$
			-	$x^{2}$	+	$7 x$
					+	$8 x$	-	$20$

Этап 5.9

Разделим член с максимальной степенью в делимом $8 x$ на член с максимальной степенью в делителе $x$ .

				$x$	+	$8$
$x$	-	$7$		$x^{2}$	+	$x$	-	$20$
			-	$x^{2}$	+	$7 x$
					+	$8 x$	-	$20$

Этап 5.10

Умножим новое частное на делитель.

				$x$	+	$8$
$x$	-	$7$		$x^{2}$	+	$x$	-	$20$
			-	$x^{2}$	+	$7 x$
					+	$8 x$	-	$20$
					+	$8 x$	-	$56$

Этап 5.11

Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в $8 x - 56$ .

				$x$	+	$8$
$x$	-	$7$		$x^{2}$	+	$x$	-	$20$
			-	$x^{2}$	+	$7 x$
					+	$8 x$	-	$20$
					-	$8 x$	+	$56$

Этап 5.12

После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.

				$x$	+	$8$
$x$	-	$7$		$x^{2}$	+	$x$	-	$20$
			-	$x^{2}$	+	$7 x$
					+	$8 x$	-	$20$
					-	$8 x$	+	$56$
							+	$36$

Этап 5.13

Окончательный ответ: неполное частное плюс остаток, деленный на делитель.

$x + 8 + \frac{36}{x - 7}$

Этап 5.14

Наклонная асимптота ― это полиномиальная часть результата деления в столбик.

$y = x + 8$

Этап 6

Это множество всех асимптот.

Вертикальные асимптоты: $x = 7$

Нет горизонтальных асимптот

Наклонные асимптоты: $y = x + 8$

Этап 7